利用中深孔房柱法开采某铅锌矿缓倾斜厚矿体

高志荣 张 睿

(西北矿冶研究院)

利用中深孔房柱法开采某铅锌矿缓倾斜厚矿体

高志荣 张 睿

(西北矿冶研究院)

缓倾斜厚大矿体是国内外公认的难采矿体，根据东升庙矿区在850 m中段以上矿体的产状采用分段凿岩阶段矿房法和浅孔留矿法，但在800 m中段矿体整体东移，倾角变缓，矿山现有的采矿方法已经无法适用，经过前期的方案比较、技术论证，针对东升庙某铅锌矿800 m中段矿体的特点，将采矿方法改为中深孔房柱法。结合矿山现有的开拓工程，布置采准切割工程，获得了较好的经济技术指标。

中深孔房柱法 缓倾斜厚矿体 采切工程

缓倾斜矿体由于矿体倾角小于矿石自然安息角，崩落矿石无法靠自重完全放出，出矿必须使用搬运设备，但东升庙某铅锌矿采场无顶板监护设备，安全隐患较为突出。目前，国内广泛采用房柱法、分段崩落法和底盘漏斗法等回采该类矿体，但存在一系列尚未解决的问题，如矿柱的永久损失、采矿成本高、矿石贫损率高等[1-3]。

1 矿山概况

东升庙矿区处于阴山山脉狼山中段南缘与河套平原接壤地带北侧狼山山脉中。矿区为剥蚀构造山区，属低中山地形，山顶具近似圆形的单面山地貌特征。矿区内岩石裸露程度较高，植被稀疏，矿区海拔1 050～1 183 m，相对高差80～145 m，山脉呈NEE走向，山势陡峻。目前，矿区被3个矿权人分割，8#(少部分3#～8#线)～40#线为内蒙古东升庙某矿业公司所有，其外围已另设有矿权。

矿山成立于2000年10月，经过多次技改扩建，至今已形成采选130万t/a的生产规模。近年来，公司计划将产能提高到180万t/a，前期各项工作均已完成，目前正在进行主副井的施工。矿山现阶段采用主平硐+斜井联合开拓方式，主平硐位于1 050 m 水平，在14#线处有一盲斜井通往800 m水平，主要用于上下人员。各中段均采用电机车运输，通过盲斜井串车提升至1 050 m上部车场，经编组后，由电机车牵引至主平硐外原矿仓卸载。现阶段采矿方法主要为分段凿岩阶段空场法和浅孔留矿法。

2 矿体赋存状况

2.1 主采矿体

矿山主要开采对象为2#、11-1#、3-1#锌硫矿体，其中2#矿体为主要开采对象。矿体整体走向EW，倾向以北倾为主，倾角大部分为40°～60°。矿体以18#、20#线为界，分为东西两部分。2#矿体在24#线由向斜转变为背斜，空间分布和形态发生了较大变化，且矿体倾角变陡。矿石硬度系数为12～20，岩石硬度系数为12～20，矿石体重为3.7 t/m3，岩石体重为3.0 t/m3，矿石自然安息角为38.8°，岩石自然安息角为40.6°。矿岩属稳固类型，允许有一定的暴露空间，矿岩无结块、自燃现象，地表允许崩落。

2.2 800 m中段矿体赋存状态

矿体在800 m中段整体东移，倾角变缓，平均约20°，水平厚度为40～150 m，大部分约80 m，垂直高度为15～55 m，真厚度为13～50 m。28#线以东，矿体成明显的向斜构造，南、北两侧为下盘，中部为上盘，围岩较为稳固。到目前为止，800 m中段开拓工程已基本形成，东部28#～32#线穿脉巷道已全部形成，部分穿脉工程达到36#线处。

3 采矿方法选择

采矿方法的选择取决于几个方面的因素，首先是矿体的规模、产状和厚度变化，其次是岩石力学性质及工程地质条件、水文地质条件，再次是经济可行性。矿山现阶段生产采用的采矿方法为：①急倾斜厚度大于5 m的矿体选用分段凿岩阶段矿房法;②厚度小于5 m的矿体选用浅孔留矿法。在800 m中段,矿体倾角变缓，平均约20°，矿石无法靠自重放出，原有采矿方法已经无法继续使用。根据矿体的赋存特点、地质水文条件和技术可行性等因素，结合矿体剖面图和800，814，829，850 m水平工程布置情况，推荐采用中深孔房柱法开采该中段以下的矿体。

4 采切工程布置

4.1 800 m中段工程布置

根据中深孔房柱法布置方式，采用下盘脉外开拓方式。当脉外巷道施工至剖面线位置后，首先沿巷道西侧斜向上以一定角度施工溜矿井至矿体边界处；然后在溜矿井附近开凿电耙硐室，电耙硐室完成后沿剖面线方向从矿体底板向上施工凿岩上山至814 m分段，与800 m中段工程贯通；垂直剖面线施工拉底巷道，依次施工切割天井，切割拉槽。

采切工程形成以后，以切割槽为自由面，由下至上后退式回采，在凿岩上山巷道内凿垂直扇形中深孔，采用小抵抗线大孔底距的凿岩爆破参数，采用多种爆破技术改善爆破效果。崩落矿石采用电耙绞车耙至溜矿井经下部漏斗装入矿车，工程布置见图1。

图1 800 m中段工程布置

4.2 814 m分段工程布置

814 m分段工程布置也采用脉外巷道开拓，施工上山至采矿边界处随后往上施工天井，与850 m中段工程贯通。工程暂时未控制矿体，根据上山施工情况分析矿体产状，结合估算的剩余矿量考虑是否需要增加工程。

4.3 850 m中段工程布置

为了解决800m中段，814m分段及矿房通风问

题，根据下部工程所对应的贯通位置，从现有巷道内分别向贯通位置施工巷道，以便由下至上施工回风天井，解决通风问题。

4.4 采切工程量统计

根据以上工程布置情况，采切工程量见表1。

表1 采切工程量统计

5 结 论

(1)采用中深孔爆破一次使用炸药量大，应注意爆破后的通风，进入采场前应监测有毒有害气体，确保安全后方可进入采场作业。

(2)因采场暴露面积较大，在施工过程中应随时观测顶板结构，如有浮石、矿柱不稳或地压异常等现象，应将人员及时撤离至安全区域。

(3)中深孔房柱法是缓倾斜厚矿体可行的开采方案，在开采过程中应根据矿山实际情况，逐步熟悉使用该方法，以适应缓倾斜中厚到厚矿体的采矿生产。

[1] 黄胜生.国内外缓倾斜中厚矿体采矿方法现状[J].矿业研究与开发，2001(4)：21-24.

[2] 尹升华，吴爱祥.缓倾斜中厚矿体采矿方法现状及发展趋势[J].金属矿山，2007(12)：10-13.

[3] 崔曙忠.某铁矿中厚及以上缓倾斜矿体采矿方法研究[J].金属矿山，2012(8)：21-24.

2015-01-08)

高志荣(1986—)，男，工程师，730900 甘肃省白银市白银区人民路19号。