里伍铜矿2552m以下铜锌矿体开采方案探讨

刘志国

(四川里伍铜业股份有限公司, 四川甘孜县 626201)

里伍铜矿2552m以下铜锌矿体开采方案探讨

刘志国

(四川里伍铜业股份有限公司, 四川甘孜县 626201)

针对里伍铜矿2252m以下缓倾斜薄矿体的特点和现状,提出了采用液压支柱进行顶板管理的长壁式崩落采矿法方案,并对该方案的采准切割、回采出矿、顶板管理等工艺进行了探讨。同时,提出了部分要解决的技术和管理问题。

缓倾斜薄矿体;液压支柱;长壁式崩落采矿法

1 地质概况

里伍铜矿矿区位于松潘甘孜地槽褶皱系的南部边缘,康滇地轴西侧,处于褶皱系中的次级构造(江郎背斜)南东翼近轴部倾没部位。出露地层为一层泥砂质沉积中深变质岩系。岩石类型简单,有石英岩、片状石英岩、石英片岩、片岩及变粒岩5大类,其中以片状石英岩为主,其次为石英片岩。

2552m以下有3个矿体,即B2、A2、E4,由于E4矿体赋存在海底沟,未纳入本次设计范围。A2矿体地质储量为1.35万t。B2矿体为本矿区内最大的矿体,也是品位较高的矿体之一,因此以B2矿体为主要开采对象。该矿体分为东、西两段,其中西段铜高、锌低,东段锌高、铜低。2552m以下的B2矿体为东段矿体,本项目初设地质储量143.82万t,平均品位Cu:1.27%,Zn:1.99%,S:17.49%,金属量Cu:18247t,Zn:28682.78t,S:251622.64t,围岩和矿体稳固,f=8～10,水文地质简单。矿石以磁黄铁矿为主,其次为闪锌矿和黄铜矿。

2 开采范围与开采方式

四川冶金设计研究院所做的初步设计中,确定的开采范围为2400～2540中段B2、A2矿体,开采标高为2408～2568m,走向长300～600m,倾斜长468m,垂高160m。

该开采范围内为缓倾斜薄矿体,矿体厚2～8 m,大部分3～4m,上部覆盖厚度5～40m。设计推荐的采矿方法为全面法,嗣后一次尾砂充填采空区。推荐的开采顺序为自下而上,由东向西后退式回采,首采地段为2400、2420中段B2矿体。设计的生产能力为15万t/a,同时回采中段数2个,同时回采矿块数6～7个。

由于2552m以下矿体开采范围内的地表村庄已全面搬迁,地表上只有矿区公路,基本上允许崩落。所以公司不再考虑充填法回采。但由于开采范围内矿体覆盖层有厚有薄,薄的只有3m左右,对于覆盖层较厚的矿体,还是可以用普通全面法、房柱法回采,但对覆盖层较薄的矿体用普通法难以回采,因为安全威胁大,回采率低。所以对这部分矿体要采用更安全、回采率高的采矿方法回采。

3 采矿方法选择

根据矿体赋存特点和开采技术条件,结合国内同类矿山采矿方法的实践,本次推荐用长壁崩落法。

(1)长壁崩落法的构成要素。阶段高度15～30m;矿块长度50～200m;安全口间距10～15m;顶底柱2～5m或不留;间柱2～4m。

(2)采准切割。运输平巷采用脉外布置;切割上山布置在每个矿块的一侧;沿运输平巷每隔6～8 m掘一个漏斗,并与拉底平巷相通;拉底平巷、人材井、电耙硐室都与全面法相同。

(3)回采。按从上至下,从东向西回采;直线工作面方式进行回采;采用浅孔爆破;矿房内采用电耙出矿至溜井,运输巷用7t电机车1.2m3矿车运矿。

(4)放顶和地压管理。放顶和地压管理是长壁崩落法应用成败的关键,也是最难掌握和管理的。顶板压力沿长壁倾斜工作面的分布特点是最大值集中于距顶柱2/3的地段。顶板压力在顶柱内沿走向的分布特点是距工作面愈远压力愈大,工作面的压力随悬顶时间的延长而增加。工作面用支架维护回采工作空间,工作面支架有立柱、栅子、杆柱、锚杆等。切顶支架采用液压SZI-1320型支架或用木支架。随着工作面推进一定距离,将放顶区内支柱撤出,有计划地崩落顶板充填采空区。用JH-14型回柱绞车撤柱。如果顶板不能自然冒落,须强制崩落顶板。撤顶顺序是自下而上,由远而近进行。顶板管理的要求是:上下两个中段同时回采时,上中段回采工作面应超前下中段工作面50～60m;放顶后,要及时封闭落空区,并禁止人员进入;放顶距的大小应根据顶板稳固情况确定,初步放顶距应大于正常放顶距的0.5～1.0倍;工作面推进后,按放顶距进行放顶,为了以后回采工作面的施工,需在工作面留1.3m左右的人行道。

4 需要解决的问题

(1)回采顺序问题。由于设计的回采顺序是自下而上回采,其前提条件是嗣后充填空区。现在的这个条件不存在,而长壁崩落法要求是由上而下,并且上中段要超前下中段60m左右,因此回采顺序的问题需要解决。如果自下而上,就需留大量的顶柱,不能保证上中段的回采,那么就增加了矿石的损失,减少了回采率。

(2)支护材料问题。木材支护有易得、运输方便快捷等优点。而液压支架支护为机械化作业,木支架对顶板的遮盖程度为16%,液压支架能遮盖72%的顶板,且无须回收矿柱,工作安全。木支架支撑能力小,易折损,而且爆破作业时易被崩倒。采用液压支架可克服上述缺点,且支架前探梁可延伸到采矿面的工作空间1.2m,人员设备在支架保护下作业,支撑力大大超过木支柱。采用液压支架,可改善采场耙矿作业条件,节约班前支间隔木桩时间,能提高矿房生产能力。液压支架在采场有挡帘和胶护板,使爆破下来的矿石不全飞到采空区,回采率可达94%,而用木支架时,矿石损失较大。液压支架的一般架设高度为1.5～2.5m,且液压支架搬运困难。

(3)采矿成本问题。由于增加了支护和放顶等工序,相应增加了材料和人工费用。

(4)悬顶距、放顶距和控顶距的确定,首先应按同类矿山的80%来确定,待掌握其规律后再作调整。

5 结束语

长壁式崩落采矿法在我国是一非常成熟的采矿方法,但对里伍公司该施工单位来说都是全新的方法。为了减少失误,更快掌握此方法,有必要对已经应用成熟的矿山进行考察、学习。矿床回采具体效果还有待实践证明。

[1]《采矿设计手册》编委会.采矿设计手册(矿床开采卷下)[M].北京:中国建筑工业出版社,1987.

[2]《采矿设计手册》编委会.采矿设计手册(井巷工程卷)[M].北京:中国建筑工业出版社,1987.

2010-03-04)

刘志国(1967-),男,湖南醴陵人,副总工程师,主要从事采矿工艺方面工作。