空场法采矿在丰山铜矿南缘的应用

杨 坤，张纯锋

(大冶有色有色金属股份有限公司丰山铜矿， 湖北黄石市 435005)

空场法采矿在丰山铜矿南缘的应用

杨 坤，张纯锋

(大冶有色有色金属股份有限公司丰山铜矿， 湖北黄石市 435005)

根据丰山铜矿南缘－187.5～－175 m分段－15线至+15线矿块的安全现状，首次采用分隔顶板暴露面积的分段空场法，详细介绍了其采准、切割、回采工作方案。实践证明，该段顺利回收矿量23504 t，回收率达到58%，取得了较好的技术经济效益。

空场采矿法;安全回采;切割工程;顶板控制

0 前言

丰山铜矿南缘－137.5 m分段以上－15～+15线矿块原采用下向分段碎石胶结充填法，后来因岩石有蚀变，质地较松软，极不稳固，继续采用下向分段碎石胶结充填法存在重大的安全隐患，则于2005年对－137.5～－175 m分段采用无底柱分段崩落法采矿。－137.5 m分段是2种采矿方法的衔接分段，而当时因技术原因无底柱分段崩落法没有将－137.5 m分段的充填体放下来，造成1个约高30 m、宽50 m、长40 m的空场，如图1(a)所示。

生产过程中，采场内片帮冒顶时有发生，边帮多处有较大裂隙，则在没有覆盖层的掩护的情况下，如继续采用无底柱分段崩落法回采作业，将给供矿的人员和设备造成巨大的安全威胁。因此在2008年底，－187.5 m分段－15～+15线矿块采切工程完成后，此处就被搁置，急需对其采矿方法进行优化，减少采场的暴露面积，以便安全、经济的回采该段矿石。

1 矿山开采技术条件

1.1 矿山地质概况

丰山铜矿南缘－187.5～－175 m分段－15～+15线矿块为矽卡岩型和大理岩型铜矿石，矽卡岩呈细粒浸染状构造，节理裂隙不甚发育，中等稳固，硬度系数f=8～10，平均体重3.09 t/m3。大理岩有蚀变(绿泥石化，蛇纹石化等)，质地较松软，极不稳固，硬度系数 f=6 ～8，平均体重2.86 t/m3。

1.2 原采准工程布置

丰山铜矿南缘－175～－137.5 m分段－15～+15线矿块原采用无底柱分段崩落采矿法，采场垂直矿体走向布置，长度为矿体厚度，进路棱形布置，分段高度12.5 m，进路间距10 m。采用圆盘凿岩台架装YGZ－90型导轨式独立回转凿岩机，钻凿直径Φ65 mm上向扇形孔，最大孔深9.5 m，炮孔排距1.5 ～1.8 m ，孔底距1.6 ～2.0 m。在每个采场靠上盘掘进2 m×2 m的切割井，井深10 m，回采时由切割井从上盘向下盘后退式逐步回采。爆破采用粉状2#岩石炸药，FZY－100型风动装药器装药，装药密度0.95～1.0 g/cm3，采用孔底起爆器加非电导爆管雷管起爆后，用斗容为2 m3的WJ－2型柴油铲运机从回采进路将矿运至溜井放出。

2 分段空场法的应用

优化后的采矿方法为采用分隔顶板暴露面积的分段空场法。矿块布置及构成要素、采准工作基本上和原无底柱分段崩落法一样，只是在切割和回采工作上加以优化。

(1)切割工作。在每个采场靠上盘掘进2 m×2 m的切割井，切井两边施工2排辅助孔，排距1 m，深孔孔深分别为5，7，9 m。在距切井井边0.5 m处布2排上向扇形孔，孔深为10～11 m，排距1.5 m，孔底距1.6～2.0 m。再间隔3.5 m 布置下一步距切割井及2排扇形上向孔。以此类推布置切割工程。

(2)回采工作。靠上盘在已经形成的切割井为自由面用深孔分段微差起爆进行扩槽，以切割槽为自由面逐排爆破回采炮孔，每次起爆1排炮孔，2排做1个回采循环，再间隔3.5 m放下1个回采循环，采区矿柱厚3 m、高12 m、长10 m;矿房宽3.5 m、高15 m、长10 m。矿柱用于保证矿房跨度不超过安全极限跨度，如图1(b)～图1(d)所示。

图1 南缘－187.5 m矿块回采布置示意

(3)供矿。由WJ－2型柴油铲运机从回采矿房将矿运至溜井放出，确保铲运机在厚度3 m、高12 m、长10 m的矿柱掩护下供矿。

(4)通风。采场凿岩爆破作业产生的粉尘、炮烟对作业人员健康危害很大，因此，工作面通风的风量应保证满足排尘和排除炮烟的需要，不得低于0.15 m/s;新鲜风流经分段运输平巷经联络道到采场，清洗工作面后的污风经采场的上分段的联络道到上分段回风巷，采用抽出式通风。为保证采场的通风效果，在采场的分段运输平巷联络道处安设1台局扇。

(5)顶板管理。在每次崩矿后，对出矿巷道的顶板要进行严格检查和撬毛工作，对局部节理裂隙较发育的地段进行锚杆支护及喷砼支护;出矿后迅速进行对矿房眉线口进行封堵，尽量减少矿房的暴露时间。在构造裂隙发育密集带及其风化带附在构造裂隙发育密集带及其风化带附近，岩矿石完整性差、稳固性不好，个别地段发现有挤压构造破碎带，在开采过程中应加强地压监测和观察，以防止出现冒顶、片帮等事故。

3 结论

2010年6月底，丰山铜矿南缘－187.5～－175 m分段－15～+15线矿块回采工作安全顺利完成。实际共回收矿量23504 t，综合品位0.70%，金属量164.53 t，回收率达到58%，取得了较好的技术经济效益。

实践证明，采用分隔顶板暴露面积的分段空场法，回收在没有覆盖层造成空场的采场的方案，在采场岩石较稳固的情况下是切实可行的，可在今后同类采场中推广利用。

[1] 《采矿手册》编辑委员会.采矿手册[M].北京:冶金工业出版社，1990.

[2] 古德生，李夕兵，等.现代金属矿床开采科学技术[M].北京:冶金工业出版社，2009

[3] 杨 坤，张纯锋.丰山铜矿北缘安全回采的探讨[J].采矿技术，2010，10(2):1 －2，14.

2011－02－18)

杨 坤(1971－)，男，广西全州人，工程师，主要从事采矿技术及管理工作。