大红山铜矿矿柱回采实践

大红山铜矿矿柱回采实践
唐权;方长辉
【摘要】大红山铜矿设计采矿方法以小中段空场法为主、房柱法为辅,在回采过程中矿柱损失率较大,主要是中段及盘区间柱矿量所占比重较大,采切设计矿柱损失率在21％左右,加上局部保护矿柱及场内损失,最终损失率接近30％.为了有效地回采矿柱资源,降低损失率,根据矿体赋存条件,结合矿山常用的小中段空场嗣后充填采矿法和房柱法的回采情况,在对矿柱进行数值模拟研究,及对顶板和充填体进行稳定性分析的基础上,对部分矿柱分别采用有底柱留矿法和无底柱留矿法进行了回采,取得了较好的经济效益,矿柱回采率达50％以上,从而使损失率指标进一步优化.
【期刊名称】《工业安全与环保》
【年(卷),期】2014(040)006
【总页数】4页(P51-53,57)
【关键词】矿柱回采;有底柱留矿法;无底柱留矿;损失率
【作者】唐权;方长辉
【作者单位】玉溪矿业有限公司云南玉溪653100;玉溪矿业有限公司云南玉溪653100
【正文语种】中文
0 引言
大红山铜矿隶属玉溪矿业有限公司，为采选联合企业，位于云南省新平县老厂乡，
地理位置东经101°39'，北纬24°06'，靠哀牢山山脉东侧，戛洒江东岸，海拔标高600～1850 m，相对高差1250 m，属侵蚀剥蚀山地地形，地势陡峻，河谷发育，现矿山生产能力已达10000 t/d。

1 矿区地质概况及开采技术条件
大红山铜矿属海底火山喷发沉积变质中厚缓倾斜高温矿床。

矿体走向为 EW—
N60°W，倾向S—S30°W，倾角为20°～35°(局部地段大于35°)，走向长约1800 m，倾斜宽约1600 m，构造及节理裂隙发育，呈层状、似层状产出，矿区共有3个含铁铜矿体和4个含铜铁矿体，自上而下分别为Ic→I3→Ib→I2→Ia→I1→Io，埋藏深度160～750 m，标高－29～821 m，其中I3、I2含铁铜矿体规模大，是主要的开采对象，矿石中主要金属矿物为黄铜矿、磁铁矿，主要脉石矿物为碳酸岩(白云石为主)、黑云母，矿石主要为粒状、浸染状结构。

矿石整体较稳固，f=8～14，矿岩爆破性能较差。

大红山铜矿含矿层顶板为深灰色条纹条带状石榴黑云白云石大理岩，夹石榴白云石黑云片岩，厚约13 m;含矿层底板为深灰色石榴黑云角闪片岩、石榴角闪黑云片岩夹条纹条带状石榴黑云角闪白云石大理岩。

含铁铜矿石体重为3.25 t/m3，含铜铁矿石体重为 3.35 t/m3，夹石体重 2.9 ～3.08 t/m3。

松散系数为 1.71，自然安息角为40°30'～41°。

2 矿柱回采实践
2.1 矿柱回采方法
根据矿体赋存条件，结合矿山小分段空场法和房柱法的回采情况，在对矿柱进行数值模拟研究，及对顶板和充填体进行稳定性分析的基础上，针对不同矿柱，分别采用有底柱留矿法和无底柱留矿法进行回采。

2.1.1 有底柱留矿法的应用
(1)适用条件。

此方法主要用于小中段空场法盘区的矿柱回采，且要求相邻空区充
填脱水结束，先期在535中段38—I盘区B38线矿柱进行了试验，后在550中段46—I盘区和二期B34线、B38线、B42线进行了推广应用，取得了较好的效果。

(2)布置方式和结构参数。

根据盘区结构情况，矿柱回采采用有底柱单侧堑沟布置
方式，可以沿倾向或走向布置，对于预留矿柱较大或成三角形的，可以采用有底柱单侧漏斗受矿，底柱高度为3.2 m～5 m，二期采用无底柱留矿法进行回采，为减少破坏，工程规格尽量选取较小值，电耙道为1.5 m×1.6 m。

盘区爆破后，矿柱
实际形态与设计可能出入较大，先期两边留2 m矿柱，矿柱内施工的工程尽量布
置在回采控制范围内，以确保2 m矿柱的完整性和稳定性。

在盘区中部或端部布
置进路井和进路平巷及充填回风井，盘区溜井和人行系统利用原有的人性井和人材井，见图1。

图1 有底柱留矿法示意
(3)回采工艺。

人行通风:人员及新鲜风从运输大巷经原盘区人材井进入联道，再经
联道从电耙道或进路井进入工作面。

污风从盘区充填回风井排出。

回采顺序:矿柱
回采系统形成后，先由回采巷道向两边按设计范围刷邦，并按要求施工探眼(网度
2 m×2 m)，以进一步探清矿柱的实际厚度，若厚度小于2 m时，调整回采范围。

第一循环结束后，通过技术人员的现场确认再进行压顶工作，此时回采顺序采用后退式回采，同时严格按要求施工探眼，并对探眼进行写实，以便指导回采范围。

B38线矿柱，回采高度16 m，回采至8 m时将矿柱调整为1.5 m，回采至12 m 时将矿柱调整为1 m，并施工了1.5 m×1.5 m的观察道与原盘区充填体连通，对充填体进行取样分析，尾砂在没有外力的作用下没有大面积坍塌。

