吉林省樺甸市老牛溝金礦107-1號礦體開采設計

于志鵬

吉林省有色金屬地質勘查局六〇四隊，吉林 吉林市 132000

0 引言

吉林省樺甸市老牛溝金礦經過多年的地質勘查工作，取得了較好的地質效果。礦區周圍具備交通方便，水源充足，電力充沛等外部條件。在礦山建設中做好環保等配套設施，力求將其不利影響降至最低，符合國家有關規定，建成后會得到當地居民支持。投產后能夠多創利稅，創造就業機會，促進地區經濟的發展，提高當地人民生活水平。

1 概況

老牛溝金礦共探獲了9條礦體，其中主礦體107-1具有礦體規模較大、系統穩定、品位較高的特點，且礦體集中，易采、選，水文地質條件簡單。107-1號主礦體分布在119—85號勘探線之間，為中型規模礦體。礦體形態呈脈狀、透鏡狀，賦存于新太古界夾皮溝巖群老牛溝巖組花崗質片麻巖的層間破碎帶之中，斜列式分布，走向290°～320°，傾向北東，傾角52°～84°，產狀與地層基本一致，埋藏深度167 ～554 m，賦存標高312～-73 m，為隱伏礦體，平面及剖面上具有舒緩波狀、收縮膨大、分支復合現象。

礦體平均厚度2.28 m，礦體平均品位7.33×10-6，品位變化系數90.18%，屬均勻型。

2 開采方式

107-1號主礦體為陡傾斜礦體，且埋藏較深，如采用露天開采，其剝采比很大，不具備可行性。礦區附近地表為林地，征地費用很高，征地難度很大進度推進困難，大面積征地不具備可行性。礦山目前存在一條探礦豎井和三層坑道可以利舊。從剝采比，征地費用、可利舊工程三個方面考慮，該礦山不宜采用露天開采，設計采用地下開采方式。

3 采礦方法

3.1 采礦方法選擇

設計開采礦體賦存條件具體如下：

①礦體傾角：52～84°，集中在75°上下；

②礦體厚度：0.8～5.63，集中在2 m上下；

③礦體間距：5～10 m；

④礦石性質：含金黃鐵礦石英脈型，穩固性好；

⑤圍巖性質：以角閃斜長質片麻巖為主，穩固性好；

⑥礦體夾石：只有兩處，厚度0.5～3.3 m，為蝕變花崗質片麻巖，蝕變較強；

⑦礦石價值：品位較高，價值較高；

⑧其他：礦石無結塊性、自燃性，地表允許陷落。

礦體屬陡傾斜薄礦體，產狀變化不大，礦石品位及價值均較高，不宜采用損失貧化較大的崩落法開采。礦巖總體較穩固，但在接觸面上存在綠泥石化和絹云母化的蝕變帶，穩固性有所降低。空場法回收率低，不適用于穩固性差的礦體開采。采用充填法開采，加強空幫的臨時支護，減小上盤及頂板的暴露面積，縮短暴露時間，從而降低采礦損失率和礦石貧化率。

綜上，設計推薦采用干式充填法開采。

3.2 回采工藝及設備選型

（1）礦塊布置及結構參數見表1。

表 1 礦塊結構參數表Table 1 Parameter table of ore block structure

（2）采切系統

采準工程包括：穿脈巷道、順路通風井、裝礦巷道、（順路）溜井、充填進路、充填井。

在礦體下盤5～8 m外，掘進脈外運輸巷道（凈斷面=5.49 m2），一般不支護，不穩固區段采用錨桿、錨網或錨網噴支護。在脈外運輸巷道內，每隔40～50 m，垂直礦體走向掘進穿脈巷道（凈斷面積=5 m2）控制礦體，穿脈巷道穿過礦體1 m左右為宜，一般不支護，不穩固區段采用錨桿或錨網支護。在穿脈巷道內，靠近礦體下盤位置施工順路通風井（凈斷面積=2.7 m2），與上中段穿脈巷道連通。另在脈外運輸巷道內，每隔10 m布置1條進路與礦體連通，其中靠近礦房兩側的進路作裝礦進路（斷面同穿脈巷道），位于中間的進路作為充填進路（斷面同穿脈巷道）。在裝礦進路端部設順路溜井，溜井底部設漏斗，用于放礦。在切割層中部施工充填井（凈斷面積=2.7 m2）與上中段充填進路連接，用于充填料的下放。（見圖1）

切割工程包括：切割層。在礦房內底部沿礦體走向掘進拉底巷道，爆破擴大后形成切割層（凈斷面尺寸 =5.2 m2）。

（3）回采工藝和設備選型

礦房內總體自下而上分層回采，工作面采用1臺YT-27型鑿巖機鉆鑿上向淺孔落礦，炮孔呈“之”字型布置，炮孔深度2.0～2.5 m，孔間距0.8～1.0 m，排間距0.8 m。采用2#巖石乳化炸藥爆破，人工裝藥，毫秒導爆管雷管起爆。為減少礦石損失和貧化，落礦前應在廢石充填料上鋪設廢舊膠帶、鋼板等材料。順路溜井底部鋪設鋼板并設漏斗，上部設格篩。每次放出礦量，要保證回采作業面的高度為1.8 m。當發現溜井出現懸拱、卡礦時應停止作業，妥善處理后，方準繼續作業。對于塊度較大的礦石（＞300 mm）在采場內，采用打孔裝藥的方法進行二次破碎。

（4）礦房充填

每一分層礦石出礦完畢后，即可進行采場充填。充填的厚度以保證回采時作業高度在1.8 m為宜。充填過程中要盡量采用塊度較小的廢石，加強檢查，盡量鋪平踩實，盡量保證充填料密實、平整，沒有空洞。充填料可就近掘進取石巷道，采廢石充填空區。

（5）采場支護

采場在下一班鑿巖之前進行撬毛和支護，對不穩固地段應注意加強支護。作業空間可以滿足錨桿鉆機鉆進要求時，應盡量采用錨桿支護、錨網支護，受作業空間狹小無法采用錨桿支護時可采用木支護，以確保采場穩定與安全。

（6）礦柱回采與空區處理

圖1 干式充填法設計圖Fig.1 Design drawing of dry filling method

表 2 采礦綜合技術指標表Table 2 Comprehensive technical index of mining

礦塊頂底柱均不回收，礦房回采完畢后空區被廢石充填無需處理。對于局部品位較高的礦段可采用混凝土假底柱置換底柱礦柱以提高回收率。鋼筋混凝土假底采用雙層網布置，網度200 mm×200 mm，主筋采用φ16鋼筋，副筋采用φ12鋼筋。垂直兩幫布置錨桿，錨桿必須錨固到穩固的巖體中， 錨桿間距1.0 m，錨桿直徑40 mm，長1.4～2.0 m， 外露長度不小于200 mm，與鋼筋網焊接。采用 C20混凝土澆筑，混凝土厚度 400～500 mm。

4 采礦綜合技術指標

根據本次設計，得出老牛溝金礦采用干式充填法的采礦綜合技術指標，見表2。

5 評價

采用干式充填法具有以下優點：（1）礦石損失、貧化小并能夠比較有效的維護圍巖，減少圍巖的移動和防止大量冒落，對地表破壞程度小；（2）礦山只在基建期產生廢石，投產后廢石全部充填進入井下，礦山最終產品為含金銀礦石，礦石全部外售，對本地環境影響甚微，環境恢復快，符合綠色開采的方針。