低品位复杂铅锌矿高效开采采矿方法研究

2015-06-05陈焰苗

采矿技术 2015年6期

关键词：采矿方法凿岩采场

陈焰苗

(紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭县 364200)

低品位复杂铅锌矿高效开采采矿方法研究

陈焰苗

(紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭县 364200)

三贵口铅锌矿南矿段属于缓倾斜至急倾斜中厚低品位复杂矿床，设计生产能力前期为5000 t/d，达产后达到10000 t/d。因为矿体变化大，严重制约了采矿方法的选择及生产能力的提高。为了实现矿山安全高效开采的要求，经过研究，采用了分段出矿中深孔连续回采采矿方法。该方法回采工艺简单、生产能力大，满足了矿山安全高效开采的要求。

复杂矿床；分段出矿中深孔连续回采采矿法；回采工艺

0 引言

三贵口南矿段铅锌矿由乌拉特后旗紫金矿业有限公司开发建设，铅锌工业矿体资源量为8766.72 万t，Pb平均品位0.53%，Zn平均品位2.34%，Pb金属量46.16万t，Zn金属量205.06万t，另外还伴生有硫、银元素。

矿区内矿体呈南西——北东展布，南西起40线，北东至88线，走向长1400m，南北宽约1300m，埋藏标高475～880m，最深处位于地表以下665m，最浅处距地表360m。矿床采用主副井＋斜坡道联合开拓。矿床主要开采对象为9－zn、10－1－zn、10－2 －zn、11－3－zn、3－2－zn和2－zn等矿体，根据矿床开采技术条件，通过对矿山生产能力进行论证，矿山建设采用分期达产，前期规模5000 t/d，后期规模10000 t/d。

矿区内矿石资源量大，品位低，矿体数量多，形态复杂，且矿体大部分为缓倾斜——倾斜中厚矿体，多呈叠加产出，开采时各矿体之间相互影响制约，采切工程多，矿石贫化损失很难控制，属于极难采类型的矿体，采矿方法选择既复杂又重要，采矿方法直接决定矿山能否达到设计规模，也决定着矿山的整体经济效益[1-2]。因此必须找到一种既适合矿山开采技术条件，又能满足矿山生产规模的一种高强度采矿方法，最终实现矿山达产稳产，为实现矿山开采综合经济效益最大化创造条件。

1 开采技术条件

矿山先开采9－zn矿体，为本区最大的锌矿体，Zn平均品位2.30%，Pb平均品位0.54%，TS7.76%。矿体随地层缓褶曲，在40～88线延续分布，走向长1020m，倾向延深1190(56线)～1250m(64线)，矿体厚度2～28m，倾角10°～90°。

2 分段出矿中深孔连续回采方案

根据三贵口南矿段开采技术条件对采矿方法的要求，以及矿山已确定的用崩落法开采的框架路线，对于缓倾斜、倾斜、急倾斜中厚矿体，在技术上初步可行的采矿方法有:分段出矿中深孔连续回采采矿法、中深孔切顶房柱法[3]、高分段爆力运矿空场法[4-6]、底盘漏斗连续回采分段矿房法[7-8]，通过技术经济比较，根据该矿矿体赋存的特殊性，选择分段出矿中深孔连续回采采矿法作为该矿缓倾斜、倾斜、急倾斜中厚矿体的开采方法。

2.1 采场结构参数

一般情况下，盘区走向长为240m以内，邻近的多层或单层矿体可组成一个开采盘区，盘区内每层矿体沿走向划分成矿块，矿块沿矿体走向布置，每个盘区可布置3个矿块。矿块中段高50m，长80m，宽为矿体厚度。矿块内分第一步骤回采矿房，矿房参数大约为高42.5m左右，长68m，宽为矿体厚度，中段内各矿房之间留12m矿柱用于布置采准工程，各中段之间留水平宽度为10m的矿柱用于隔离上下两个中段回采矿房。中段内设分段，分段高度依据凿岩爆破要求而定，一般为13～15m。

2.2 采切工程

考虑施工方便和工程相互利用，各分段之间斜坡道采用直线贯通，采用各分段穿脉巷道做转向巷道；在各采场之间的宽矿柱内垂直于该矿柱布置分段出矿兼探矿穿脉，该穿脉贯穿盘区各层矿体。在分段穿脉巷道外侧距离穿脉3～3.5m处布置溜井，溜井规格Φ2.5m，溜井和分段之间采用小分支溜井贯通。采场采用堑沟底部结构，离矿体下盘边界12～18m的范围内，布置下盘沿脉运输巷道，从沿脉运输巷道内每隔10～14m向矿体布置装矿进路。于各分段沿脉布置水平凿岩巷道，需根据矿体的厚度增加凿岩巷道；采场中间垂直矿体走向布置切割巷道，在切割巷道内靠近一侧布置垂直切割天井贯通上下分段。

