倾斜薄矿脉底板破碎矿体开采方法研究

李占炎，秦忠虎，曹善川

(1.中色卢安夏铜业有限公司, 北京100082; 2.东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819)

倾斜薄矿体，指倾角为30°～55°之间，厚度在0.1～4m范围内矿体。要解决这类矿体的开采问题，首先要解决的是出矿难的问题，由于此类矿体倾角较缓，所以无法使用重力放矿。

庙岭金矿Ⅰ号[1]倾角32°～39°。矿体最大厚度13.06m，最小厚度0.57m，平均厚度4.50m。深部矿体顶板稳固性变差，产状变陡。为适应变化了的开采技术条件，改用留矿全面法作为主要采矿方法。鸡冠嘴金矿[2]三期工程矿体倾角30°～45°，矿体平均厚度8m。为使用留矿全面法，并不断的改进，获得了良好的生产效益。诸暨良戈舍铁矿[3]矿体平圴厚度2m。矿体倾角30°～65°。选择了伪倾斜房柱采矿法，提高了矿石的回收率，降低了贫化损失，并盘活了该矿山。

上述几个矿山均是倾斜薄矿体，采用留矿全面采法开采，并且都获得比较理想的回采经济技术指标。留矿全面采矿法，既具有留矿法采场布置和回采方式的特点，又具有全面采矿法采场回采、矿石运搬和顶板管理的特点，是两种采矿法组合成的一种采矿方法。该法解决了薄及中厚矿体在矿体倾角30°～55°条件下，如何出矿的技术难题。

安庆铜矿[4]矿体具有矿体薄、倾角缓、形态复杂、矿岩稳定性差等特点,采用传统的中深孔采矿法回采此类矿体时，存在着采切比高、生产效率低、生产能力小、安全性差等诸多缺陷。针对安庆铜矿生产能力大的特点,最终改用了自下而上逐层拉槽,分层侧向崩矿,下盘布置出矿大漏斗及铲运机底部集中大量出矿等采矿新工艺,使得该类矿体矿块生产能力显著提高,生产成本大大降低,满足了安庆铜矿大规模生产的要求。西泊金矿-85M中段I-6#矿体倾角37°～47°，且在其下盘矿岩接触带有一蚀变带，厚约30cm，致使其在采用平底结构浅孔留矿法进行开采时，大量矿石不能放出，导致矿石损失贫化率增大。这使得原来采用的平底结构浅孔留矿法不能奏效，为适应变化了的开采技术条件，选择留矿全面法来回采该矿体。赤峰某铀钼矿5号矿点主矿体Ⅰ#矿体赋存于火山岩系钠质粗面岩与流纹斑岩的内接触蚀变带中,矿体倾角50°～70°,上陡下缓。矿石围岩均不稳固。由于该矿点遭受盗采(已采出10%矿石,其中钼约51t),留下大量采空区,矿体的完整性遭破坏,属不稳固矿体。考虑到如何处理这些采空区及矿体的地质条件、开采技术条件、加工技术条件等因素。最终采用上向进路法开采5号矿点Ⅰ#矿体，并获得了可观的经济效益。

2 矿区概况

西泊矿区位于乳山市城区北东约14km的西泊村一带。矿体倾角平均为40°，平均厚度为2m，属倾斜薄矿体。矿体围岩主要为黄铁矿化硅化花岗岩型，稳固性较好，仅局部地段有掉块现象，需支护。区内构造发育，以脆性断裂为主，走向北北东，倾向东，倾角50°～70°，推测带宽6～55m，断裂带内岩石经热液作用交代充填，使岩石稳定因素增强。

1)-85m中段I-6#矿体位于3线南80m，3线北30m，长112m，-45m中段3线南20m，3线北21m，长41m，矿体平均长84.6m。经坑探暂且控制最大厚度为4.6m，最小厚度为0.8m，平均厚度2.15m，平均品位2.70 g/t，现正在进行川脉揭露，平均厚度有望增大，T6沿脉天井平均厚度2.26m，品位2.04 g/t，该矿块控制高度为38m。

2)本矿块由-45m中段探矿平巷和-85m中段探矿平巷及T1、T2、T3天井探制，矿块储量达C级。

3)矿体总体走向350°±，倾角 37°～47°。

2.1 开采条件

1)矿体主要为含金铁矿石英脉局部角砾岩，呈细脉及浸染状分布，稳固性较好，硬度f=7左右，上盘围岩主要为花岗岩，较稳固，构造面不明显，对开采不利，下盘有0.1～0.5m的断层泥，围岩主要为花岗岩，构造面明显。

