关于某铜矿采矿方法的探讨

关于某铜矿采矿方法的探讨
摘要：充填采矿法具有清洁生产、无废排放，绿色开采特点，又能对水体下、建筑物下、道路桥梁下的矿体进行开采，还能对地下矿产资源进行充分回收利用。

本文对某铜矿山能否使用充填法及使用何种充填法开采进行了初步讨论，提出了充填法在该矿山使用的优势。

关键词：铜矿；充填采矿法；开采条件
abstract: filling mining law that has clean production, without waste discharge, green mining characteristics, and under water, under the building of road and bridge, the ore body exploitation, for underground mineral resources fully recovered. this paper can be used in a copper mine filling method and use what filling method mining a preliminary discussion, put forward in the filling method used in mines advantage.
keywords:copper mine; filling mining law; mining conditions
中图分类号：o741+.2文献标识码：a 文章编号：
1．前言
充填采矿法在以往的采矿教科书和采矿设计手册中，其适用条件一直是“开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体；地表不允许陷落，开采条件复杂，如水体、铁路干线、主要建筑物下
面的矿体和有自燃火灾危险的矿体”等。

然而，随着矿产资源日益减少、环境要求日趋严格的形势下，充填采矿法在我国的应用越来越广泛。

充填采矿法具有清洁生产、无废排放，绿色开采、资源—产品─再生资源的循环流动模式，我国很多金属、非金属矿床开采受内外部条件影响，受主客观原因引导，从上世纪60~70年代的粗放型的崩落采矿法逐步转化为当今集约环保型的充填采矿法。

位于云南中部的某铜矿勘探于上世纪70年代，因地表为土状氧化矿选冶困难、深部涌水量较大，上世纪一直未进行开采。

本世纪初对地表矿石进行露天开采，目前露天开采已基本到最低标高。

期间间歇对深部矿体掘进斜井探采，均因大量涌水而终止，本文拟探讨充填法开采该矿的可行性。

2．某铜矿开采条件
2.1 矿体开采技术条件
①矿体产状：矿体与围岩界线明显。

矿体走向42—50°，矿体倾角65—83°，总体呈向北西陡倾的“s”形。

②矿体工程地质特征：主矿体（ⅲ1）产于f4断层上盘的绿汁江组四段第二层（pt1lz4-2）硅质白云岩，下盘为因民组（pt1y3）角砾岩。

近地表风化强烈属软弱岩组。

矿体及顶底板岩石稳定性:矿体顶板为绿汁江组第二段第二层
一套杂色硅质白云岩，产状陡立，倾角一般为70~85度。

在1770
米标高之上，岩石全部风化呈砂土状，此段强度及稳定性极差，在钻进中孔壁经常坍塌，掘进时会产生流砂溃入井坑及坍塌等现象。

住下到1700米标高，为软硬相间的白云岩，岩石具硬、脆、碎特点，稳定性较差。

1700米标高以下一般岩石完整，稳定性较好。

矿体:在1770m标高之上，全部风化呈土状矿，稳定性极差，在1770m标高之下，一般岩石较充整，仅在矿体底部与f4附近因受断层影响，节理发育，局部岩石破碎或风化，稳定性较差。

矿体底板：为一套塑性较强，胶结较好的角砾岩，岩石完整，节理裂隙不发育，透水性差，扰风化程度比白云岩强。

地表至1770米标高，由于风化，岩石强度低，但胶结性较好。

1 7 70米标高以下，除沿f4一侧，有3米左右风化粘土及局部白云岩角砾风化成的小溶洞，一般岩石的稳定性较好。

2.2水文地质条件
矿区水文地质条件属以岩溶裂隙充水为主的中等—复杂类型；其中1750米标高以上为中等类型，1750米标高以下为复杂类型。

测算竖井涌水量：734.05~2512.89m3/d。

测算坑道系统涌水量，总涌水量：12026.37 m3/d。

2.3 矿山环境条件
①矿体离最近村庄直线距离400m，村庄在矿区下方。

②矿体离最近常年河流1.1km。

河流流经矿区的标高在1760米左右。

③矿区附近无较理想的尾矿库址。

④矿区下方为大片田地。

2.4采矿方法选择
矿体的开采技术条件及经济效益等是选择采矿方法的重要依据，同时结合国家可持续发展战略，要求资源开发应用环保节能并且安全可靠的开采方式，
该矿床矿石铜品位>1%,与目前国内开采的铜矿山相比较，经济价值较高，可选择开采成本较高的采矿方法。