2.3 回采工艺

图1 中深孔连续回采采矿法

(1)采场凿岩爆破。采用扇形中深孔凿岩爆破，凿岩设备为YGZ－90机，钻头直径为60～76mm，炮孔深10～18m。为提高分段的高度，减少采准工程，靠上盘采用带5°倾角的炮孔。炮孔排距1. 3～1.8m，孔底距1.3～2.8m。炸药单耗0.33～0.38 kg/t。采用导爆管雷管起爆。每次爆破2～3排，可多分段同时爆破。

(2)采场通风。采场掘进通风相对困难，需用风筒和辅助风机进行通风。待采场切割天井拉通，开始爆破后，采场通风相对变得容易。新鲜风流从采场下部和下盘联络道、穿脉进入采场作业面，污风从上中段回风巷排出。

(3)采场出矿。采场底部采用4m3柴油铲运机出矿，采用进路装矿，铲装的矿石运入附近溜井或直接装入汽车，由汽车运至中央溜井，下放至537m的破碎站。各分段采用2m3的柴油铲运机出矿，铲运机直接在作业面铲装，铲装的矿石运入附近溜井中，由溜井放入中段漏斗，再由漏斗装入汽车。本方法回采时作业点多，出矿点多，生产能力主要取决于生产组织管理，一般情况下可保证300～500 t/d的出矿能力。

2.4 空区处理

独立的小采空区(采空区5万m3以内)或者矿体厚度不大的独立矿块，一般情况下，采空区不需专门处理，采完后封闭，待其自然崩落围岩充填空区即可。大范围的采空区可根据具体情况设计处理方法，处理方法以崩落采空区顶板围岩为主[9-11]。也可采用加入适当水泥(50～80 kg/m3)的尾砂充填，加入水泥的目的是为了防止尾砂在井下流动，造成重大安全事故。

2.5 主要技术经济指标

根据设计的采场结构参数、凿岩爆破参数及设备，计算的经济指标为:采场生产能力300～500 t/d，贫化率≤16%，损失率≤18%，采切比为43.2m3/kt。

3 生产中存在的主要问题及建议

矿山于2014年9月投产，生产能力达到前期设计的5000 t/d的要求，随着采矿方法在矿山的全面推广，生产中也出现了不少问题。

(1)采切比大。因为设计的采矿方法主要在中厚矿体中使用，但是随着生产的深入，揭露的矿体与原地质资料有较大的出入，矿体的厚度大大减少，这是造成采切比过大的主要原因。

(2)贫化率大。9－Zn矿体下盘所揭露的矿岩接触带比较破碎，爆破后，大量的围岩因为爆破的影响发生垮冒进入矿石中，造成矿石的贫化率增大。

针对上述问题，经过调研及分析，建议一方面加大探矿的力度及密度，准确掌握矿体的产状，根据产状选择合适的采矿方法(比如急倾斜薄矿体可采用浅孔留矿法)；另一方面优化凿岩爆破参数，矿岩破碎地段采用控制爆破技术，降低爆破对围岩的扰动，保持围岩稳固，可将采矿贫化率控制在设计的范围内。

4 结论

三贵口铅锌矿属于低品位复杂难采矿床，选择合适的采矿方法是保证矿山安全高效开采的前提。分段出矿中深孔连续回采采矿法具有适用性强、能实现探采结合、生产能力大、采矿成本低、回采作业安全、出矿可调节性强及便于生产管理等优点。一年多的生产实践证明，分段出矿中深孔连续回采采矿法对矿山开采技术条件有很好的适用性。通过前期的生产试验，总结经验，优化方案，可为今后矿山生产能力的进一步提高提供保证。

[1]《采矿设计手册》编集委员会.采矿设计手册(矿床开采卷下)[M].北京:中国建筑工业出版社，1987.

[2]徐卫东，白焱.缓倾斜厚大难采金矿体采矿方法试验研究[J].有色金属(矿山部分)，2004，56(5):2-4.

[3]石求志，李春，兰晓平.预切顶中深孔房柱法在香炉山钨矿的应用[J].中国钨业，2011，26(3):6-9.

[4]余斌.爆力运矿采矿方法研究与发展[J].山东冶金，1999，21(4):34-36.

[5]许荣勇.爆力运搬采矿技术在倾斜中厚矿体中的运用[J].矿业工程，2005，3(3):34-36.

[6]李学锋，段希祥.爆力运矿采矿法的改进与完善[J].湖南有色金属，2003，19(4):6-8.

[7]李贵明.底盘漏斗空场法对羊拉铜矿里农矿段氧硫矿石进行分采分供的研究[J].云南冶金，2010，39(3):3-5.

[8]王发清，刘志国.缓倾斜中厚矿体采矿方法优化选择[J].采矿技术，2009，9(5):4-5.〛

[9]范庆霞，祝廷然，那建新.白石嶂钼矿首采及采空区处理技术的探衬[J].金属矿山，2011(增):59-62.

[10]邹凯，陈希有，袁桥.紫金山矿地下转露采生产中的采空区处理技术[J].金属矿山，2010(增):156-159.

[11]赵刚，王焕义，张银平，等.寿王坟铜矿采空区管理与监测[J].有色金属，1998，50(4):1-3.

2015-08-20)