阿舍勒铜矿浅埋贵金属矿体的回采方案研究.pdf

户瑞平（1987），男，工程师，834025 新疆维吾尔自治区阿勒泰地区。阿舍勒铜矿浅埋贵金属矿体的回采方案研究户瑞平（新疆哈巴河阿舍勒铜业股份有限公司）摘要为了对阿舍勒铜矿近地表浅埋矿体进行安全高效地回收，开展回采方案研究工作。基于矿体赋存形态、岩石力学性质、技术经济指标和地表建筑物情况，提出上向水平分层充填法和上向进路充填法2种回采方案。经过2种方案的优缺点及技术指标对比分析研究，最终确定上向进路充填采矿法为最优回采方案，研究成果可为相似矿体的回采提供技术经验。关键词采矿方法破碎矿体浅埋经济技术指标DOI：10.3969/j.issn.1674-6082.2023.09.026Research on the Mining Plan of Shallow Buried Precious Metal Orebody in Ashele Copper MineHU Ruiping（Xinjiang Habahe Ashele Copper Industry Co.，Ltd.）AbstractIn order to recover the near-surface shallow buried orebody in Ashele Copper Mine safelyand efficiently，the study of mining scheme is carried out.Based on the occurrence form of orebody，rockmechanical properties，technical and economic indexes and the situation of surface buildings，two kinds ofstoping schemes are put forward，the upward horizontal slice filling method and upward drift filling method.Through the comparative analysis of the advantages and disadvantages of the two mining schemes and theirtechnical indexes，it is determined that the upward drift filling mining method is the optimal mining scheme.The research results can provide technical experience for similar orebody mining.Keywordsmining methods，crushed orebody，shallow buried orebody，economic and technical indexes总第 653 期2023 年 9 月第 9 期现代矿业MODERN MININGSerial No.653September.2023针对我国金属矿山的矿体赋存状态变化多样、所处环境复杂、品位差距较大等开采技术的特点和难点。大量科研人员和现场技术工作人员，结合多学科多领域技术对其采矿方案进行完善和创新，逐步走出了适应我国矿山开采的技术特色道路1-2。在破碎、强度低或节理极其发育的岩体条件下，自然崩落法、上向进路充填法、下向进路充填法、上向水平分层充填法等均可适用3-4。本文以阿舍勒铜矿浅部锌矿体为研究对象，根据已揭露的工程及钻孔岩芯完整情况，发现矿围岩较为破碎，矿体埋深较浅，地表有充填站等建构筑物。为了安全高效地回采该矿体，开展采矿方法研究，确定最优的回采方案。1矿体简介及储量情况矿体分布于标高759898 m，5#9#勘探线，主要位于7#勘探线，向上往地表延伸，分为3个较大矿体和其他零星小矿体。最下部矿体赋存高度为776835 m，倾角64，厚度222 m，长2562 m；中间矿体赋存高度为810860 m，倾角约71，厚度416 m，长度5.639 m；最上面矿体赋存高度约840900 m，倾角约65，厚度1227 m，长度071 m。