浅孔留矿法标准采场的设计与施工

陈广宝

(中国黄金集团江西金山矿业有限公司)

浅孔留矿法标准采场的设计与施工

陈广宝

(中国黄金集团江西金山矿业有限公司)

为确保中深孔爆破落矿，江西金山矿业有限公司使用浅孔留矿法拉切割槽，在井下进行了底盘漏斗中深孔落矿空场嗣后充填采矿方法试验，针对长30 m，宽6 m，高16 m的切割槽进行了标准浅孔留矿法采矿场的设计与施工，并进行了经验总结。

中深孔落矿 爆破切割槽 浅孔留矿法

江西金山矿业有限公司(以下简称“金山公司”)创建于1986年，建矿初期采选规模100 t/d，经过20多a的扩建，目前已形成处理原矿2 000 t/d的生产规模，是江西省最大的地下黄金开采企业。以浅孔房柱法为主，随着采矿技术、装备的逐步更新及工业指标调整，该方法存在采矿贫损指标高、工效低、作业安全条件差等诸多问题。为此，对浅孔留矿法形成切割槽的设计与施工进行了经验总结[1]，试验研究了底盘漏斗中深孔落矿空场嗣后充填采矿方法。

1 矿床开采技术条件

金山公司金山矿区位于金山金矿田南部，西与石坞矿区相连，东与雷高坞矿区相接。矿区大面积出露中元古界双桥山群浅变质岩系，在沟谷和缓坡地段有第四系零星分布，双桥山群是矿区含矿岩系。矿区有工业价值的矿石自然类型仅有原生矿石，矿石金属硫化物含量为2.517%，平均含硫量1.27%，工业类型属贫硫型金矿石。主矿体赋存于Ⅰ带中下部，占矿床资源总量的68.71%，走向长1 910 m、倾向延伸1 480 m，矿体走向、倾向连续性好，最大厚度26.87 m，平均厚度4.16 m，平均倾角22°，平均品位5.06×10-6，矿岩平均密度2.71 t/m3，松散系数1.65，自然安息角45°。矿体下盘围岩主要是变安山质玄武岩、含碳千糜岩，上盘围岩主要是安山质玄武岩、砂质千糜岩。矿体及其顶、底板围岩属半坚硬至坚硬完整稳固性层状岩体，矿岩硬度系数f=8～12，矿区内断层多但规模不大，水文地质条件简单[2]。

金山公司开拓系统采用中央主、副斜井向东西两翼开拓，分别贯通东风井和西风井，中央对角式通风，中段划分高度25 m，矿石经各中段卸入主溜井后通过主斜井箕斗提升至地表，废石经各中段车场通过副斜井串车提升至地表矸石山。投产初期受当时经济技术及装备水平的制约，多为平巷扩采形式的平面空场采矿法，这种采矿方法对缓倾斜薄矿体进行回采是合理的，但对于中厚及厚大矿体，因浅眼凿岩、人行通风及空区出矿等方面的限制，矿块回采率较低，留下的顶柱和条柱难以进行二次回采。空场嗣后充填可以有效地对采空区进行处理，大规模中深孔落矿可以提高人员作业安全系数、降低人工作业强度、提升单个采矿场生产能力，预防大规模空区冒落等地质灾害，同时也可以减少向地表尾矿库排放尾砂量，延长尾矿库服务年限。试验采用浅孔留矿法形成爆破切割槽，给中深孔爆破提供爆破空间[3]。

2 矿块划分和采场参数

2.1 矿块划分

试验采矿场选在-130 m中段307～309线，矿块生产探矿控制网度为25 m×25 m。经过两个中段生产勘探，第二次圈定无论矿石量、厚度、品位与金属量均发生小幅正变。

试验采场长轴方向垂直矿体走向布置，采场长60 m、宽37 m，沿短轴方向划分两个矿房，矿房间预留条柱作为永久损失，其中矿房长度等于盘区长度，为60 m，矿房宽度为30 m，矿柱宽度为7.0 m。矿房平行布置双电耙道，2台55 kW电耙出矿，双侧漏斗受矿，每条电耙道采幅宽度15 m。盘区矿体加权平均厚度14.125 m，矿石量84 979 t，其中矿房矿石量68 902 t，矿柱矿石量16 077 t；加权平均地质品位2.33 g/t；盘区金属量198 kg，其中矿房金属量160.54 kg，矿柱金属量37.46 kg。采场设计见图1。

图1 浅孔留矿法标准采场设计

2.2 采场规格

采场分布于-130 m中段以上-305～307线，为中深孔大爆破补偿空间，两条电耙巷道平行布置，采场长度等于试验盘区宽度为37 m，宽度6 m，高度等于矿体垂直厚度为16 m。

