云南金河金礦深部開拓方案優(yōu)選

林榮平，梁堯普，楊修治

（紫金礦業(yè)集團股份有限公司，福建 廈門 361000）

我國是世界金礦開采大國，有著非常豐富的黃金儲量，為我國經(jīng)濟發(fā)展提供了有力保障。我國的金礦分布比較分散，全國均有分布，其中以山東地區(qū)、甘肅地區(qū)、云貴川以及黑龍江流域儲量最為豐富[1]。云南地區(qū)自古以來就是我國金礦開采的重要區(qū)域，近年來隨著找礦、采礦技術(shù)的發(fā)展，我國在云南地區(qū)先后發(fā)現(xiàn)多個金礦成礦帶以及大型金礦床，對國家經(jīng)濟以及當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)起到了良好的帶動作用[2]。

雖然我國金礦開采近年來進步迅速，但對于深部金礦開采仍存在很多問題，這就需要我們更多的依靠科學(xué)的技術(shù)和開拓方案解決問題[1]，開拓系統(tǒng)是礦山開采最重要的的基本系統(tǒng)，這關(guān)乎礦山開采中經(jīng)濟、效率以及安全問題，與礦山平面布置以及通風(fēng)、排水等其他工程密切相關(guān)。開拓系統(tǒng)的確定應(yīng)當(dāng)需要考慮地質(zhì)構(gòu)造背景、資源分布以及國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，開拓系統(tǒng)方案的優(yōu)化和確定對礦山發(fā)展至關(guān)重要[3-5]。

研究區(qū)金河金礦位于云南省元陽縣，礦床位于哀牢山成礦帶，礦體屬于極薄石英脈型金礦。金河金礦床礦區(qū)內(nèi)主要礦脈由東至西分別為V52、V51、V55、V50號礦脈，均呈北西—南東走向，傾向南西。其中V55號礦脈礦體傾角較緩，平均傾角15°，平均厚度0.27m；V52、V51、V50號礦脈傾角在35°～55°之間，厚度在0.35m～0.44m之間。礦山經(jīng)歷了多年的早階段民采開發(fā)和后階段整合開發(fā)，新、老生產(chǎn)系統(tǒng)和開采工藝存在一些銜接不足和需要改進的地方，現(xiàn)擬對V51、V50號脈進行深部開發(fā)，開拓系統(tǒng)的優(yōu)化改造已成為生產(chǎn)開發(fā)迫切要求。

1 礦山概況

1.1 開采現(xiàn)狀

目前，金河金礦采用平硐+盲斜井開采方式，586米標(biāo)高及以上為采空區(qū)，現(xiàn)在對以前老巷道（571、572）及民采硐進行了整合，合并為一個572開采系統(tǒng)，見圖1。原571平硐主要開采礦脈為V55號脈，在15線附近開采V51、V50號脈，現(xiàn)上部也基本被采空；礦、渣主要通過571平硐經(jīng)32線聯(lián)絡(luò)道至572平硐運出硐口；新鮮風(fēng)由原571硐口進入至平硐，沖刷工作面后經(jīng)上部采空區(qū)排出。原572平硐主要開采礦脈為V52號脈，開采標(biāo)高至330米，礦、渣主要通過主斜井箕斗提升至572平硐運出硐口；新鮮風(fēng)由572硐口進入經(jīng)斜井進入各中段，沖刷工作面后再經(jīng)各中段間通風(fēng)井進入480中段，再由480中段20線附近556聯(lián)絡(luò)道經(jīng)556硐口排出。

1.2 采礦方法

目前，對金河金礦V52、V55號礦脈主要采用普通全面法的采礦方法，V51、V50號礦脈平均傾角45°，厚度0.35m～0.44m之間，對于緩傾斜的薄脈狀礦體仍建議使用普通全面法為主要采礦方法。

