某金属矿中厚矿体采矿方法研究

某金属矿中厚矿体采矿方法研究
杨启军;吴玉伟
【摘要】合适的采矿方法能有效的降低矿石的损失率、贫化率,提高矿石的回收率、减少采准工程量、提高矿山生产效率,从而能从提高矿山的经济效益.通过对某金属
矿山中厚矿体的研究,分析原有采矿方法对该矿山的影响,根据矿体赋存条件以及进
行技术经济、优化了该矿山的采矿方法,最终选择了上向水平分层充填法进行矿体
回采,并对该采矿方法的结构参数及施工工艺进行了详细的分析与总结.
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2018(000)001
【总页数】2页(P60-61)
【关键词】浅孔留矿法;水平分层充填法;技术经济指标
【作者】杨启军;吴玉伟
【作者单位】青海黄河矿业有限责任公司,青海西宁810008;青海黄河矿业有限责
任公司,青海西宁810008
【正文语种】中文
【中图分类】F407.1
合适的采矿方法能有效的降低矿石的损失率、贫化率，提高矿石的回收率、减少采准工程量、提高矿山生产效率、降低材料消耗，从而能从根本上提高矿山的经济效益[1,2]，因此，选择合适本矿山的采矿方法是矿山企业生产过程中至关重要的。

1 矿山概况
某矿区矿体赋存于南砣砂岩组地层中，有四层矿基本平行产出，呈层状、似层状、透镜状，矿层与围岩顶、底板产状基本一致，自上而下分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ矿层。

南砣砂岩组的真厚度（即是Ⅰ矿层与Ⅳ矿层的真厚度）为50米左右。

矿层之间有夹石层隔开，个别地段也有矿层紧密接触。

矿区内无大的裂隙水与地下水，矿山水文地质条件简单。

总的来说，矿山工程地质条件良好。

详细的矿脉规模特征见表1：表1 某矿区矿脉规模特征矿层单个矿体走向长度(m)平均品位（%）I 900 800
1.3 0.68 II 486 120-300 4.35 0.44 III 500 130-510 5.26 0.37 IV 469 560 3.11 0.25单个矿体倾斜延深(m)平均厚度(m)
2 原有采矿方法及存在的问题
2.1 原有采矿方法
矿山现有的开拓方式为斜井开拓，中段高度为30m。

根据现有的矿床地质条件，
现主要对Ⅱ、Ⅲ矿层进行开采，其矿体硬度系数为14-16级，顶板围岩硬度系数
为12-14级，其矿体围岩都较稳定，矿体倾角为60°左右，平均脉厚3.5m。

前期主要的采矿方法为浅孔留矿法。

浅孔留矿法采场沿走向布置，矿块长度为50m，
矿块高度为30m，具体采场结构参数见表2。

表2 浅孔留矿法采场结构参数（m）序号采矿方法采场高度厚度间柱顶柱底柱漏
斗间距1 浅孔留矿法 30 50 3.5 5 3 5 6采场长度矿体
采准工程主要包括沿脉、穿脉、行人通风天井及联络道。

首先，在脉外巷中，向矿体每隔6m掘进出矿横巷，见矿后，在1#穿脉及8#穿脉中沿倾向向上掘进行人及通风天井，贯通上下中段，在行人通风天井中垂高每隔5m向矿房掘进一条联络道。

其次，将切割平巷布置在矿体底柱上方，并沿矿脉将两条天井贯通，形成切割自由面。

最后，将每条出矿横巷与切割平巷贯通，形成放矿漏斗，即可进行该矿块矿体回采工作。

图1 浅孔留矿法示意图1-拉底巷道；2-1#脉外天井；3-1#天井；4-未采矿石；5-顶柱；6-出矿横巷；7-2#脉外天井；8-2#天井联络道；9-间柱；10-脉外巷道；11-嗣后充填井；12-炮眼；13-爆堆
2.2 原有采矿方法存在的问题
在采用浅孔留矿法回采该矿体时，遇到了以下问题：使用浅孔爆破回采厚度大于5m的矿体时，形成的矿石大块较多，使得斗口放矿难度较大。

另外，使用浅孔留矿法开采中厚矿体时，采场空顶面积较大，单个矿块的生产效率低，矿块回采周期一般为5-7个月，回采周期较长。

这种情况致使工人作业时暴露在采场空区的时间较长，相应的安全风险随之提高，且现场管理及生产组织难度变得非常大。

根据上述问题，尽快改变这种采矿工艺迫在眉睫。

因此，结合矿山已形成的生产系统，尝试对该矿山中厚矿体的采矿方法进行优化，寻找一种最适合该矿山的采矿方法。

3 采矿方法优化
根据该矿体的赋存条件以及水文地质条件，该矿区的生产系统已经基本成型，如果因为改变其相应的采矿方法而导致生产系统进行大的改变，对于该矿山来说，不论是经济方面还是生产方面，都会有较大的影响，因此，在选择采矿方法时有较大的局限性。

