充填采礦法在獲各琦銅礦的應(yīng)用

1、充填采礦法在獲各琦銅礦的應(yīng)用王訓(xùn)青，朱天平（巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古巴彥淖爾015000）摘要：獲各琦銅礦原采用淺孔留礦法，由于礦山開采技術(shù)條件的變化和銅礦采礦擴建的要求，礦山繼續(xù)采用淺孔留礦法已經(jīng)無法滿足礦山生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展和安全生產(chǎn)的需要。本文的目的就是通過對礦山采礦方法優(yōu)化，合理開采礦產(chǎn)資源，保證作業(yè)安全，降低損失、貧化，從而提高經(jīng)濟效益，為類似礦山提供借鑒。關(guān)鍵詞 ： 采礦方法；損失貧化；經(jīng)濟效益The Application of Filling mining method in the Huogeqi Copper MineWANG Xunqing， ZHU Tianping

2、（Bayan Nur Western Copper LTD.,Bayan Nur Inner Mongolia 015000,china）Abstract：The Huogeqi Coppermine used comprehensive shrinkage method ago, As a result of miningtechnical conditions and copper mining expansion requirements, the mine continued to use shallow hole ore chute method has been unable to

3、 meet the production development and the nee d of safe production. The purpose of this article is reasonably exploiting mineral resources, ensuring work safely, reducing the loss rate and dilution rate by optimization mining method, In order to raise economic benefits and provide reference for simil

4、ar mines.Key words: Mining method ； loss rate and dilution rate； economic benefits1 前言獲各琦銅礦位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市狼山山脈中段北麓。礦床于1988 年開發(fā)，九十年代形成 50× 104t/a 露天采礦， 2003年西部礦業(yè)委托蘭州有色冶金設(shè)計研究院設(shè)計露天轉(zhuǎn)地下開采， 設(shè)計采礦規(guī)模 130× 104t/a，2005 年投入生產(chǎn)； 2005 年隨著礦山地質(zhì)勘探工作的重大突破， 2006年又委托蘭州有色冶金設(shè)計研究院進(jìn)行銅礦采礦擴建工程可行性研究設(shè)計，設(shè)計采礦規(guī)模170× 104t

5、/a 。2008 年前礦山主要采用淺孔留礦法，經(jīng)過幾年的開采實踐，發(fā)現(xiàn)銅礦體上、 下盤都有不同程度的破碎帶，局部礦段節(jié)理裂隙非常發(fā)育，在開采過程中， 很多礦房出現(xiàn)上盤圍巖和礦柱垮塌等現(xiàn)象，該采礦方法損失、貧化大， 回采率低， 安全性差的問題逐漸暴露并顯現(xiàn)。 鑒于礦山采礦技術(shù)條件的變化和銅礦采礦擴建的要求，淺孔留礦法已經(jīng)無法滿足礦山生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展和安全生產(chǎn)的需要。為此， 礦山與長沙礦山研究院合作， 通過對工程揭露、礦體的二次圈定及現(xiàn)有礦床開采技術(shù)條件分析研究，根據(jù)礦山開采技術(shù)條件、現(xiàn)狀及裝備， 并對各種采礦方法技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)進(jìn)行比較，同時在參考了國內(nèi)外同類礦體開采現(xiàn)狀后，選擇采用充填采礦法來回采獲

6、各琦銅礦的主要銅礦體。2 開采技術(shù)條件礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，走向為近東西向，向南傾，傾角在60° 80°左右，礦區(qū)主構(gòu)造總體走向為80°，向南傾斜，傾角65° 80°，地下涌水量小。銅礦體主要賦存于石英巖中，品位高，厚度大，其硬度系數(shù)為8 10。通過工程揭露銅礦體上、下盤都有不同程度的破碎帶，局部礦段節(jié)理裂隙非常發(fā)育。3 采礦方法獲各琦銅礦原設(shè)計采礦方法主要為淺孔留礦法，由于礦山進(jìn)行銅礦采礦擴建，需要采用上、下兩個采區(qū)同時生產(chǎn)，來保證礦山生產(chǎn)能力的增長，在上部采區(qū)回采沒有結(jié)束之前，下部采區(qū) 1450m中段以下回采必須采用膠結(jié)充填或廢石充填，以

7、保證上部采區(qū)的安全1 。加上礦山原有采礦技術(shù)條件發(fā)生變化，已經(jīng)無法達(dá)到設(shè)計損失、貧化和回采率指標(biāo)，為保證礦山安全生產(chǎn)和提高經(jīng)濟效益，2009 年礦山與長沙礦山研究院合作，在1690m 中段 901 采場進(jìn)行上向水平分層充填采礦法試驗，在1690m中段 1001 采場進(jìn)行空場嗣后充填采礦法試驗。在試驗的同時， 經(jīng)過多方面分析研究和論證，將礦山原有的主體采礦方法淺孔留礦法優(yōu)化為上向水平分層充填采礦法。3.1淺孔留礦法采場絕大部分沿礦體走向布置，每50m 一個采場，采場內(nèi)分礦房和間柱，礦房長3842m，寬度為礦體厚度，間柱寬度為8 12m，頂柱厚69m，采用漏斗放礦電耙耙礦底部結(jié)構(gòu)。淺孔留礦法具有結(jié)

