静态留矿法在某矿区薄矿脉群开采中的应用

袁诚+赵之连

摘要： 浅孔留矿法开采某矿区薄矿脉群存在围岩片帮、夹层失稳和矿石损失、贫化等问题。为此，借鉴削壁充填法放矿工艺，提出静态留矿法技术方案，并在该矿区3～7线实施工业实验。生产实践表明，静态留矿法在采场内用圆木和水泥砂浆架设溜矿井，专用于局部放矿，一方面避免了矿石流动对围岩的破坏，另一方面溜矿井和存窿矿石支撑围岩，维护了围岩的稳定性，确保采场能够顺利上采，取得了良好的经济效益。

Abstract： Surrounding rock rib spalling， dissection instability， ore loss， dilution ore drawing were problems existing in mining the thin ore vein group in a mining area through the short-hole shrinkage method. Based on this， a technical proposal based on static shrinkage method was proposed， using ore drawing technology by cutting walls and filling method for reference， meanwhile， industrial experiment was conducted on line 3 to line 7 in the mining area. Practice showed that the static shrinkage method when using logs and cement mortared to erect ore chute， which is exclusively used for local-drawing， for one thing， could avoid the damage to surrounding rock when ore drawing， for another thing， ore chute and surrounding rock supported by remained ore could maintain the stability of surrounding rock， ensure the mining successfully in stope， and gain gorgeous economic benefit.

关键词： 浅孔留矿法；静态留矿法；溜矿井；围岩稳定

Key words： short-hole shrinkage method；static shrinkage method；ore chute；tability of surrounding rock

中图分类号：TD853 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）32-0136-02

1 矿区概况

某矿区为岩浆期后高～中温气化热液充填石英脉型多金属矿床，矿种以钨、锡为主，伴生铜、铅、锌等多种金属。矿区矿化面积1.5平方公里，工业矿体24条，矿体呈脉状或脉带产出，分布于9～18线，倾角67～88°，大部分83～88°。矿区共设有330m、380m、430m、485m、535m、575m、615m、657m、700m、740m和805m共11个中段，485m（主平窿）中段以上采取平窿加溜井开拓，485m中段以下采取平窿加盲竖井加斜井开拓，380m和430m为目前生产作业中段。

2 现有开采技术存在的问题

该矿区采用浅孔留矿法进行开采，在薄矿脉群区域存在以下问题[1-3]：①矿脉不规则产出，形态复杂，在走向、倾向上均有尖灭再（側）现和波状弯曲变化，很难实现兼采，资源损失严重；②矿脉间距尴尬，采用矿脉合采的回收方式，必然造成矿石贫化，出矿品位大幅下降，采用矿脉分采的回收方式，当一个采场开采结束后，夹层和相邻采场易产生大变形和裂缝，甚至发生冒顶和片帮事故，作业安全无法保障；③矿脉厚度小，采幅为1.2 m左右，开采空间过小，局部放矿易形成“空洞”，且“空洞”不易察觉，施工人员平场、撬顶和打钻易发生安全事故；④极薄矿脉开采时，为保证1.2 m的作业空间，矿体和围岩一起崩落，且无法分离，矿石贫化率高；⑤局部矿段存在断层破碎带和软弱板岩夹层，在开采过程中矿脉和围岩易垮塌，且垮塌的大块在留矿堆中会造成“悬拱”或“立槽”现象，影响最终放矿，严重时甚至堵死漏斗，造成采场无法继续上采。

3 静态留矿法开采技术方案

为解决浅孔留矿法开采薄矿脉群存在的诸多问题，提出静态留矿法开采技术方案，现以该矿区430中段3～7线矿体（图1）为例，进行详述。

3.1 开采技术条件分析

鉴于矿脉不规则产出，形态复杂，矿区追踪矿脉，布置了沿脉巷道（规格：2.2m×2.3m），一方面揭示矿脉，起探矿作用，为矿块设计提供依据，另一方面可为后期开采底部结构的布置提供基础。由图1勘探线和相关巷道揭示矿脉情况可知，3～7线有3条主矿脉近乎平行产出，向南倾斜，相邻矿脉最小间距仅为3m左右，且矿脉在5线附近有部分交错，在矿脉的东西两端均遇断层，矿脉发生错动，此外，矿脉节理、裂隙发育，严重地破坏了岩体的完整性，削弱了岩体强度。在这种开采技术条件下，若继续沿用浅孔留矿法开采，采场和夹层易垮塌和失稳，产生局部地压活动，造成矿石贫化和损失，从而影响矿产资源的有效回收和生产安全。

