某礦山開拓回采方案優化選擇研究

葉自歡

（江銅集團德興銅礦，江西 德興 334200）

1 研究背景

某礦山屬已建礦山，開采礦種為金礦、金銀礦，生產規模為6萬噸/年。本礦采用地下開采，開采對象雖為多條近平行的礦體，但部分礦體之間相距較近，彼此間的開采活動會互相影響，各個中段可同時布置的有效礦塊數有限。文根據礦體的賦存狀況、開采技術條件，兼顧礦山的生產規模、礦石價值、礦山已有的工程以及現有的技術力量等情況，擬采用淺孔留礦法及無底柱淺孔留礦法。淺孔留礦法對急傾斜薄礦脈的礦體開采是一種有效的采礦方法，具有高效低耗與工藝簡單等優點[1，2]；無底柱淺孔留礦法在中小礦山開采急傾斜薄礦脈時，可降低礦石損失率，提高礦山開采安全性，提高礦山綜合效益[3-5]。

2 開拓方案選擇

根據礦體的賦存特點及現有探采硐的實際分布情況及擬采用的開采方式，以南側山溝為界將整個礦山分為南北兩個采場。

2.1 北采場

目前原采礦證內已采用平硐—溜井開拓，已施工有多條平硐，斜坡道最低已探礦至230m水平。采出的礦石通過溜井溜放至260m主運輸平硐后再轉運至選礦廠加工。擬結合本采區已有的平硐繼續對礦區內已探明的金礦體進行如下開拓：①260m以上各中段繼續采用平硐—溜井開拓；②南東采區260m～200m采用平硐—斜坡道；③南東采區200m以下至27m和北西采區280m以下采用盲斜井開拓方式。

2.2 南采場

采用平硐開拓，設計擬結合本采場已有的平硐繼續對礦區內已探明的礦體進行平硐開拓。中段高度取45m，共設有300m（殘采、回風）、255m等兩個中段，井下各中段巷道布置在下盤礦體脈外，中段之間采用天井相連，以確保人行、通風安全。

3 地下開采

3.1 礦床開采順序

沿垂直方向上將礦體劃分為不同的中段，每一中段內，沿礦體走向布置采場。中段間回采順序：中段一般自上而下進行回采，沿礦體傾斜上下相對應布置的采場，禁止同時回采，只有上部礦房回采結束后，方準回采下部礦房。中段內相鄰礦體回采順序：中段內有多條礦體，一般先采上盤礦體，后采下盤礦體。中段內回采順序：每條礦體回采，均沿走向采用后退式開采順序。

3.2 生產能力、工作制度及服務年限

（1）生產能力：6×104t/a。

（2）工作制度：連續工作制，即每年工作330天，每天3班，每班工作8小時。

（3）生產能力驗證（按同時可采可布礦塊數驗證）。

按同時可采可布礦房數驗證：本次設計礦山采用淺孔留礦法采礦，按礦塊生產能力80t/d考慮，單個水平開采最少可布置6個礦塊，地質影響因素取0.7，副產礦石率10%，則本礦的生產能力為：

式中：A——礦山的生產能力，t/d；

N——同時可采可布礦房數，個；

q——礦房生產能力，t/d；

E——地質影響因素；

K——礦塊利用系數；

Z——副產礦石率，取10%。

（4）服務年限：根據礦山設計開采的金銀礦儲量及其生產規模，礦石回采率取85%，礦石貧化率取15%，則礦山的開采服務年限為：

式中：Q——設計利用資源儲量，104t；

α——礦石回采率，取85%；

β——礦石貧化率，取15%。

經式（1）及式（2）計算，本礦的生產服務年限約14年，其中基建期1年，正常生產12年，減產、掃尾共1年。

3.3 開采技術條件和水文地質條件對采礦方法選擇的影響

本礦區礦體主要呈脈狀或薄脈狀等賦存于構造破碎帶中。礦體賦存標高在27m～515m之間，傾角在45°～88°之間，真厚度0.53m～18.07m，平均厚度0.86～3.47m。礦體頂底板巖石以碎裂巖為主，其次為碎裂巖化巖石，礦巖穩固性較好。礦體較新鮮，呈塊狀，礦體巖石堅硬，穩固性較好，礦區工程地質條件屬中等類型。

3.4 采礦方法

根據礦體的賦存狀況、開采技術條件，兼顧礦山的生產規模、礦石價值、井下運輸方式和礦山的技術力量等情況。推薦礦山仍選用礦山現有的生產工藝簡單，管理方便，礦石回采率高、采礦成本低的淺孔留礦法及無底柱淺孔留礦法。

3.4.1 礦塊的結構參數

（1）淺孔留礦法：礦塊沿走向布置，長30m～50m，寬為礦體厚度，中段高度20m～43m；間柱寬6m～8m；頂柱高3m～5m；底柱高5m～6m；聯絡道間距4m～5m；漏斗間距：5m～6m。在礦體內靠下盤沿脈施工運礦平巷，在礦塊兩端施工天井，天井布置在間柱中，規格1.5～2.0×2.0～2.2m2，每隔4m～5m鑿斷面為2.2×1.5m2的人行聯絡巷通往采場，采場兩端的人行聯絡巷應錯開布置，最后施工拉底切割平巷及漏斗。參照類似礦山，采切工程量取20m/kt。

（2）無底柱淺孔留礦法：采場結構參數礦塊沿走向布置，長30m～50m，寬為礦體厚度，中段高度20m～40m；間柱寬6m～8m；頂柱高3m～5m；底柱高5m～6m；聯絡道間距4m～5m；出礦進路間距10m～12m。首先由中段運輸平巷在劃定的礦塊兩端掘穿脈平巷，在間柱中央掘采準天井通至上個中段的穿脈回風平巷，然后在垂直階段高度上，每隔4m～5m鑿斷面為2.2×1.5m2的人行聯絡巷通往采場，采場兩端的人行聯絡巷應錯開布置，在礦房底部開鑿嶄溝和出礦進路，出礦進路間距10m～12m，隨后在礦房底部施工拉底平巷，并擴大為高約2m的拉底層。

3.4.2 主要技術指標

淺孔留礦法：礦塊生產能力80（t/d），礦塊回采率87（%），礦塊貧化率13（%），礦塊回采率86（%），礦塊貧化率14（%）；無底柱淺孔留礦法：礦塊生產能力120（t/d），礦塊回采率85（%），礦塊貧化率15（%），礦塊回采率86（%），礦塊貧化率14（%）。