8、構(gòu)簡單，管理方便，采準(zhǔn)工程量小和生產(chǎn)技術(shù)容易掌握，設(shè)備易于供應(yīng)維修，出礦快等優(yōu)點 2 。在礦巖穩(wěn)固、極傾斜而且變化小、厚度在用，效果最佳，現(xiàn)礦山邊角、零星礦體基本采用此方法。5m 以下的礦體中使3.2 上向水平分層充填采礦法采場結(jié)構(gòu)參數(shù)圖 1：某分段 2 4線平面圖Figure 1: One section 2 4 line plane view中段高度為50 70m。礦塊沿礦體走向布置，采用間柱4m，礦房 46m，寬度為礦體厚度，一般在采場均勻留2 3 個尺寸為4m× 4m 點柱，分段高度為10m 或 15m，底柱高6.6m ，頂柱高 10m。此結(jié)構(gòu)參數(shù)在 1450m中段 6 8

9、線及 1630m中段 6 9 線礦房回采過程中， 由于礦體上盤局部存在于破碎帶中， 礦體節(jié)理裂隙發(fā)育， 不穩(wěn)固， 在回采過程中礦體上盤不同程度出現(xiàn)垮塌。為保證作業(yè)安全，減少損失、貧化，礦山對采場結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將不穩(wěn)固礦段沿礦體走向布置優(yōu)化為垂直礦體走向布置，采場寬度為10m，采場長為礦體厚度。通過實踐認(rèn)為， 當(dāng)?shù)V體礦化不均勻， 礦房內(nèi)有較多夾石時， 可采用礦塊沿礦體走向布置見圖 1，將夾石留成柱，這樣可以最大限度減少礦石損失、貧化，保證作業(yè)安全。當(dāng)?shù)V體內(nèi)圖 2 某分段 38 線平面圖Fig.2One section 3 8 line plane view礦化均勻，礦房內(nèi)無夾石時，采用礦塊垂

10、直礦體走向布置見圖2，這樣可以最大限度減少損失3 。采切工作采用脈內(nèi)外聯(lián)合采準(zhǔn)，在礦體下盤布置采區(qū)斜坡道連接各分段平巷，再布置一條采場聯(lián)絡(luò)巷連接采場各分層。礦塊沿礦體走向布置時，采場內(nèi)布置一條充填回風(fēng)井和一條脈內(nèi)溜井見圖 1；礦塊垂直礦體走向布置時，采用兩個采場共用一條充填天井，根據(jù)運輸距離在脈外布置溜礦井，在采場內(nèi)架設(shè)溜礦井，采用脈內(nèi)、脈外溜井出礦見圖2。回采和充填工作采用自下而上逐層回采，采高3.3m 或 3m，分層控頂高度為5.3m 左右，第一層設(shè)計采高 5.3m，以后每個分層回采3.3m 或 3m，采用淺孔爆破進(jìn)行回采，孔深2m，孔距 1.0m 1.2m，最小抵抗線0.8 1.5m，采

11、場頂板采用光面爆破，短軸略成拱型。礦塊沿礦體走向布置時， 采用間隔回采，首采采場超前相鄰采場一個分層后，相鄰采場方可回采，相鄰采場回采時可將間柱削成點柱，以降低礦石損失；礦塊垂直礦體走向布置時，采用隔一采一4 二步回采。采場一個分層采完后，加高溜礦井，架設(shè)充填擋墻3 ，進(jìn)行膠結(jié)充填，并為下一循環(huán)留 2.0m 作業(yè)空間。第一分層采用1： 4 灰砂比充填下部3.3m 或 3m，以后分層下部2.5m 采5用 1： 12 灰砂比，回采采場距相鄰采場1m 以外也可采用充填廢石，上部 0.5m 依然采用1： 4 的灰砂比，以滿足鏟運機出礦的需求6。4 經(jīng)濟效益根據(jù)礦塊主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見表1。上向水平分層充

12、填采礦法的損失貧化指標(biāo)明顯優(yōu)于表 1 綜合經(jīng)濟效益分析表Table 1 The schedule table of comprehensive economic analysis上向水平分層充填淺孔留礦法（I）/序號項目名稱采礦法充填法（ I ）（II)1某中段地質(zhì)礦量（ t ）393501039350102地質(zhì)品位（ %）1.381.383金屬量（ t ）54303543034損失率（ %）1119-42.11%5貧化率（ %）621-71.43%6采出礦量（ t ）37257014034631-7.66%7采出品位（ %）1.301.090218.99%8采出金屬量（ t ）4833043

