缓倾斜多层矿体空场法连续回采工艺的研究

2015-10-31王志刚

中国科技纵横 2015年14期

关键词：空场贫化矿房

王志刚

（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南昆明 650000）

缓倾斜多层矿体空场法连续回采工艺的研究

王志刚

（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南昆明 650000）

本文主要针对目前XX铜矿由于受多层矿体回采顺序和充填制约，一期采用两步骤回采即跳采。在回采过程中出现大块产出率高，爆破频繁，盘区生产能力低，盘区回采周期长，层状顶板垮落严重，活动贫化增大，盘区壁柱损失过大，作业战线长，占用设备较多且分散难以管理，块段工程难以综合利用等问题。，根据几年来的生产实践情况进行总结分析，提出通过对盘区进四强组织开采，并运用连续回采工艺对降低贫化减少大块产出缩短盘区回采周期进行研究。

缓倾斜多层矿体空场法连续回采

1　一期工程回采工艺现状分析

XX矿一期工程设计生产能力为2400吨/日，经过11年的基建于1997年7月建成投产，为了提高投产初期开采盘区的经济效益，以增效还贷，从投产基建盘区开始，由550水平开刀上行式进行回采，先采富矿，同中段先采I3矿体后采I2矿体，盘区与盘区之间实行跳采，即两步骤回采，首先对同一水平两侧的盘区采充结束后，再对中间的盘区进行回采。

盘区一般采用沿倾向布置（当倾角＞25°时采用沿走向布置），每隔50米布置一个盘区，采矿方法以有底部结构漏斗受矿空场采矿嗣后充填法为主（以下简称底漏法）占85%，而对边角或薄小矿体采用浅眼留矿房柱采矿法和全面留矿法占15%。充填材料为选厂尾砂和井下废石。底漏法的盘区布置形式有沿走向布置和沿倾向布置两种。

2　四强开采，提高效率

自投产以来虽然对回采工艺中的环节经多途径优化改进，仍不够理想，2001年就针对XX矿回采工艺、落矿方式、充填特点结合“四强”开采的原则，以提高劳动生产力，降低损失贫化，减少大块产出，缩短盘区回采周期等方面为突破口，对XX矿连续回采工艺进行试验和研究。

连续回采即一三采矿。盘区与盘区之间实行连续回采，同盘区先采一，滞后回采三（每个盘区布置四条耙巷，一和三之间留3米壁柱）。根据强采强充和一三施工时间差的原则，先采充一，再回采三。一的采空区废石充填占35%以上，充填接顶率达96%以上。壁柱采用光面爆破，确保其完好性。如一三回采工艺成熟后，可实行二三或一二三回采。

表2

3　“试验”盘区布置结构参数及其特点（55024--A多排同段矿房一次落矿工艺和55044—I盘区空场控制出矿微差爆破工艺）

3.1550中段24—A盘区

（1）该盘区主要含矿岩性为深灰色中厚层状磁铁黑云变钠质凝灰岩，局部夹薄层石榴黑云母片岩，主要矿物为磁铁矿、黄铜矿，还有少量黄铁矿，斑铜矿，黄铜矿呈条带状，细脉状，团块状，斑状产出。矿体走向N50°—60°W，倾角SW5°—20°，向E侧伏，矿体平均厚度10米，矿体与围岩产状一致，矿体顶底板与围岩渐变过渡，界线不明显。

（2）运用“四强”组织原则强化开采缩短盘区生产周期。通过前面对盘区生产周期及其存在的问题分析，在该盘区的组织实施过程中，以开展劳动竞赛为契机，认真贯彻强化开采的方针，坚持以质量为前提，速度为中心，掘进为基础的原则，对盘区强化组织，重点管理，严格考核，为盘区的生产奠定下坚实的基础。最终实现了单条耙巷掘进量392.58米/1644.15m3的掘进周期四个月；中孔5250.2米的施工周期一个月；落矿周期为0.8个月，盘区总周期8.8个月；达到了提高供矿强度（单条耙巷143t/日），有效控制了顶板垮落，降低了贫化（贫化率为3.1%），降低了二次单耗（二次单耗为0.13kg/t）的试验目的。

（3）采用多排同段矿房一次落矿。在盘区实施过程中，为了达到3.2550中段44—I盘区

减少大块产出，降低贫化，采用了多排同段大药量爆破，由以往的每段爆破2—3排增至4—5排，双侧达到7—8排，从而提高同段管的炸药量，充分利用爆能，控制矿石块度，最终达到提高供矿效率的目的。在本盘区中通过制造两个切割槽，提高拉槽空间和质量，同时进行强化组织，增大同段管爆破药量，最终在指向比21.9%，补偿比49. 5%的情况下进行了矿房一次落矿，并达到了提高供矿能力，降低贫化一次落矿的最终目的。

（1）空场法控制出矿手段。目前我矿采用的补偿空间系数除切割及矿房第一次爆破外，均大于50%，矿房第二次第三次爆破，甚至超过100%，不仅采场爆破循环周期长，且爆破效果不理想，从已落矿的盘区看，矿房第一次爆破后的每次大爆破装药都可以看到采场空区内，部份4-5m3或更大的大块，且大块无中孔眼痕，主要为空区爆露面积大，前后爆破周期循环时间长，加之二次破碎和邻近盘区的爆破影响，顶板垮落严重。其二，从矿房第二次爆破后，供矿能力较低，二次破碎单耗高，贫化增加，供矿品位下降，其三，由于补偿系数的不断加大，炸药爆炸，产生的爆轰能量很快释放于空气中，导致炸药爆炸能量转换利用率不高，也是大块产出率高的因素之一。

（2）采用微差挤压爆破。由于采空区内预留了松散矿石堆，控制了爆破挤压空间，炸药爆炸时的能量转换利用率得到了提高，从我矿投产以来，也落矿的盘区看，切割槽和矿房第一次爆破后，供矿效率普遍较高，矿块均匀且较理想，其爆破指向为18-25%之间补偿22-30%内充分说明大空区，大指向补偿系数是导致生产能力低的主要因素之一。根据炸药爆炸后产生的爆轰力波的传播原理，当第Ⅰ段管炸药爆炸所产生的应力波传播到松散矿堆时，一部份入射波能量转变成反射波和透射波，由于介质为松散矿堆，波阻较空气大，故此，透射波增强，反射波减弱，崩落的矿后不能即时破碎成分散的碎块，爆炸的气体产物将充分侵入爆堆裂隙中，推动崩落矿块撞击挤压碴堆，在新的崩落面处形成一个槽缝，第Ⅱ段管炸药爆炸在槽缝和人为控制的适当空间处充分反射应力波。崩落体将以很高的速度撞击，挤压前段管崩落的爆堆，形成辅助破碎作用。

该试验盘区实施的主要技术经济指标与其它盘区对比见表1:

从表2可以看出，通过矿房一次落矿，盘区生产周期同等相比，已大大缩短，贫化率及二次单耗均得到很大幅度的降低。