三山岛金矿中深部采矿方法研究

黄维　鲁开金　于常先

[摘要]本文通过对现有金矿浅部开采常用的方法分析，并结合开展的一些采矿方法综合试验研究，对中深部金矿开采面临的问题，经过深入的探索、研究，提出解决的办法和途径。本次探讨主要以三山岛金矿为依据进行分析。

[关键词]黄金金矿 中深部采矿 采矿方法

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-161-1

1引言

三山岛金矿位于美丽的莱州湾畔，是渤海湾畔的一颗明珠。现有金矿的开采一直采用的采矿方法为浅孔留矿法，在开采过程中也试验过干式充填采矿法、小分段中深孔空场采矿法和中深孔一次崩落回收矿柱的采矿法，效果均不理想，采空区基本上没有处理，造成采矿及出矿过程贫化率和损失率增大，空区塌陷严重，已有几处塌陷联通地表，下部中段已有部分地段出现地压显现现象。

2采矿方法的试验

近年来，通过对矿床进行采矿方法的试验，取得了较好的效果，也积累了不少的经验和技术参数，开展的试验项目有矿段回采的规划设计、干式充填采矿法、人工假底浅孔留矿法、人工矿柱空场回采嗣后素混凝土充填置换等采矿方法的试验，并总结经验，找出规律，测试相关的應力参数等。通过对矿段回采的合理规划，采用类框架式构筑对采矿、采空区及地压的管理和控制，不但有效地降低了贫化率损失率，而且对空区进行预处理，控制了地压，为下部中段的回采提供更好的条件。通过试验，也找出了存在的不足，如人工假底的构筑参数、设计强度，有些假底因抗冲击强度不够，部分塌落等；干式充填采矿方法设计规划过大、周期长、效率低，月平均采矿能力低下，不利于总体规划的生产和管理；矿柱素混凝土置换成本过高、强度偏低、养护周期长等。

3中深部开采条件的变化

十多年来的开采一直都是在浅部开采，两矿床地面的标高为300m左右，根据本矿勘探队对深部开展的一些勘探工程及与相关的高等院校、科研院所合作的勘查项目资料显示，中深部资源蕴藏量很有前景。因此，两矿区的中深部开拓、采矿工作也随着深部勘探的工作而开展。目前，矿床中深部开拓工程已完成了初步设计阶段工作，开拓深度初步定为-230至-630m，这样总的深度为900m以上。按常规划分： 700m以上的矿井为深部开采， 1000m以上为超深部开采，三山岛金矿以后的采矿深度都是在400-800m之间的范围内，因此称之为中深部采矿。中深部岩体的状态与地表大不相同，地表附近岩体的一般破坏形式为脆性断裂，而中深部的是粘塑性破坏。也就是地表附近岩体是由于丧失凝聚力而破坏，破坏形式是裂隙的扩张，是突发性的，而中深部岩体的破坏则是某种程度的流动变形，岩体的初始应力也不相同，浅部岩体的垂直应力与水平应力一般很明显，而深部则不显著。中深部矿体比上部矿体的赋存状态更加复杂，矿体较不连续，透镜体状产出更加明显，普遍存在分支复合，膨大狭缩，尖灭再现现象。由于上部采空区没有及时处理或没有处理，采空区的容积不断增大，使地应力不断积累到下部中段，目前高村矿床西部-90m中段的平巷和采场已开始出现地压显现现象，并随着开采深度的不断增加，地压条件恶化，破碎岩体增多，地应力增大，涌水量加大，地温升高，造成了提升能力、作业面条件恶化，通风降温和生产成本增大等一系列问题，抑制了生产能力和矿产资源的充分回收。因此，应结合矿山的实际情况，总结十多年来上部开采的经验教训，不断探索、研究，以更好地解决中深部的开采问题。

4中深部采矿方法综合研究

经过对上部矿体采矿方法的探索研究，特别是从2000年以来开展的采矿方法试验研究工作，取得了较好的效果，也积累了不少的经验、资料和参数，结合生产管理和中深部矿床的采矿实际，对中深部采矿方法及工艺等进行深化的研究探讨。

4.1浅孔留矿法

浅孔留矿法的主要优点就是采矿效率高，平均矿房采矿能力为2500t/m-3000t/m，可以有效地保证矿山的产量效益，但是此方法采矿结束后形成的采空区如不及时处理，将造成严重后果。为保证矿山的正常生产能力，还是应以浅孔留矿法为主，但比重应下降。

4.2浅孔留矿法加采空区嗣后充填采矿法）浅孔

留矿法的变形方案：

该方法的主要特点是底柱采用施工人工假底先置换回收，两边矿柱在上采过程中根据品位变化情况，品位较低的留成永久矿岩柱，品位较高的先采矿柱，再砌隔墙，使矿房回采结束后，底柱与间柱一起回收，顶柱根据矿块设计也可以一起回采，然后加强出矿，在最短时间内出空，再进行废碴充填，充填高度应超过1/3以上，废碴充填时最好是充满接顶，此方法既保留浅孔留矿法的优点，同时又回收了矿柱，充填了空区。达到了采矿、空区处理、地压控制的目的，也解决了废石不出窿，降低提升费用的目的，中深部采矿方法应以此方法为主，因此，应大力推广使用。

4.3干式充填采矿法

该方法一直有少量的使用，且不是很理想，主要原因是：采矿能力低，平均月采矿能力低于1000，t工艺复杂，难于控制管理，尤其是充填完毕在充填体上覆盖一层10-20cm厚的砂浆浇面层以隔离矿石与充填体，但在出矿过程中经常受破坏，回采周期长，平均超过2-3a，制约了相邻矿块及上下中段矿块的回采。如大量推广使用，保证不了矿区的供矿能力。其优点是，矿块回采一次完成，空区处理彻底，贫化损失率低，并对相邻矿块的回采创造有利条件。可以应用在连续性好、品位高的矿段中间部位、分支复合多、支矿脉的回采以及应力集中或需隔离阻止地应力流变转移的破碎或极破碎的矿脉矿段回采。其参数通过多年的试验研究，应进一步改进，如砂浆浇面隔离层改为混凝土隔离层，提高强度，改进砌墙强度，形成两边出矿顺路溜井；尽可能缩小矿块长度，根据矿体的变化情况，一般矿块长度应在15m左右，既能提高工效，又能加快作业循环，减少回采周期，提高工效，也能有效地支撑空区，为相邻矿块的回采创造有利条件。

5结语

三山岛金矿采矿方法在进入中深部中段生产以后，应开展更深入的研究试验工作，结合矿山多年的生产经验和矿体的赋存变化规律，中深部地压的变化状况等，综合研究，不断总结，探索出一套适合三山岛金矿中深部开采的新方法、新工艺、新思路，才能保证矿山的持续、快速、健康发展。

参考文献

[1]解世俊.金属矿床地下开采.北京：冶金工业出版社， 1992.

[2]高 磊.矿山岩石力学.北京：机械工业出版社， 1987.