分段空场嗣后充填采矿方法的试验研究

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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:A

Jian 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9

3.2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