礦塊沿走向布置，中段高度20m，采場長50m，采場寬度為礦體水平厚度和削壁層水平厚度之和。礦柱設(shè)計為頂柱4m，底柱高4m，每隔2個～3個礦房留一盤區(qū)間柱，盤區(qū)間柱寬3m。

在采準(zhǔn)切割工程中，首先掘進脈內(nèi)階段運輸平巷，開鑿切割平巷連通各礦石溜子的上口，逆礦體傾向掘進切割上山貫通回風(fēng)平巷。

回采工作由切割上山的一側(cè)或兩側(cè)開始沿礦體走向全面推進，工作面可以布置成階梯狀，依次超前一定的距離，階梯數(shù)為2個～3個。采用YTP-28氣腿式型鑿巖機鑿巖，淺孔落礦。采幅垂向高度1.8m，分采時先采下盤圍巖，之后再采礦石；分采下的廢石直接棄在采空區(qū)。孔深2m～3m，排距0.5m～1m。

采場新鮮風(fēng)流由中段運輸平巷經(jīng)進入采礦工作面，污染風(fēng)流經(jīng)上山排至回風(fēng)巷，在爆破后或需加強通風(fēng)時采用局扇加強通風(fēng)。爆破通風(fēng)后，進入采場先檢測空氣、有毒氣體含量后，用水清洗工作面及濕式降塵后進行浮石處理，確認安全后進行出礦[6]。

圖1 572系統(tǒng)平面示意圖

2 深部開拓方案

現(xiàn)擬對V50、V51號礦脈571米標(biāo)高以下進行開拓。V50號礦脈分布于19線～43線之間，呈脈狀、似板狀，走向北西～南東，傾向南西。V51號脈位于V50南西，平距約12m～60m，分布于4線～43線，呈脈狀、不規(guī)則板狀，走向北西～南東，在13線附近轉(zhuǎn)向近南北，傾向南西—南西西。礦體均屬中等緩傾斜礦體，擬采用30米垂高一個中段。

2.1 擬選開拓方案簡述

根據(jù)金河金礦礦體賦存條件以及結(jié)合現(xiàn)有開拓系統(tǒng)，可供選擇的開拓方案有兩個，如圖2所示。

方案一：從450中段15線附近施工穿脈工程。從450中段15線附近沿215°方位施工穿脈工程，施工至V50、V51號脈下盤后再向上施工盲豎井并拉開副中段。設(shè)計巷道斷面規(guī)格2.2m×2.3m，施工距離約960m，四個錯車道120m，總計1080m，以每月完成80m計算，預(yù)計13.5個月完成，預(yù)計投資160萬元。施工全程采用獨頭掘進，采用壓入式和抽出式混合通風(fēng)，施工工程中產(chǎn)生的廢渣需通過572平硐主斜井提升至572平硐運出硐口。

方案二：從571平硐13線附近向下施工盲斜井至450米標(biāo)高，設(shè)計斷面規(guī)格2.5m×2.6m，施工距離約310m，四個中段各280m穿脈工程及40m水倉、40m繩道，共計工程量1800m，以每月完成80m計算，預(yù)計22個月完成，預(yù)計投資340萬元。施工全程采用獨頭掘進，采用壓入式和抽出式混合通風(fēng)，施工工程中產(chǎn)生的廢渣通過571平硐經(jīng)32線聯(lián)絡(luò)道至572平硐運出硐口。

2.2 擬選開拓方案比較

從當(dāng)前國內(nèi)礦山的實際情況分析，上述2個開拓方案在技術(shù)和實用性方面都是成熟的、可行的，但2個方案相比較各有優(yōu)缺。

方案一優(yōu)點：①建設(shè)時間短；②投資少，后期維護費用低；③相對于571斜井工程該穿脈設(shè)計可以對V52與V50號脈中間區(qū)域進行探礦。方案一缺點：①工程與572系統(tǒng)各中段共用一個提升系統(tǒng)，工程在450中段，巷道深，獨頭掘進，運輸、通風(fēng)、排水等都受影響；②穿脈工程施工完畢后，為了后期通風(fēng)循環(huán)還需施工通風(fēng)井與571平硐聯(lián)通。工程所在位置深與現(xiàn)571平硐有120m的垂直高差，施工通風(fēng)井難度較大。③工程到位后與上中段高差大，開拓副中段較多增加倒運次數(shù)，后期所有運輸、排水等多得經(jīng)過穿脈與572平硐斜井，沒有第二安全出口。