13、9869.88%9選礦回收率（ %）93930.00%10選出金屬量（ t ）44947409079.88%11采礦成本（元 /t）33.9231.9212采切成本（元 /t）17.2012.9313充填成本（元 /t）33.31014空區(qū)處理成本（元 /t ）01.9415選礦、運輸成本（元 /t）74.174.116采選成本合計（元 /t ）226.47172.70管理費等按 30%計算17采選綜合成本（萬元）84375.9569677.2021.10%18銅價格（萬元）4.054.05按市場價 5.0 萬元/t 的 81%計算19銅產(chǎn)品產(chǎn)值（萬元）1820341656729.88%20經(jīng)

14、濟效益（萬元）97658.2295994.34I 比 II 增加 1663 萬元淺孔留礦法的指標(biāo)。但是，其采切比大，需要提前做好采切準(zhǔn)備工作。從表中可知，I 方案較 II 方案的優(yōu)化程度是與銅的市場價格成正比。因此，高品位礦塊采用充填采礦法將給礦山帶來更多的利潤。上向水平分層充填采礦方法與淺孔留礦采礦法相比，具有以下優(yōu)點：1）礦山資源利用顯著提高。采用充填采礦，損失貧化指標(biāo)顯著降低。淺孔留礦采礦法損失率為 19%,貧化率為 21%,回采率為 78%，通過采用充填采礦法，其損失、貧化率分別降到 11%和 6%，回采率提高到 88 90%，極大的提高了礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用率。2）安全系數(shù)高。膠結(jié)充填

15、后的采場不用處理空區(qū)，采礦時容易發(fā)現(xiàn)和處理采場頂板的安全隱患，可以多個采場，多工作面，多中段同時作業(yè)。3）尾砂和廢石可回收利用，減少了廢石和尾砂的堆存占用土地，。其主要缺點：1）充填成本高，充填工藝復(fù)雜。需要消耗大量的水泥，并要加強采、出、充銜接工作，工藝復(fù)雜，勞動強度和管理難度大。2）采場頂板管理難度較大。由于人員與設(shè)備長期暴露在采場頂板之下，因此要加強采場頂板的管理 7-8 。3）采切工程量大。必須提前做好開拓采準(zhǔn)工程，才能確保礦山生產(chǎn)銜接。5 結(jié)論與建議（ 1）采礦實踐已經(jīng)充分證明，上向水平分層充填采礦法能否成功的關(guān)鍵就在于能否實現(xiàn)強采強出強充。因此，要加強采場循環(huán)作業(yè)周期和采場頂板暴露

16、時間管理，嚴(yán)格堅持“平頂板、控大塊、管邊界、強支護(hù)、快循環(huán)”原則。（ 2）一、二步回采要嚴(yán)格做到隔一采一。（ 3）在保證生產(chǎn)效率的前提條件下，盡可能的把采場面積化小，并嚴(yán)格的控制分層控頂高度，在不留點柱的采場和頂板圍巖不穩(wěn)固的采場，要采用錨桿或錨索支護(hù)采場頂板。隨著礦山開采和企業(yè)發(fā)展， 優(yōu)化采礦方法， 是礦山降低生產(chǎn)成本， 提高企業(yè)經(jīng)濟效益的有效途徑。 采礦方法沒有好壞之分， 只有適用與否，各礦山應(yīng)根據(jù)礦體的賦存條件，確定符合礦山實際情況的采礦方法和采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，在提高礦山資源綜合利用率和保證安全的同時，提高了礦山的經(jīng)濟效益。參考文獻(xiàn)1蘭州有色冶金設(shè)計研究院有限公司.內(nèi)蒙古獲各琦礦區(qū)一號礦床銅礦采礦工程初步設(shè)計R. 2007.2高鵬舉 , 錫鐵山鉛鋅礦采礦工藝的優(yōu)化 J. 采礦技術(shù) .2007.7(1):16-17.3趙勇 ,張花 ,張兆林 ,林永新 .上向分層膠結(jié)充填采礦法在候莊礦區(qū)的應(yīng)用J. 山東冶金 .2006.37(3):37-394李長權(quán) , 王安強 ,穆懷富 ,揚和玉 .機械化膠結(jié)充填采礦法在富家礦的應(yīng)用J. 黃金 .2009.30(6):25-29.5馬正位，喬登攀，魏學(xué)松，等.上向水平分層廢石充填法在東大山鐵礦的應(yīng)用J. 有色金屬（礦山部分） .2009.61(3)