平底结构浅孔留矿法在金陶公司二矿区的应用

王成龙 王 颖

(中国黄金集团内蒙古金陶股份有限公司)

内蒙古金陶股份有限公司矿区位于努鲁儿虎山东段翼部，热河丘陵的边缘地带。矿区位于分水岭地区，地貌为中等切割的低山区，海拔标高700～600 m，相对高差约100 m。矿区含金矿脉大都隐伏于地下，目前已发现含金矿脉40余条，多具工业价值。矿区各矿脉形态较简单，多成脉状或长条状，矿化较为连续和稳定，以构造蚀变岩型与石英脉型为主，脉石矿物以石英为主，其次为绿泥石、高岭石等，局部地段矿脉分支复合现象显著。矿石的金属矿物以黄铁矿为主，其次为黄铜矿、闪锌矿和少量毒砂、褐铁矿和微量自然金、银金矿与自然银。矿区矿体走向及倾向连续性较好，矿体倾角平均为75°，矿体厚0.05～2.16 m，属急倾斜薄矿脉。矿区围岩多以斜长角闪片麻岩为主，与矿脉界线明显，结构较紧密，具较好的稳固性，一般不易冒顶、片帮，但个别地段围岩因顶底构造节理发育易于脱落，对采矿的影响较大。为此，针对矿床地质特征选用平底结构浅孔留矿法进行开采。

1 适宜采矿方法

目前金陶公司采用的采矿方法主要为削壁充填采矿方法，该方法虽能有效支护采空区，大大降低采矿贫化率及损失率，但由于回采工艺较复杂、工人劳动强度大、矿块综合生产能力较小，已无法满足矿山的生产需求。根据矿山地质条件，通过多种采矿方案的对比分析，最终选择了无底柱平底结构的浅孔留矿法(图1)。该方法具有采场结构和回采工艺简单、设备投资少、生产管理方便、工人容易掌握等优点，在小型金属矿山开采中得到了广泛的应用，尤其在极薄贵金属矿床的开采中应用较多。

图1 无底柱平底结构浅孔留矿法(单位:m)

矿块沿矿体走向布置，矿块长51.0 m，阶段高40.0 m，不留顶、底柱，采幅为矿体厚度，矿体厚度不能满足作业所需空间时，需将采幅控制在1.1 m以内。采准工程的布置以探采结合为基础，先期的沿脉探矿工程已经掘进到位，在矿体下盘围岩内距沿脉巷道5～7 m处布置脉外运输巷道，脉外运输巷道与沿脉巷道平行，尺寸为2.0 m×2.25 m。在脉外运输巷道内垂直矿体走向，从一侧顺路起，间距4～6 m依次布置装岩机出矿联络川至另一顺路，联络川尺寸为2.0 m×2.25 m，与脉外运输巷道的转弯半径为5 m，方便装岩机装矿。在底部采准工作进行的同时，可以在矿房外侧沿脉布置一条采准天井(尺寸为2.0 m×1.5 m)作为行人运料通风井。采准天井施工完毕后，在矿块沿脉内进行切采，切采高度达到5 m后，将切采矿石装完，在距巷道2.1 m处施工人工混凝土假底及“V”型斜坡，至此采场底部的采准工作基本结束，待人工混凝土假底养护达到设计强度要求后即可组织回采工作。采场采切工程量见表1。

表1 平底结构浅孔留矿采矿法采切工程量

2 回采工艺

(1)回采顺序。沿脉内平巷自下而上进行回采。

(2)凿岩爆破。采用7655型凿岩机钻凿浅眼炮孔，炮孔直径为38～40 mm。矿岩坚固性系数为8～12，爆破参数设计为:最小抵抗线为0.8 m，炮孔间距为0.6～0.8 m，炮孔深度为 1.8 ～2.0 m，炮孔角度为65°～75°，炮眼成梅花形或“之”字形布置。爆破采用2#岩石乳化炸药，装药系数为0.6，单位炸药消耗量为0.3～0.4 kg/m3，非电雷管起爆系统。

(3)采场通风。采场工作面利用矿井主风流进行通风。新鲜风流由沿脉运输道经采场一侧的人行通道进入采场工作面，洗刷整个采场工作面后，污风由采场通风天井经上部回风平巷至风井排出。

(4)采矿出矿。采场每次爆破落矿后，作业人员进入采场后进行撬碴支护工作，在采场内对超过0.4 m的大块矿石进行二次破碎，破碎结束后即可进行局部出矿工作。通过电动装岩机从采场下部出矿联络川出矿，出矿时按各个出矿口所要求的矿量进行出矿，不得多出或少出，确保矿石能够平均下降，以减少平场工作量，防止在留矿堆中形成空硐。整个采场每次出矿量约为当期落矿量的30%，使回采工作面保持1.8～2.0 m高的作业空间，余下矿量暂留采场中作为工作平台。出矿后应及时清理工作面松石，平整场地。当采场全部开采完毕后，集中装出所有存留矿石。

(5)采场地压管理。应严格按采矿设计打眼，炮眼应合理布置，控制好采场顶板形状(一般留成拱形顶)和采幅宽度。爆破时注意加强控制，减少单孔装药量，防止产生大量松石、浮石，减弱对顶板和围岩的采动影响。加强劳动组织，提高采矿工作面利用率，加快回采速度，减少矿岩暴露时间。采场矿石全部出净后，在采矿中不留顶柱，整个采场与上阶段顶部巷道采通，将上阶段掘进废石充填至采空区中，既可起到支护空区的作用，又能减少井下提升、运输量及地面废石场容积，有效降低了矿山的生产成本。

(6)主要技术经济指标。平底结构浅孔留矿法的主要技术经济指标见表2。

表2 主要技术经济指标

3 结语

无底柱平底结构浅孔留矿法的矿块结构及回采工艺简单，生产管理方便，其采矿工艺与目前所采用的浅孔留矿法类似，矿块生产能力可保持目前的100 t/d左右的水平，满足了矿山生产的需求。与传统的浅孔留矿法相比，该方法优点有:①不设底柱，增加了对矿柱的回收，提高了开采回采率和资源的利用率;②采准工作、采期放矿、大量放矿均在平巷中进行，采用装岩机出矿实现了机械化作业，降低了工人的劳动强度，加快了出矿速度，大大提高了矿块的生产能力，缩短了回采周期，从而降低了矿石的单位成本;③脉外运输平巷出矿，安全性高且经济效益显著。