矿体走向近南北，倾向东，平面形态为透镜状，剖面形态近似为矩形，处于凝灰岩层中，凝灰岩节理极为发育，整体性较差，从钻孔数据上可知浸染状锌矿石、弱闪锌矿化硅化凝灰岩和低品位铜矿石整体完整性优于凝灰岩，但整体稳定性一般。该矿体地质储量为32.36万t，密度3.53 t/m，平均品位：Cu 0.47%，Zn 5.17%，Au 0.14g/t，Ag 42.64g/t，金属量：Cu 1 519.090 t，Zn 16 720.189 t，Au 46.57 kg，Ag 13.80 t。2采矿方法的初选高锌矿体属于急倾斜矿体，根据矿山开采现状、117现代矿业2023 年 9 月第 9 期总第 653 期地质与开采技术条件，为了切实解决矿山所面临的难题和满足实际生产需求，综合分析矿体赋存状态、矿体和围岩的岩体质量，参考国内外类似矿体的开采情况，结合矿山现有生产设备和技术水平，初步提出了上向水平分层充填采矿法和上向进路充填采矿法2种方案。2.1上向水平分层充填采矿法上向水平分层充填采矿法的回采工艺如图2所示。2.1.1采场布置与采场结构参数上向水平分层充填法采场沿矿体走向布置，采场长度约30 m，根据矿体厚度采场宽度全部拉开，采场高度暂定为50 m，各分层回采高度4 m，控顶高度不大于4.5 m，当采场有撬毛台车或服务台车可保证作业安全时，控顶高度可增至6 m。留67 m底柱，不留顶柱，当矿体厚度较大时留设部分点柱，底柱采用进路法回采。2.1.2采准切割工程在矿体下盘脉外布置辅助斜坡道，连通上、下中段水平通道（辅助斜坡道工程归于开拓工程），并与各分段运输巷道贯通，以便于凿岩设备、铲运机、人员、材料和其他设备进入各分段的作业点。上向水平分层充填法采场的采切工程包括拉底巷道、溜矿井、充填回风井、采场联络道、分段沿脉巷道。先自沿脉运输巷向矿体施工采场联络道至矿体下盘边界，再施工穿脉运输巷至采场上盘边界，进行拉底，然后在矿体靠近上盘位置施工通风充填井，与上部中段贯通，并在下盘中段运输大巷旁边掘溜矿井5-6。本方案采切工程量见表1。注：溜矿井、回风充填井断面规格单位为m，下同。2.1.3回采工艺自下而上分层回采，分层高度为4 m，控顶高度不大于4.5 m，当采场有撬毛台车或服务台车可保证作业安全时，控顶高度可增至6 m，充填后空顶1.52.0 m，作为下一层爆破的补偿空间，最后一层接顶充填，进入上一中段回采。采用凿岩台车布置水平孔，靠近顶板边孔采用光面爆破，出矿采用铲运机进行出矿，通过分层联络巷道入采场溜井。2.1.4通风采场通风主要采用局扇，进行压入式通风。施工过程中要求保持风机连续运转，保障工作面通风顺畅。采场通风路线：新鲜风流经中段运输巷脉外辅助斜坡道分段沿脉巷道采场联络道采场；冲刷工作面后污风由采场通风充填天井上中段运输巷。2.1.5充填充填均采用胶结充填，充填料由充填通风天井进入采场，充填预留1.52.0 m的作业空间，作为下一层爆破的补偿空间，胶面强度不能低于1 MPa。2.2上向进路充填采矿法上向进路充填采矿法的回采工艺如图3所示。2.2.1采场布置与采场结构参数由于宽体平均厚度小于30 m，进路方向沿矿体走向布置，当矿体厚度大于30 m时，进路方向沿矿体走向和垂直矿体走向方向布置均可。矿体走向长度不长，因此只布置一个盘区，盘区长度为矿体沿走向长约 50 m，分段高度为 16 m，分层进路为 4 m4m7-8。2.2.2采准切割工程在矿体下盘脉外布置辅助斜坡道，连通上、下中段水平通道（辅助斜坡道工程归于开拓工程），并与各分段运输巷道贯通，以便于凿岩设备、铲运机、人员、材料和其他设备进入各分段的作业点。118户瑞平：阿舍勒铜矿浅埋贵金属矿体的回采方案研究2023 年 9 月第 9 期本方案采切工程主要包括分段沿脉巷道、分层联络道、通风充填井、溜矿井和溜井联络道等。从脉外辅助辅助斜坡道每隔16 m垂高向矿体掘进分层联络道和下盘分段运输巷道，然后从分段运输巷道垂直矿体走向方向掘进分层联络道到达矿体，并布置脉外溜井将中段运输巷道与各分段运输巷道联通，同时在采场端部的上盘掘进充填回风天井，与上中段回风巷道相通。从分层联络道入口处开始，两侧沿走向布置分层进路，先回采采场靠近上盘矿体的进路，最后采靠近下盘采场矿体，采用隔一采一的方式，直至本分层采完为止。如矿体较为破碎，则采用后退式回采，尽量减少布置二步骤回采进路。