在进路井两边回采结束后，对预留的回采进路井保护矿柱进行回采，从进路井和进路平巷中一次性施工好炮眼，采用微差整体爆破。

出矿结束后对溜井及各通道及时进行密闭和充填。

2.1.2 无底柱留矿法的应用
(1)适用条件。

此方法主要用于房柱法盘区的底柱回采，要求在盘区充填之前，利
用原有的人行、充填、回风系统进行矿柱回采。

(2)采场布置及结构参数。

盘区沿走向布置，利用原有的人行、充填和通风系统，
以标高较低的盘区溜井作为下矿口，将其余的溜井进行密闭，在靠近矿房处留1～2个4 m×4 m或4 m×5 m的点柱，以支撑顶板，在盘区南端留2 m的保护矿柱，用留矿法进行回采，见图2。

图2 无底柱留矿法示意
(3)回采工艺。

人行通风:人员及新鲜风从运输大巷经盘区人材井进入联道，后经电
耙联道或进路井进入工作面。

污风从盘区充填回风井排出。

在回采至6 m以上时
人员可以从进路井或充填井进入工作面。

回采顺序:在盘区矿房回采结束后，确定
矿柱的下矿口(标高较低的溜井)，以盘区电耙联道为自由面，按回采要求进行刷邦和拉底，并按要求施工探眼(网度2 m×2 m)，以进一步探清矿柱的实际厚度，若
厚度小于2 m时，调整回采范围。

第一循环结束后，通过技术人员的现场确认，
用矿堆作为工作平台进行压顶工作，此时回采顺序采用后退式回采，同时严格按要求施工探眼，并对探眼进行写实，以便指导回采范围。

对预留的点柱根据盘区顶板稳固情况，先施工好炮眼，进行一次爆破。

在回采过程中，一定要控制矿石块度，以免出现卡井现象。

对下矿口顶部的回采，先期预留斜三角保护矿柱，以确保出矿人员的安全，在回采矿柱大部分出矿结束后，对斜三角矿柱部分进行一次爆破。

出矿结束后对下矿溜井及各通道及时进行密闭和充填。

2.2 施工管理及注意事项
对于矿柱回采而言，本身安全风险较大，技术管理、施工要求及安全管理均不同于常规的矿房回采。

采用有(无)底柱留矿法回采矿柱，应采取如下措施:①回采方案和设计意图应全面贯彻落实，以便施工工区领会设计意图和目的。

②制定应急预案，主要是尾砂大面积混入或出现跑砂时人员撤离及通道的临时密闭。

③由于受矿体构造、节理裂隙以及原盘区爆破的影响，矿柱会局部受损，致使在回采过程中顶板受
损，所以必须采取光面爆破技术，以确保回采的安全。

④严格施工探眼并认真进行写实和综合研究，探眼的施工可以确定矿柱的实际厚度，以便进一步确定回采范围。

⑤严控施工顺序，必须采用后退式回采。

⑥对顶板进行认真清理，确保作业人员安全。

⑦严格安全管理。

2.3 顶板管理措施
采用有(无)底柱留矿法进行矿柱回采，在控制好施工顺序、回采质量的同时，应着重加强顶板管理，应采取如下措施:
(1)加强地质资料的综合研究，使顶板情况更准确和全面，以便及时采取相应措施。

(2)在回采期间，点柱、壁柱应严格按设计要求进行预留。

(3)回采期间，通过进路井、进路平巷等人行通道对顶板变化情况进行观测，为顶
板管理提供科学依据。

(4)在回采至顶板时，炮孔施工应尽量与矿层产状一致，避免炮孔对顶板的破坏。

(5)在回采期间应加强块度控制，尽量减少卡斗和二次爆破对顶板的破坏。

(6)在供矿前，必须进行浮石的彻底清理，必要时对不稳固区域进行护顶，确保供
矿期间的作业安全。

(7)采用“强掘、强采、强供”等措施，尽量缩短回采周期。

2.4 矿柱回采效果
从535中段B38线矿柱回采实践看，矿柱回采率大于60%，生产能力为100
t/d(从开始采矿计算)，贫化率为43.26%(后期将贫矿回采了一部分)，损失率为－5.77%;从房柱法盘区矿柱回采情况看，矿柱回采率大于50%，生产能力为50～268 t/d(从开始采矿计算)，贫化率为10%左右(后期将贫矿回采了一部分)，损失
率为15%左右。

由此可见，利用现有系统，采用有(无)底柱留矿法进行矿柱回采，只要控制好回采顺序、块度，加强顶板管理，可以进一步降低盘区损失率、贫化率，提高了资源利用率，为矿山经济技术指标的改善和经济效益的提高创造了条件。

3 结语
大红山铜矿属缓倾斜中厚矿体，开采过程中矿柱损失率较大，为进一步降低矿柱损失率，有效回收矿柱资源，分别采用了有底柱留矿法和无底柱留矿法对局部矿柱进行回采实践，2005—2007年累计回采矿柱矿量 22.83 万 t，金属量 1627.64 t，2008 年回采矿柱矿量20万t。

通过矿柱回采实施，盘区损失率进一步降低，为矿山创造了良好的经济效益和社会效益，该矿柱回采方法，在大红山铜矿的生产中值得进一步推广应用。