2)水文地质条件简单。

3 采矿方法

3.1 矿块布置

矿块沿走向布置，矿房长40m，宽度为矿体的厚度，矿体倾角40°，矿块高为阶段高度40m，矿房斜长约62m。联络道间距均为5m，不留顶柱，间柱宽度为6m。

3.2 采准切割工作

采矿方法结构与采准工程布置。在-85m水平矿体的下盘，布置一条平行于矿体走向的脉外运输巷道，矿块的右侧布置一条出矿巷道，然后在出矿巷道中布置溜矿井。在-85m水平至-45m水平矿体间柱的下盘施工一行人通风井，作为该水平整个矿块回采时的行人通风井。并在天井内靠近矿体下盘，每隔5m凿一条通风联络道，同时作为电耙移动时使用。在矿体下盘接触线的位置，原有一条脉内运输平巷，其地板标高为-83.7m，现在把它作为拉底空间。

3.3 回采工作

3.3.1 回采工艺

从拉底水平由下向上沿伪倾斜方向进行回采(如图1)。将矿体划分为5～ 6个分层，每分层厚约2m，相邻两分层间，下层比上层超前回采(至少2m)，从矿块的左端开始回采，各分层形成梯段式工作面，回采时每梯段按矿体厚度一次凿岩爆破。电耙绞车安装在矿块右端的拉底水平，直接将矿石耙至出矿巷道。回采自下而上进行，每次爆破后用电耙耙运三分之一的矿石至溜井，留下三分之二的矿石作为工作平台，然后打下一次的炮孔，依次自下而上沿着斜向向上推进至矿块的顶部。随着回采的进行，电耙绞车也随之向上一层联络道移动。随着回采的上移，架设顺路溜井。在靠近矿体下盘一侧，铺设5mm厚的钢板，以便矿石在重力的作用下自然下落，并在溜井两侧架设挡板。

3.3.2 凿岩爆破

每次落矿向上推进约2m，凿岩用7655型凿岩机，炮孔深2m，排间距0.6m，炮孔间距0.8m。使用铵油炸药或乳化炸药卷进行爆破，采用微差导爆管雷管起爆。

3.3.3 通风

新鲜风流由下盘阶段运输平巷进入矿房右侧的通风行人天井，通过联络道进入工作面，最后污风又通过矿房左侧的联络道，进入通风行人天井，最后污风从上中段的运输平巷排出。

3.4.4 采场运搬

每次落矿后用电耙耙矿至溜矿井，然后装车运走。每次出矿后，留在采场的矿石为2/3左右，作为继续上采的工作平台，直至矿房全部落矿完毕为止，最后进行大量出矿。在大量出矿时用电耙运搬。在矿房中构建人工溜井，靠近矿体下盘一侧铺设5mm厚的钢板，以便矿石在重力的作用下自然下落，并在两侧架设挡板。

3.3.5 顶板管理

主要依靠矿房两侧的间柱维护顶板。在矿房回采中遇有断层或顶板局部不稳固岩石时，则采用树脂锚杆加双筋条加固，如果矿房中有夹石或低品位矿石，可留作岩柱或矿柱支撑顶板。作业过程中，经常注意对顶板的观察，及时处理浮石。

图1 西泊金矿倾斜薄矿脉底板不稳采矿方法设计1-运输巷道；2-拉底平巷；3-回风巷道；4-1.3m底柱；5-通风行人天井；6-电耙绞车；7-联络道；8-放矿溜井；9-挡板；10-电耙硐室；11-出矿巷道；12-树脂锚杆

4 留矿全面采矿法应用评价

1)适应性较强，灵活性大。可根据顶板稳固程度决定间柱留多留少，留大留小;根据矿石品位高低可将低品位矿石和夹石留作间柱。

2)生产工艺简单，易于采矿技术人员、管理人员、施工人员掌握。

3)采准切割工作量小。

4)回采工作面呈梯段形作业，自由面多，矿石块度均匀，一次落矿量大，矿房生产能力高。

5)由于采场顶板裂隙发育，加之倾角较缓，较大暴露面下作业安全性差。

6)顶板管理困难，大量出矿时间长，顶板冒落使矿石二次贫化较大，而且容易堵塞溜井。

7)平场工作繁重，采矿周期长。

8)间柱占矿量较多，回采比较困难。

5 结语

留矿全面采矿法是开采倾斜薄矿体较实用的采矿方法之一，该方法很好的解决了薄及中厚矿体在矿体倾角30°～55°条件下，如何出矿的技术难题。但是，在实际生产过程中仍然存在很多问题，如暴露面下作业安全性差，顶板冒落使矿石二次贫化，而且大块冒落容易堵塞溜井等问题。我们还需要在生产实践中不断改进和完善。

[1] 焦永会，等.留矿全面采矿法在庙岭金矿的应用实践[J].黄金,2005，26(8):25-27.

[2] 田波，等.留矿全面法在中厚倾斜矿体中的应用[J].金属矿山,2005，4(4):14-16.

[3] 翁平，等.伪倾斜房柱法在倾斜薄矿体中的应用[J].矿产勘查,2010，1(3):292-294.

[4] 陈贤春.不稳固围岩缓倾斜中厚矿体的回采实践[J].有色金属：矿山部分,2008,60(2):5-8.

[5] 周洪生，等.赤峰某铀钼矿不稳固矿体采矿方法的探讨[J].铀矿冶,2007,26(1)：6-9.