本方案采切工程量见表2。2.2.3回采工艺回采自下而上分层进路回采，从分层沿脉巷开始，两侧沿走向布置分层进路，先回采采场靠近上盘矿体的进路，最后采靠近下盘采场矿体，采用隔一采一的方式直至本分层采完为止。采用无轨凿岩台车、装药车、撬毛台车等自动化设备及光面爆破技术凿岩爆破，待矿石出完后，根据采场稳定情况采取支护措施，如此循环作业，直至整个进路的矿石采完。如矿体较为破碎，则采用后退式回采，尽量减少布置二步骤回采进路。矿石落下后，采用铲运机进入采场进行出矿作业，通过采场联络道、分段运输巷道、溜井联络道，将矿石倒入溜矿井，矿石在下部中段水平再进行转运。2.2.4通风回采进路通风主要采用局扇，可悬吊于巷道顶部，把风筒接到进路内，进行压入式通风。施工过程中要求保持风机连续运转，保障工作面通风顺畅。采场通风路线：新鲜风流经中段运输巷脉外辅助斜坡道分段沿脉巷道采场联络道采场工作面，冲刷工作面后污风经采场工作面通风充填天井上中段运输巷。2.2.5充填一条进路回采并出矿完毕后即可开始进行充填工作，充填前在进路两端用封闭墙进行封闭，封闭墙必须具有较好的滤水功能，墙内侧衬以麻袋或者土工布作滤水层，进路与挡墙间的缝隙用素喷混凝土封死，防止漏浆、跑浆。然后从充填井内把充填管道沿进路顶部吊挂，充填吊挂时要求将回气管吊挂在进路最高点，充填管吊挂在次高点，确保充填接顶，为保障接顶效果，在接顶时要求减少充填时间，增加充填频次。在整个分层全部进路均回采完毕并充填完成后开始上1个分层的回采、充填作业。将进入采场的联络道挑顶，挑落废石回填至底部巷道作为转层后联络道底板，最终使联络道底板与转层前分层充填高度在同一高度位置。同一分层的进路回采顺序为先回采上盘进路，再回采下盘进路，最后1条进路充填时应加高溜井和泄水井9-10。在间隔进路回采时，第一步骤回采进路要求充填体强度为12 MPa，第二步骤进路或一次全厚度的进路充填体强度为1 MPa。进路顶部0.5m空间充填强度要求均不低于12 MPa，确保转层后铲运设备运行安全，同时减少铲运时充填体汇入造成矿石贫化。首采分层进路回采结束后，底部制作0.5 m后人工混凝土假底作为下一分段回采的假顶，施工前将清底工作必须干净彻底，假底施工时，先在采空区底板上密实铺一层塑料薄膜（减少水泥浆液漏失），然后将钢筋按设计网度（整体或分段）铺设在采空区底板上，钢筋交叉搭接处要连接牢固。将骨料与水泥按设计配比混合并加水搅拌均匀后，运到采空区内摊平并捣实，钢筋埋在混凝土内，底部留有足够的混凝119现代矿业2023 年 9 月第 9 期总第 653 期土保护层（一般为3050 mm），确保假底质量。施工顺序为由里向外分段浇筑，边浇筑边振捣，同时向上提拔钢筋避免钢筋压紧地面。充填完成后，待充填体养护37 d后进行下一进路的回采、充填作业。但铲运机进入采场铲矿时，充填体的养护强度必须保证铲运机能在上行驶（充填体强度1 MPa以上）。3各采矿方法方案比较分析综合上述可行采矿方法方案的论述，2种采矿方法方案优缺点对比分析见表3。从方案优缺点对比分析来看，方案1（上向水平分层充填采矿法）贫化损失率低、对矿体适应性高、采切比较大、施工组织管理较复杂；方案2（上向进路充填采矿法）作业安全、对矿体适用性强、贫化损失率低、应变能力大，但回采工作在独头巷中进行，通风条件较差。2个采矿方法方案在开采安全性、适应性和效率等方面各有优缺点，技术指标存在一定差异。上向分层充填采矿法的顶板暴露面积较大，根据目前掌握的岩体质量条件情况，进行支护也难以维持稳定，工作人员暴露在下方作业安全难以保障。矿山主矿体部分使用进路充填采矿技术，综合考虑选择上向进路充填采矿法作为首选方案。4结论（1）根据阿舍勒铜矿矿区及矿床地质概况、锌矿体赋存形态，技术指标和地表建筑物情况以及现有设备及生产技术水平，提出上向水平分层充填、上向进路充填2种方案。（2）经过对2种方案的优缺点对比分析，结合当前矿体围岩状况和当前技现状，最终选取上向进路充填采矿法为首选回采方案，研究成果可为相似矿体的回采提供技术经验。参考文献1李建波.金属矿床地下开采 M.北京:冶金工业出版社，2011.2王青.采矿学 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