3.2 静态留矿法

静态留矿法（图2）是浅孔留矿法和削壁充填法的结合[3-5]，简单而言，静态留矿法与浅孔留矿法的工艺基本一致，只是为了维护上下盘围岩的稳定性，借助削壁充填法的放矿工艺，在矿房内每隔一定距离设置溜矿井，专门用于局部放矿，以减少局部放矿过程矿石对上下盘围岩的挤压、摩擦和冲击，而大部分矿石存窿不动，起干式充填作用，维护上下盘围岩的稳定性。endprint

3.2.1 工艺流程

结构参数：矿房沿矿脉走向布置，长为两条穿脉巷道之间的距离，考虑到3线位置存在F12大断层，将靠近F12大断层大概10m的矿脉作为保安矿柱，不予以回收。因此，3～5线矿房长67m，5～7线矿房长80m，宽为矿脉全厚，高50m，顶柱5m，间柱宽4m，底部人工假底漏斗。

采切工程：充分利用现有的沿脉巷道，每隔5m上倔1.5m（长）×1.5m（宽）×4.5m（高）的切割槽，而后人工浇筑钢筋水泥砂浆漏斗；在采场东西两端随工作面上升架设超前于工作面1.5m左右的2.0×1.5m2顺路天井，便于上下行人和通风；每间隔两个漏斗用水泥砂浆、圆木和木板在漏斗口处搭设一个2.2×1.5m2的溜矿井，用于局部放矿。

回采：矿房采用YSP-45型钻机自下而上进行分层回采，分层高度为1.5～2.0m，？覫35mm的乳化炸药药卷装药，非电起爆系统，导爆管、导爆索复式起爆；爆破后，约三分之一的矿石以溜矿井为通道放出，剩余三分之二的矿石留存采场，支撑上下盘围岩，平场后作为下一分层的回采工作平台；如此循环，待矿房回采完毕后，用炸药将溜矿井炸毁，再进行大量放矿。

3.2.2 开采规划

综合考虑3～7线的开采技术条件，作出以下开采规划：①3线和7线均遇断层破碎带，5线岩性相对较好，因此，5线架设的顺路天井作为人员上下的主要通道，3线和7线架设的顺路天井则主要用于通风；②回采时，靠近3线和7线的梯段工作面超前5线所在的梯段工作面，以防回采过程出现垮塌，方便平场和松石处理；③为保证夹层的稳定性和回采安全，3条矿脉协同开采，原则上保证工作面处于同一水平或由北至南超前一个分层；④加强放矿管理工作，3条矿脉协同放矿，防止个别存窿矿石下降过快，造成夹层失去矿石支撑而产生垮塌。

4 静态留矿法实验效果与评价

3～7线采用静态留矿法进行开采，共布置了6个采场，6个采场协同回采和放矿。经现场试验和生产实践验证，静态留矿法在采场内用圆木和水泥砂浆架设溜矿井，专用于局部放矿，一方面避免了矿石流动对围岩的破坏，另一方面溜矿井和存窿矿石支撑围岩，确保了围岩的稳定性，6个采场最终均实现了完全上采。此外，矿石损失率为10%，贫化率为42.6%，与采用普通浅孔留矿法开采的类似矿块相比，分别下降8%和15.7%。需要指出的是静态留矿法须架设溜矿井，辅助作业时间所占比重大，局部放矿靠工人运搬，与浅孔留矿法相比，矿房生产能力和工人效率均有所下降，总体而言，静态留矿法用于该矿区薄矿脉群开采，技术可行，实验效果優良。

5 结论

①静态留矿法借鉴削壁充填法放矿工艺，在采场中架设溜矿井，专用于局部放矿，可减少矿石反复流动对围岩的挤压、摩擦和冲击，另一方面，大部分矿石保持静止状态，起干式充填作用，维护了围岩的稳定性。

②采场采用圆木和水泥砂浆架设溜矿井，相当于每个一定距离制作了人工间柱，既对围岩作了支护，又减小了采场跨度。

③静态留矿法可有效改变围岩受力状态、避免围岩片帮，解决了薄矿脉群的安全开采问题，损失率和贫化率等经济指标优良，经济效益显著。

参考文献：

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[3]曾凡珍，吕明伟，张树标，等.静态留矿法在漂塘矿区的应用研究[J].矿业工程，2017，15（1）：16-17.

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