1前山84#矿体赋存条件铜山铜矿矿区分为铜山、前山和前山南3个主要矿段,其中前山南矿段为前山矿段的延伸部分,矿区内主要包括4#、15#、29#、30#、79#和84#矿体,分属上述3个主要矿段之中。
前山84#矿体赋存于+57～-214m ,走向NNW ,倾向SW ,倾角为45～80°,局部有反倾,底板倾角一般在50°以上。
矿石以含铜黄铁矿为主,其次为含铜磁铁矿、含铜闪长岩及含铜矽卡岩等,矿石品位为1.2%左右,矿体沿走向长度约为120m ,厚度为25～30m ,矿石结构致密,f =8～12。
矿体顶板为单硫燧石黄铁矿,蚀变严重,溶洞、裂隙发育,质脆易碎,稳定性较差,常因地下水含有CuSO 4晶体析出。
矿体底板为五通组石英岩和蚀变闪长岩,五通组石英岩层理、节理、裂隙均发育,闪长岩易风化、膨胀,稳定性差。
该矿体含硫较高,存在氧化、结块、自燃和自爆等特性。
2采矿方法评述铜山铜矿前山84#矿体赋存条件极为复杂,采矿方法也经历了数次变革,其中在0m 中段以上采用无底柱分段崩落法开采,0～-80m 中段采用有底柱分段崩落法开采。
崩落法的主要工艺特征为:矿块分段高度为6～8m ,矿块沿走向长度为34～42m ,划分为若干个采区,每个采区由3条进路组成,每条进路间距为6～7m 。
运输巷道布置在稳固性较好的顶板内,进路由顶板到底板上下分段错开布置,沿底板天井拉槽扩大成爆破自由面,采用YG-90型凿岩机凿岩,布置上向扇形中深孔,炮孔排距为1.2m 。
为减少矿石损失和贫化,3条进路同时由里向外后退式回采,每次爆破1～2排炮孔,装岩机出矿。
但生产实践表明,该矿体采用崩落法存在以下主要问题。
(1)前山84#矿体为高温高硫含铜矿体,采用崩落法开采不利通风,而抽出式通风在采场掌子面产生负压,使得爆破后的矿石大量氧化,矿石结块严重,氧化生成的SO 2气体污染掌子面,采场温度升高,且采场漏风量大,恶化了井下作业条件。
同时氧化生成的SO 2气体对井下设备、电气和主扇风机腐蚀性大,且危及人身安全。
(2)前山84#矿体采空区位于姥山脚下的前山露天采场边坡下方,空区上部泥土及蚀变风化岩较多,经大气降水大量涌入采场空区并形成泥石流,在采场矿石未出完的情况下,泥石流提前到达采场形成“包饺子”现象,造成采场矿量大量损失和贫化,实际损失率达40%～50%,贫化率也达到了30%～50%。
(3)由于矿体采用分段崩落法开采,-80m 以上采空区与地表相通,地压控制极为困难。
此外,该矿收稿日期:1999-08-18作者简介:郭金峰(1963-),男,江西信丰人,马鞍山矿山研究院采矿工程设计研究所高级工程师,主要从事矿山开采方法及矿山地压控制等方面的研究。
文章编号:1005-2712(2000)03-0008-03分段空场嗣后充填采矿方法的试验研究郭金峰(马鞍山矿山研究院,安徽马鞍山243004)摘要:针对铜山铜矿前山84#矿体采用分段崩落法存在通风困难、采场自燃、地压难以控制和矿石损失贫化大等主要问题,提出了改用分段空场嗣后充填采矿方法的试验方案,试验结果表明该采矿方法通风条件有了较大的改善,采场自燃得到有效控制,地压活动明显减少,经济效益和社会效益明显。
关键词:分段空场;充填采矿法;采场自燃;应用中图分类号:T D853.32文献标识码:AJian g x i N onferrous M etals第14卷第3期V ol.14,N o.32000年9月S p et.2000江西有色金属体地表开采境界内均为矿区生活区和周围农民居住区,上述两种采矿方法(有底柱分段崩落法和无底分段崩落法)均难以保证地表构筑物的安全。
鉴于铜山铜矿84#矿体采用分段崩落法(有底柱和无底柱)回采存在的主要问题,经过认真总结分析和广泛调查,确定用分段空场嗣后充填采矿方法进行回采,并从以下几方面着手解决上述难题。
(1)预留隔离带,将崩落法采场6～8m 高的底柱与下部充填采场的4m 顶柱完整预留,形成隔离带。
(2)将矿块分为矿房和矿柱两部分,在优化采场结构参数的同时,逐步完善采场回采工艺,提高采场回采的经济技术指标。
(3)采场分一步骤和二步骤回采,先采矿柱后采矿房,矿柱采用胶结充填,矿房用分级尾砂充填。
(4)采场回采落矿采用控制爆破技术,控制采场内各类工程的规格,确保下步回采的顺利进行。
(5)采用三强开采,研究矿石氧化发火周期,抢在矿石氧化发火前充填空区。
(6)根据采场生产能力,控制一次爆破量,减少崩落矿石在采场内的存留时间,降低采场内SO 2的浓度,杜绝矿石在采场内自燃和自爆。
3分段空场嗣后充填采矿法试验3.1采场结构参数试验矿块布置在-127～-80m 中段,矿块走向长度为72m ,分矿房和矿柱两部分,矿房宽度为16m ,矿柱宽度为8m ,中段高度为40m 左右,分段高度为8～13m ,底柱高底为6～7m ,顶柱高度为4m 。
