保山金廠河緩傾斜厚大礦體采礦方法優化

羅正良

（1.云南黃金礦業集團股份有限公司，云南 昆明 650000；2.保山金廠河礦業有限公司，云南 保山 678000）

大直徑深孔采礦法具有鑿巖效率高、作業安全、回采高效、單次崩礦量大等優點[1-3]，因此在我國應用廣泛，此類采礦法一般具有合理的采場結構，且可以有效地提高勞動生產力[4]。保山金廠河礦山主要為ZnV3礦體，產狀為緩傾斜厚大礦體，分礦房和礦柱二步驟回采，實行分段鑿巖爆破、集中出礦。礦山主要采用分段鑿巖階段出礦空場嗣后充填法開采，現為提高勞動效率及安全水平，保護采場頂板、降低貧化率等，試驗采用大直徑深孔側向崩落嗣后充填法。

1 礦山概述

保山金廠河礦業有限公司礦區位于云南省保山市隆陽區城區360°方向平距24km處，采用斜井+斜坡道的開拓方式，主要工程包含1#明豎井、2#斜井、4#斜井、6#斜井、斜坡道、1720m中段集礦運輸水平、1660m中段集礦運輸水平、溜礦系統、排水系統和輔助硐室等。礦山主要地下開采鉛鋅銅礦，對鉛鋅銅和獨立銅兩個礦種實現分采、分運、分選。礦山總生產規模為2300t/d，其中鉛鋅銅生產規模為1500t/d，獨立銅生產規模為800t/d。

2 采礦方法的優化研究

2.1 開采技術條件分析

礦山主要為鉛鋅銅礦體，其產狀穩定，一般為單層，個別地段分枝為兩層，礦體厚大，圍巖中等穩固，礦體穩固，各采區礦體產狀如表1所示，可知礦山主要為緩傾斜厚大礦體[5，6]。

表1 鉛鋅銅礦體各采區產狀綜合表

2.2 采礦方法比較

尋求合理的采場方法是礦山生產的關鍵，是可持續發展的基礎[7]。針對礦山主要的ZnV3礦體，厚度一般大于20m，目前可供選擇的采礦方法有大直徑深孔側向崩落嗣后充填法和分段鑿巖階段出礦空場嗣后充填法兩種，兩種采礦法的落礦示意圖如圖1。接下來進行兩類采礦方法的比選。

扇形中深孔落礦相比于大直徑深孔落礦，主要的優勢有：裝藥結構簡單，前期設計任務較輕，而平行深孔設計較復雜[8]；鉆孔深度淺，炮孔偏斜不大，而大直徑深孔鉆孔深度大，不易控制偏斜[9]；塊度較均勻、大塊少，而大直徑深孔裝藥深度控制不當易產生較多大塊等[10]。

但是大直徑深孔落礦與相比扇形中深孔落礦，優勢更加明顯：

（1）鑿巖效率高：當礦體高度超過40m時，大直徑深孔落礦設置一個階段可完成鑿巖，而扇形中深孔落礦則需要2個～3個分段鑿巖；

（2）頂板保護好：采用扇形孔炮孔崩礦易導致不穩定的大理巖頂板坍塌混入，增大貧化，而采用大直徑深孔法預先對頂板進行支護，降低了貧化率；

圖1 厚大礦體平行深孔落礦示意圖(左)；扇形中深孔落礦示意圖(右)