经过对该矿区条件进行综合研究之后，有两类采矿方法不适用于本矿山，一是不适合崩落法，二是为了实现“绿色矿山”目标[3,4]，不再选择相应的空场法进行采矿。

根据矿区条件，选择在Ⅲ矿层相应矿块进行采矿方法实验，以便选择适合的采矿方法。

在选择采矿方法时，首先满足在保障安全的前提下，坐到采矿功效高、采切比低，施工工艺相对简单，在原有中段高度不变的前提下进行采矿工艺的优化实验。

（1）矿块参数：根据该矿山的实际状况，上向水平充填采矿法较适合Ⅲ矿层的回采。

中段高度为30m，矿体厚度为3.5m，矿体长度50m。

具体采场结构参数见表3。

表3 上向水平分层充填法采场结构参数（m）序号采矿方法采场高度采场长度矿体厚度间柱顶柱底柱1 上向水平分层充填法30503.553人工假底
图2 上向水平分层充填法示意图1-顶柱；2-上中段穿脉；3-上中段脉外巷；4-脉
外充填溜井；5-间柱；6-采下矿堆；7-顺路架设人行井；8-下中段脉外巷；9-下
中段穿脉；10-联络道；11-人行井；12-充填体
（2）采准工程布置:①先用电耙掘进拉底巷道，②以拉底巷道为自由面回采一层矿石，③掘进脉外充填溜井，④砌筑矿石溜井混凝土假底，⑤掘进下部人行天井及联络道。

通过回采作业使人行井联络道、矿石溜井、充填溜井联通。

其采切作业顺序依次为：拉底巷道、充填溜井、人行天井及联络道、矿石溜井。

其中，放矿溜井及人行井采用直径650mm铁筒分别进行顺路架设，为保证沿脉架设的放矿溜井下
部斗口及出矿运输道安全，在斗口下巷道两侧分别捣制金属撑混凝土直墙，厚度300mm，墙体上部架设工字钢梁，起到支撑作用，形成高1.8米，宽1.5m的人
工假巷作为采场出矿运输道。

（3）回采工作：以工作面为自由面，自下而上分层回采该矿块；分层回采时，从充填天井处向矿块两侧后退回采，分层开采高度为1.5米，每次分段崩矿长度3-
5m。

落矿后用电耙出矿，耙至矿石溜井，然后用电机车牵引矿车集中运至中段溜井。

出矿完毕后，用直径650mm铁筒架设顺路人行天井及矿石溜井，然后耙废
石对采空区进行及时充填，始终控制采场高度1.8—2m。

依次重复进行。

在回采
工作中，需要注意的是，开采3m以上矿体过程中，若矿岩稳固性较差，则分层
矿体采用进路袋装充填方式分段自充填井处后退式开采；开采至矿块中间高度，矿体厚3m以下时，若采场安全条件允许，也可采取分层矿体一次性落矿方式作业。

（4）采场通风：矿房通过南北两侧人行天井进入新鲜风流，通过采场作业面后由充填天井回风至上中段运输巷道。

（5）地压管理和安全措施：开采过程中严格遵守采一段后立即充填一段的循环作
业方式，注意控制每一分层回采的高度和作业面高度控制在2m*2m以内；及时
处理顶板和两帮的松石，加强采场内“门框式”及临时立柱支护措施。

4 试验结果及技术经济指标对比
使用上向水平充填采矿法，可以有效的降低矿山废石出窿率，使废石成为采场充填体，这样就可以对采矿区围岩的支撑力度进行有效的控制，以往开采过后围岩出现的位移情况就可以得到较大程度的改善，甚至是避免出现，防止出现损坏问题，这样就可以更好的开采矿石，保证采矿质量，还可以促进采矿效率的提高[4,5]。

采
用上向水平充填采矿法与原有浅孔留矿法经济技术指标对比见表4。

表4 上向水平充填法与浅孔留矿法技术经济指标对比表序号指标名称上向水平分层充填法浅孔留矿法1 采场出矿能力（t/d） 120 90 2 采切比（m/kt） 3.4 4.6
3 矿石贫化率（%） 8-9 6-8
4 矿石损失率（% 4 9
5 工作面工班效率（t/工班）35-40 25-30
从表4可以看出，虽然上向水平充填采矿法的矿石贫化率高于浅孔留矿法，但是
采场出矿能力、采切比、矿石损失率与工作面工班效率都明显优于浅孔留矿法。

生产能力大大小与企业的效益密切相关，效率的提高意味着矿山其他成本摊销的降低，为企业的高效发展奠定了基础。

5 结论
（1）采矿方法优化取得了较好的经济成果。

上向水平分层采矿法解决了采场中大块较多难以运输的情况，同时，通过充填体填充采场，更好的维护了采场安全，使得采场暴露面积控制在安全范围内，较好的保证了作业人员的生命财产安全。

（2）使用上向水平充填法回采矿体，提高了采场出矿能力，缩短了单个矿块的回采周期，较打程度的降低了现场管理及生产组织的难度。

（3）矿山在今后的发展中，将进一步考虑采场充填体的材料，降低回采成本，使企业取得更好的经济效益。

参考文献
[1]崔曙忠.某铁矿中厚及以上缓倾斜矿体采矿方法研究［J］.金属矿山，2012
[2]曾凌方.缓倾斜厚大矿体采矿方法优化［J］.现代矿业，2015.
[3]孙刚友.铀矿山浅孔留矿法与水平分层充填法的比较与分析［J］.中国矿山工程，2015.
[4]刘庆宏.上向水平分层充填法的安全问题探讨［J］.现代矿业，2010.
[5]詹明忠.充填采矿技术实践分析［J］.门窗，2014.。