平底结构留矿法在楠木树铅锌矿的应用与研究

2012-09-13雷小林杨国秀

采矿技术 2012年4期

关键词：矿法矿块平巷

雷小林,杨国秀

(汉中天鸿基矿业有限公司, 陕西南郑县 723102)

平底结构留矿法在楠木树铅锌矿的应用与研究

雷小林,杨国秀

(汉中天鸿基矿业有限公司, 陕西南郑县 723102)

根据楠木树铅锌矿矿体赋存状态特点和开采技术条件,该矿技术人员为了降低矿石贫化、损失,改善作业条件,降低工人劳动强度,提高采矿强度,研究和应用了平底结构留矿法。通过将普通留矿采矿法的电耙漏斗底部结构变为平底结构,并不断调整其结构参数和改进回采工艺,提高了采矿工效,大幅降低了采矿成本,取得了良好的技术经济指标。

平底结构;留矿采矿法;结构参数;回采工艺;技术指标

汉中市天鸿基矿业有限公司楠木树铅锌矿位于巴山山区,所开采的矿床是一低品位铅、锌、金、银等多金属矿床。设计生产能力30万t/a,采用平硐溜井开拓方式。

2011年,随着楠木树基建主体工程的完成,矿山转入试生产阶段,初步设计推荐采用普通留矿采矿法开采。原设计的留矿采矿法方案存在一系列问题,如:暴露出采准、切割工程量大,劳动强度大,难以实现机械化作业,底柱矿量大,回采效率低、回采成本高等。针对以上问题,矿山技术人员通过优化采准、切割工程布置,采用新的出矿设备,调整和改进采矿工艺技术,经过近一年的改进和完善,形成了具有本矿特色的平底结构留矿采矿法。

1 开采技术条件

该矿床为受碳酸盐层位控制的与变质热流体有关的后生矿床(沉积-改造型),即MVT型(密西西比型)层控矿床。矿床赋存于上震旦统灯影组上段第三岩性层角砾状白云岩中,受层位、岩性及次级断裂构造等因素控制,其产状与角砾状白云岩产状基本一致。主要矿体为Zn1号矿体,倾向152°～170°,倾角43°～55°,走向长度2310 m,斜深525 m,真厚度0.7～24.55 m,平均厚度3.71 m。矿石硬度系数f＝5～8,体重d＝2.80 t/m3,矿石无结块、自然性。上下盘围岩稳固性较好,围岩硬度系数f＝6～10。矿床水文地质和工程地质简单。

2 平底结构留矿法的应用与研究

针对有底柱留矿采矿法生产中存在的问题,矿山对矿块底部结构做了改进,取消原来的电耙漏斗底部结构,而采用平底堑沟式底部出矿结构,即将出矿拉底水平、二次破碎水平、运输水平合并在同一高度。其余回采工艺和普通留矿采矿法大致相同。

2.1 矿块构成要素

矿块长度为50 m,采场高度为阶段高度。矿块宽度等于矿体厚度,间柱为8 m,顶柱为4 m。平底结构留矿采矿方法及回采工艺如图1所示。

2.2 采切工程布置

沿中段运输平巷每隔50 m掘进穿脉,在穿脉巷道内靠近矿体下盘附近掘进上向倾斜措施天井,作为采场回采的行人及通风之用。在措施天井内两侧每隔5 m向采场掘进断面为2 m×2 m的人行联络道。将矿房两边措施天井底部拉通,形成拉底平巷,为采场回采生产提供自由面和补偿空间。在阶段运输平巷与拉底平巷之间每隔7 m掘进采场出矿进路(装矿平巷)。

2.3 采场回采工艺

(1)凿岩爆破工艺。采用7655或YT-28型气腿式凿岩机钻凿上向倾斜炮孔,炮孔倾角为40°～60°。炮孔深度2.2～2.5 m,炮孔直径Ф40 mm,采场炮孔布置形式为方形(矩形)或梅花形,炮孔间距1.0～1.2 m,排距0.8～0.9 m。炮孔内装填2号岩石乳化炸药,采用非电导爆管雷管起爆。

图1 平底结构留矿采矿回采工艺

(2)采场通风。采场通风系统由中段运输巷道、穿脉、天井、联络道、上中段回风道及5.5 k W局扇组成。新鲜风流由中段运输巷道、穿脉和措施天井、天井联络道进入采场工作面;污风经矿房另一侧的联络道、回风天井进入上一中段回风平巷,排至地表。当矿房通风不畅时适当采用局扇加强通风。 (3)采场放矿。采场放矿分为两个步骤:即局部放矿和大量放矿。采场回采过程中每次爆破后局部放出崩落矿石的30%～35%,剩余矿石作为下分层继续回采的作业平台。每次局部放出矿石后,要保证一定的回采空间高度,便于下分层的凿岩工作。局部放矿时,各出口进路要均匀放矿,减少平整场地工作量。在脉外运输平巷、穿脉及阶段运输平巷铺设轻轨形成车场。矿石靠自重溜至出矿进路端部,采用ZL-D/T60FC立爪式扒矿机装入阶段平巷中的矿车运出。少数大块在出口进路口进行破碎。当每个矿房回采到顶板时,整个矿房回采结束,然后才能进行大量放矿,大量放矿也要保持均匀放矿。大量放矿结束前,要采用电耙将存留在矿房下盘堆积的矿石充分回收。

(4)撬毛平场。通风结束后,首先对矿房顶板进行敲帮问顶,处理掉顶板松(浮)石。撬顶工作,必须从矿房一侧向另一侧进行,必须两人作业,一人撬毛,一人监护,然后进行人工平场。

(5)顶板维护。采场回采过程中,暂留矿房的矿石不能作为控制地压的手段,回采空区的维护主要依靠围岩的自身稳定性,若有矿体或围岩局部不稳固,应视矿体的厚度不同,采用锚杆支护,或锚杆加长锚索支护,或留不规则矿柱支撑采场顶板。

(6)采场回采作业循环与劳动组织。采场作业循环为每日两班采矿,一班放矿,采场内凿岩机为两台同时作业,劳动组织形式实行专业作业队,项目经理对工程施工组织全面负责。施工作业主要分回采班和放矿班,回采班主要负责凿岩、爆破、通风除尘、撬毛、平场等项工作。回采班每班3人,2班6人。出矿班只进行耙矿和放矿作业,全班4人,包括电机车司机和扒矿机司机,全队共10人。

(7)矿柱回采及采空区处理。采场顶柱回采随矿房回采一次进行,即最后一个分层回采结束并局部放矿后,立即进行顶柱回采,待顶柱回采完毕后再进行大量出矿。间柱采用抽采方式,即采一留一,各联络道内采用浅孔凿岩,充分利用两边采场空间作为自由面和补偿空间,一次爆破进行回采。当矿块回采完全结束或放顶结束后,要立即封闭采空区,局部用废石充填,并设置安全警示标志,以确保安全。