3 浅孔留矿法采矿场的设计及施工

(1)技术要求。对于大规模中深孔爆破来说，爆破空间的大小、形状及其施工质量是该采矿试验方法成败的关键。爆破空间的技术参数必须满足后期中深孔爆破的需要，即使在挤压爆破条件下其覆盖矿岩也要有15%的空隙体积，否则，将会出现立槽、悬拱或其他事故。爆破切割槽形成方式有：垂直天井扩槽法、中深孔爆破一次成井法、浅眼留矿法、楔形掏槽法、斜天井掏槽法等。本次试验采用普通浅眼留矿法，采场所形成的空间作为爆破补偿空间，其技术要求：①位于矿体最厚大处，以保证大爆破有足够的抛掷空间；②采场两帮必须直立，尤其在靠近第一个爆破排处更是如此；③靠近第一个爆破排最好采成一定的角度，即垂直于矿体倾向的角度(12°)，中深孔凿岩炮孔方向就可以垂直于矿体倾向。

(2)采场设计。①溜矿井边帮应与电耙巷道中心线对应;②电耙漏斗布置方式，双侧漏斗有交叉布置与对称布置两种方式，结合其他矿山实际经验，宜采用交叉布置方式[4];③人行、通风天井与巷道，采场两个行人、通风联络天井分别布置于-305 m与307线，利用原来的生产勘探工程(距离约25 m，均与-105 m中段水平巷道相通，如果风速不够，可采用局部通风解决)，每一个行人天井分别布置两层或三层行人联络道，最大高差不到2.0 m；④1#、2#漏斗分别布置于电耙道两侧,整个采场一共有4个漏斗，可以满足生产需要。漏斗施工主要包括斗井施工、开凿切割巷道、斗井辟漏等，形成漏斗的切割工程量约60 m3，使用YT-28和YSP-45型两种凿岩机凿岩。

(3)施工技术。普通浅眼留矿法施工包括电耙巷道底部结构与采场采矿两个部分。电耙巷道和底部结构布置在矿体下盘的岩石中，矿岩分掘分运,每天开凿3～4个工作面，每个工作面布置2台钻机同时掘进，出矿作业设置多个悬挂点拐弯耙矿，多个机台、多个工作面同时掘进，以加速电耙巷道底部结构施工。

浅眼留矿法采矿施工的技术优点：平场工作量少，工人作业环境相对较好，使用钎杆、钎头数量少，单位炮孔长度落矿量大，单位炸药消耗少，采场生产能力比较大，可以采成安全性好的拱形，可利用控制爆破技术。缺点是矿石大块率比较高，且不好处理；使用YSP-45型凿岩机上向落矿，采矿效率较低，凿岩时间长；采场平整度差，平场工作量大，每米落矿量少，炸药单耗高。但落矿块度均匀且与采场边界整齐[5]。

4 注意事项

(1)采场规格。采场两帮必须直立，欠挖不能超过半米；中深孔凿岩布置炮孔方向垂直于矿体倾向。

(2)控制爆破及预裂爆破。采用平面与立面交替进行控制爆破落矿技术，即先用水平孔控制爆破回采一个分层，然后用上向孔再回采另一个分层，交替进行。水平控制爆破保证了采场作业面呈平整弧形，消除危石，采场工作人员始终在水平控制爆破的顶板下作业，安全有所保证，也免去了上向孔落矿后的橇顶平场支护工作，采矿强度得到提高[6]。

(3)边帮预裂爆破，确保矿壁直立。为了使采场的3个帮达到自然垂直或与矿体垂直，采场开采时要进行预裂眼爆破试验，即在矿壁线处使用YSP-45上向凿岩机每隔0.8～1.2 m钻同一高度的炮眼，不耦合装药，以达到预切效果，根据试验结果来确定合理的凿岩爆破参数。

(4)预期达到的技术经济指标。①采矿工效100 t/台班；②采矿损失率控制在8%以下；③矿石贫化率控制在10%以下；④炸药单耗0.2～0.4 kg/t。

5 结 语

近1a多来，金山公司矿山大规模采矿场比较少，绝大部分矿石都是在各中段残矿回收时出矿的；受制于井下三级矿量不平衡，采矿方法单一，生产压力大；矿山提升方式采用主、副斜井联合提升，其能力受到运材料、运人员、深部矿体开拓等问题的限制而难以发挥。在目前矿山生产条件下，任务、指标比较重，试验采场是金山金矿的样板工程，希望通过新的采矿方法的实施，使该矿技术水平、出矿能力都得到提高，生产经营达到一个新水平。

[1] 长春黄金研究院.江西金山金矿采矿方法试验研究项目实施方案设计说明书[R].德兴：江西金山金矿，2009.

[2] 江西省地质四队.江西金山金矿床金山-朱林-阳山矿段地质勘探报告[R].德兴：江西金山金矿，1986.

[3] 尚精华.金山金矿残矿回采技术总结与展望[R].德兴：江西金山金矿，2009.

[4] 采矿手册编委会.采矿手册(4)[M].北京：冶金工业出版社，1990.

[5] 龚清平,李新福,姚 香.河台金矿三强作业技术的应用[J].黄金,2002,23(5)：20-22.

[6] 中国黄金生产实用技术编委会.中国黄金生产实用技术[M].北京：冶金工业出版社，1998.

2015-04-03)

陈广宝(1970—)，男，副总经理，高级工程师，334213 江西省德兴市花桥镇。