（3）邊界控制好：扇形炮孔對邊界控制差，易導致膠結充填體破壞，增加貧化率，平行炮孔裝藥均勻，對邊界控制效果好；

（4）貧化率低：扇形孔分段鑿巖時礦石與底部廢石一起爆破，導致貧化率增大，而采用大直徑深孔，下部的廢石塹溝提前爆破，一定程度上減少了貧化；

（5）爆破周期短：中深孔爆破整個采場鑿巖爆破周期長，底部塹溝的維護工作也大大加重，同時，頂板一直處于無管理狀態，不利于安全管理。

將兩種采礦方法詳細的經濟對比列于表2。

表2 大直徑深孔落礦與中深孔落礦方案經濟效益對比

(1)護頂鋼材單耗 Kg/t 0.04048646 0 錨桿按100%考(2) 噴砼單耗 m3/t 0.00048733 0(3)護頂鋼材年費用 元/a 83901.5408 0(4)噴砼年費用 元/a 403964.064 0(7)護頂年總費用 元/a 487865.605 0七 可比營業收入 折價系數0.75(1)銅金屬銷慮計算，布置參數 1.5m＊1.5m，噴錨網按50%考慮計算，噴C20后100mm。錨網內鋼筋(直徑6.5mm)間柱10cm＊10cm售額元/a3091027228624873銅金屬價格37500萬元/t，(2)鉛金屬銷售額元/a2322367321506595鉛金屬價格14000萬元/t，(3)鋅金屬銷售額元/a195504902181049948鋅金屬價格17500萬元/t，(4) 銷售總額 元/a 249638846 231181416八 可比利潤(1)息稅前年利潤 萬元 16747.42 14859.97(2)息稅前總利潤 萬元 181766.60 169991.68九 可比差額(2)息稅前總利潤 萬元 0 -11774.92(1)息稅前年利潤萬元0-1887.45負值表示本方案相比大直徑深孔崩礦方案少賺利潤(3)折算到原礦元/t0-31.88每年每噸原礦少賺利潤

經過上表層層技術經濟分析可知大直徑深孔側向崩落嗣后充填法經濟效益比較突出，折算到原礦每噸可多賺31.88元，因此礦山采用此方法更有利。

2.3 緩傾斜大直徑深孔側向崩落嗣后充填法

大直徑深孔嗣后充填采礦法采用長徑比不大于6的球狀藥包，爆炸作用增大，破裂的巖石在移動過程中相互碰撞擠壓有利于獲得更好破碎，且倒置漏斗爆破崩下的礦石量也較大，因此球狀藥包爆破效果一般認為要好于其他形狀的藥包[11]。這類采礦方法一般適用于厚度不小于15m的厚大礦體，采場布置剖面圖見圖2。

2.3.1 采場布置及結構參數

分段高度7.5m，礦塊沿走向布置，長度一般不超150m；礦體劃分為多個礦房和礦柱按一、二兩步驟間隔回采，一步驟回采礦房，二步驟回采礦柱，礦房和礦柱寬度均為15m。

圖2 緩傾斜大直徑深孔側向崩落嗣后充填法

圖3 采場側崩縱剖面圖

2.3.2 采切工程布置

以脈外采準為主，采準工程有采場溜井、出礦進路、鑿巖硐室聯道、充填回風井等。鑿巖硐室從切頂巷道以3.6m高度擴幫后向礦房或礦柱的寬度全面拉開。

2.3.3 回采

采用隔一采一，即首先回采一步驟礦房，開采結束后膠結充填，回采二步驟礦柱，二步驟結束后用尾沙充填。采用潛孔鑿巖臺車在鑿巖硐室內鑿φ165mm的下向平行炮孔，拉底巷道內擴塹溝采用中深孔鑿巖臺車向上施工扇形中深孔。采用乳化炸藥和非電起爆系統，側向崩落。

2.3.4 頂板管理

為保證采場安全及控制頂板垮落貧化，鑿巖硐室頂部采用砂漿錨索+錨網噴支護，以及內留10×3m條形礦柱，采場回采結束后及時充填結頂。

3 采礦方法的現場應用

現場以15#采場、19#采場、23#采場作為試驗采場，采用大直徑深孔側向崩落嗣后充填法開采。采場先爆破切割槽，切割槽形成后，從切割槽向采場兩端后退式側崩，每次分段側崩布置3排～5排，分段高度10排～15m，采場采礦流程如圖3所示。

試驗采場頂板采切工程布置圖如圖4所示。

圖4 試驗采場頂部部采切工程布置圖

爆下的礦石采用2m3鏟運機集中在塹溝層的出礦進路中出礦至采場溜井，1720m中段集中運輸至礦石溜井，從2#斜井提升至選廠入料口。經驗證，采場綜合生產能力達到1200t/d，采切比51.38m3/kt，礦石損失率13.45%，廢石混入率11.73%，達到了礦山生產指標。

4 結論

保山金廠河ZnV3礦體15#、19#、23#試驗采場采用大直徑深孔側向崩落嗣后充填法，通過實際應用，3個采場生產能力滿足礦山1500t/d的生產要求，經濟指標達到設計要求，說明金廠河ZnV3礦體緩傾斜厚大部分適合采用大直徑深孔側向崩落嗣后充填法開采。這種采礦法生產能力大、安全性高、損失貧化率低、生產成本低，是下一步礦山首要考慮的采礦方法，對于提高礦山資源綜合利用率，降低成本，提高經濟效益，確保礦山持續平穩發展具有重要意義。