1700m以上矿体及其顶板均不稳固，不能使用空场法。

由于坑内涌水量预计很大，矿体南西侧离河流最近1.1km。

使用崩落法可能会导致矿井突水、坑内泥石流等坑内地质灾害，贫化损失高，该矿不适用崩落采矿法。

对开采技术条件分析认为，矿体采、掘工作面不允许出现较大的暴露面积和空场，人员和设备在较大空场下生产安全得不到保证。

因此，对于该矿急倾斜、不稳固、中厚以上的矿体，优先选择采用充填采矿法。

在充填采矿法中，经上向充填和下向充填的技术经济初步比较，推荐采用上向水平分层尾砂胶结充填采矿法。

3．采矿工艺简述
上向水平分层尾砂胶结充填采矿法主要工艺描述（见图1）：
图1上向水平分层尾砂胶结充填采矿法
图例：1.中段运输道 2.溜井 3.中分层运输道 4.上分层联道 5.分层运输道 6.联道 7.底盘沿脉 8.矿块 9.待充进路 10.采矿进
路 11.已充填空区 12.砼通风井。

⑴采场结构和参数：采场宽度为矿体水平宽度，阶段高度50m，
走向上每60m划分一个矿块，分层高度3.5m，分层进路宽度5m。

⑵采准工作：在矿体下盘围岩中每个分层开掘一条分层运输道，每三个分层设一运矿道联通布置在下盘的溜矿井。

分层运输道与采场联通，作为人员、材料、设备和通风的主要通道。

⑶切割工作：从分层运输道向矿体两端沿矿体开凿底盘沿脉。

⑷回采工作：由下而上分层回采，在分层中按5m宽度划分回采进路，从两翼向分层运输道方向后退回采。

采矿作业循环：打眼→爆破→通风→出矿→采场支护（锚杆）。

采用液压凿岩台车凿岩，水平凿眼落矿。

落矿步距3m，崩落的矿石用1m2电动铲运机经采场底盘沿脉、分层运输道运至溜矿井。

⑸充填工作：每采完一条进路，造人工隔墙并用尾砂胶结充填，充填必须充分接顶。

上部分层采准工程产出的废石，运到空区充填。

每中段第一分层胶结充填后，可实现多中段同时回采。

采场两翼端部设砼预制顺路回风井。

充填管线由上中段运输道经溜矿井上部进入分层运输道，从底盘沿脉布置到待充填空区。

⑹采场通风线路:下中段运输道→一分层运输道→一分层底盘
沿脉→砼预制回风井→回采进路→分层运输道→溜井→上中段回
风（运输）道。

⑺支护工作： 1.露天采场终了时，沿矿体平面铺设一层0.5m
厚的钢筋砼人工假顶，假顶锚固在围岩内。

2.矿体按5m网距打长锚索支护。

3.采场（进路）、底盘沿脉用锚杆支护。

4.视矿岩稳固
情况采分层运输巷道采用喷射砼支护或不支。

⑻上向水平分层尾砂胶结充填采矿法主要技术经济指标见表一。

表一上向水平分层尾砂胶结充填采矿法主要技术经济指标
4．结束语
1、尾砂胶结充填采矿法可为矿床开采的整体安全提供支撑。

如对采空区进行高质量充填并充分接顶，坑内泥石流、坑内突水等安全事故可得到有效的防控。

2、可有效地保护矿区及周边生态环境。

在尾砂产率较低的条件下（≤35%），还可实现尾废零排放。

3、地下矿产资源可得到充分回收利用。

充填采矿法可最大限度地回收地下矿石资源。

与崩落法相比，充填采矿法可降低矿石损失及贫化10～15%以上，与空场法相比，充填采矿法可降低矿石损失20～30%。

采用高质量充填，可使矿石回收率达到95%以上［2］。

4、可提高矿床开采全过程的技术经济指标。

矿石回收率的提高可延长矿山服务年限，从而提高整体矿床开采的总经济效益。

矿石贫化率降低可提高矿石入选品位及精矿产量，从而提高矿山年度经济效益
5、由于该矿山没有岩石力学的相关试验，不能建立矿山的岩石力学模型，采场结构参数有进一步优化的必要。

6、该矿山目前还没有进行地下开采，本文的内容有待于实践验。