方案二優(yōu)點：①571中段13線斜井獨立開拓不受附近作業(yè)面影響，施工過程產(chǎn)生的廢渣可直接通過571平硐運出；②斜井開口處有通風(fēng)井與上中段586貫通，污風(fēng)容易排出；③后期可與572平硐形成一個大系統(tǒng)，具有良好的通風(fēng)循環(huán)及安全出口。方案二缺點：①建設(shè)時間長；②投資較高且后期維護費用高。

綜上所述，方案一與方案二相比，方案一具有工程建設(shè)時間短，投資少，維護費用少的特點。但方案一通風(fēng)難度大，運輸距離長，存在較大安全隱患，且對以后各副中段的開拓有較大影響；方案二雖建設(shè)時間長，投資較高，但通風(fēng)難度小，運輸距離短，工程從上到下，掘進、運輸、通風(fēng)、排水循環(huán)推進，容易安排調(diào)度。后期可與572斜井中段貫通形成一個大系統(tǒng)，增加提升通道，同時增加一條深部掘進安全通道。故從長遠考慮，推薦金河金礦采用從571平硐施工盲斜井工程。

圖2 方案一與方案二設(shè)計示意圖

圖3 V51、V50號脈深部開采通風(fēng)示意圖

2.3 推薦的深部開拓運輸方案

盲斜井位于V51、V55、V50號礦脈上盤571平硐13線附近，設(shè)計盲斜井長度310m，垂高120m，共設(shè)計4個中段（550中段、520中段、490中段、460中段）。斜井采用2.0m×1.6m×1.2m箕斗提升，提升設(shè)備為JTP1.6×1.2單繩纏繞式提升絞車，電機160kw，最大提升速度3.4m/s。以下各中段運輸采用3t電機車牽引0.7m3翻轉(zhuǎn)式礦車，礦、渣先倒入至各中段石門段礦倉，再由礦倉溜入箕斗提升至571平硐，再經(jīng)32線聯(lián)絡(luò)道至572平硐運出硐口。3通風(fēng)系統(tǒng)。

571平硐新鮮風(fēng)流由原571平硐硐口進入，由7線37kw主扇風(fēng)機壓入至13線，通過斜井流入各以下各中段，各中段污風(fēng)通過中段間通風(fēng)井流至571平硐，再經(jīng)571平硐與586平硐23線通風(fēng)井流至上部采空區(qū)，經(jīng)586平硐流出硐口，如圖3。上部需對13線至21線間采空區(qū)進行封堵，以避免污風(fēng)回流。井下采切掘進等獨頭工作面以及其它通風(fēng)不暢的作業(yè)地點，采用局扇輔助加強通風(fēng)[7]。

3 結(jié)語

（1）金河金礦對V51、V50號脈的深部開采采用從現(xiàn)571平硐施工盲斜井的開拓方式，雖建設(shè)時間長，投資較高，但從長遠考慮具有通風(fēng)簡單、安全性高、且對現(xiàn)有生產(chǎn)影響較小的特點。且還可與原572平硐貫通形成一個大系統(tǒng)，形成一個較好的通風(fēng)循環(huán)通道。

（2）新鮮風(fēng)流經(jīng)571硐口進入，經(jīng)盲斜井流入以下各中段，沖刷工作面后通過各中段間通風(fēng)井進入至586平硐排出硐口，形成一個較好的通風(fēng)回路，符合礦山長遠發(fā)展規(guī)劃。