分段空场嗣后充填采矿法布置示意图见图1所示。
第3期郭金峰:分段空场嗣后充填采矿方法的试验研究93.2采准切割工程布置矿块内每12m 垂直矿体走向布置一条规格为2.0m ×2.0m 的电耙巷道,电耙巷道两侧交错布置规格为2.0m ×2.0m 的人行天井,分别与各分段巷道相通,分段凿岩巷道规格为2.8m ×2.8m ,矿块内设有溜矿井,溜矿井规格为2.0m ×2.0m 。
3.3回采工艺矿块回采顺序为从一侧向另一侧推进,先采矿柱后采矿房,矿柱采用胶结充填,矿房采用分级尾砂1.尾砂充填矿房;2.胶结充填矿柱;3.覆盖岩;4.充填运输巷;5.切割充填井;6.凿岩巷道;7.电耙巷道;8.运输巷道;9.出矿漏斗;10.溜井;11.矿块分界线;12.联络道;13.人行井图1分段空场嗣后充填采矿方法示意图充填。
凿岩采用YG-90型中深孔凿岩机,上向扇形炮孔,炮孔直径为 65mm ,在矿体的一端拉切割槽,爆破回采时从切割槽开始后退式回采,上下分段同时爆破落矿。
采场爆破落矿后,新鲜风流从下部中段运输巷道经电耙巷道进入采场爆堆,污风流从上部采切工程经上中段运输巷道排出。
采场矿石从底部电耙出矿巷道中装入矿车运到采场溜矿井集中出矿。
矿柱回采结束后,采用胶结充填方式充填采空区,充填体强度控制在3.5～4.0MPa ,为节约成本,矿房采用分级尾砂充填采空区,矿房充填体要求达到基本接顶即可。
3.4主要技术经济指标分段空场嗣后充填采矿法的主要技术经济指标见表1。
4结语铜山铜矿前山84#矿体原采用分段崩落采矿法(有底柱和无底柱)回采,通过试验采用分段空场嗣后充填采矿法回采后,实践证明取得了以下经验和效果。
(1)解决了分段崩落法开采时采场通风困难的问题,采场SO 2浓度大大降低,采场作业条件大大改善,采矿作业设备也得到较好的保护,使用寿命有所增长。
(2)回采时采用了控制一次爆破量,减少崩落矿石在采场内的存留时间,抑制了SO 2的产生,改善了作业环境。
(3)矿石的损失和贫化得到有效控制,并有了较大幅度的下降。
矿石损失率由改进前的40%～50%降低为5%～13%(一次损失),矿石贫化率也由改进前的30%～50%降低为5%～13%(一次贫化),但采矿成本较改进前有所增加。
(4)采用充填方式充填采空区,对控制矿区地压、消除泥石流对采场作业人员的威胁和保护地表构筑物的安全,起到了较好的作用。
(5)选矿厂的尾矿经分级后用于采场充填,加大了尾矿的综合利用范围,同时还减少了尾矿的外排量,使尾矿库建设投资得以减少。
表1主要技术经济指标指标名称单位试验指标备注采场生产能力t/d 250～300采切比m/kt 10每米炮孔崩矿量t/m 4～6矿石损失率%5～13一次损失矿石贫化率%5～13一次贫化炸药单耗kg/t0.3～0.4A reseasrch on the ex p eriment of the sublevel o p en sto p in g follow ed b y fillin gG UO Jin 2fen g(Maanshan Institute o f Minin g Resear ch ,Maanshan 243004,Anhui ,China )Abstract :In view of the m ain p roblems ex ist in the sublevel cavin g m ethod used in m inin g N o.84orebad y of Q ianshan area in T on g shan co pp er m ine such as :difficult ventilation ,sto p e self -combustion ,earth p ressure control and hi g h ore losin g and ore dilution ,a test of m inin g is su gg ested which consists of sublevel o p en sto p in g follow ed b y fillin g .T he test results have shown im p rove ventilation g reatl y ,control sto p e self -combustion and less earth p ressure activit y ,which has brou g ht about g ood social and econom ic benefits.K e y w ords :sublevel o p en sto p in g ;sto p e fillin g m inin g ;sto p e self -combustion ;a pp lication10第14卷江西有色金属。