关于快速回采小矿体资源平衡采区生产矿量的探讨

鲍 敏，吴至超

(大冶有色金属有限责任公司丰山铜矿， 湖北 黄石市 435232)

关于快速回采小矿体资源平衡采区生产矿量的探讨

鲍 敏，吴至超

(大冶有色金属有限责任公司丰山铜矿， 湖北 黄石市 435232)

结合丰山铜矿南缘采区的生产现状，选用适当的采矿方法，利用现有巷道快速布置采切工程，回采小矿体资源，弥补了南缘采区短期内备采矿量的不足，确保采区生产矿量的动态平衡，保证了矿山的持续、稳定生产。

生产矿量；保有期限；小矿体；快速回采

保证生产矿量的平衡是地下矿山持续稳定生产的基本条件。随着地下矿山采矿活动的深入开展，生产矿量中各级矿量不断的递进变化，但由于受矿山生产能力、开采强度、矿床勘探程度、矿体形态和矿体赋存条件、开采技术条件等各种因素影响，经常会出现生产矿量中某级矿量偏离计划要求，导致一段时间内矿山生产出现被动局面[1-2]。

有色金属大中型地下矿山生产矿量保有期限按国家规定是开拓矿量3～5 a，采准矿量1～1.5 a，备采矿量6～10月，矿山企业在生产过程中确保各级储量符合国家保有期限的规定，以维持生产矿量的平衡。大冶有色丰山铜矿南缘采区在生产过程中计算开拓矿量保有期限约为4.3 a，采准矿量保有期限为1.5 a，而备采矿量保有期限不足4个月。备采矿量的不足导致生产矿量失衡，制约了矿山生产。本文结合大冶有色丰山铜矿南缘采区的生产实际，通过分析小矿体的开采条件，选用适当的采矿方法，利用现有井巷工程快速布置采切工程，回采小矿体资源，弥补了短期内备采矿量的不足，保证了矿山的正常生产。

1 矿山资源概况

丰山铜矿矿床围绕着花岗闪长斑岩体呈环带状分布，矿体主要分布于岩体南缘、北缘与大冶组灰岩接触带中，因而分为南缘矿带和北缘矿带。南缘矿带呈北西西向延伸，由大小不等的数以百计的铜钼矿体组成，矿体主要赋存于9～18线间，倾向南西，倾角60°以上。

南缘采区现主要在-200 m、-260 m中段对较厚大的1#矿体及6#矿体采用上向分段碎石胶结充填法进行回采，局部采用无底柱崩落法。中段高度60 m，分段高度为12 m，采场沿走向布置，长约50 m，宽为矿体厚度。整个矿体不留矿柱连续回采，分段作业采场在中段内呈梯状布置，采场进路间距7.6 m，采矿步距一般为7～9 m。按生产要求，开拓矿量为108万t，保有期限3 a；采准矿量为36万t，保有期限1 a；备采矿量为18万t，保有期限6个月。

目前，南缘采区-380 m中段开拓工程正在进行，在-320 m中段以上保有地质矿量仅有137万t，服务年限仅为3年多。其中-200 m中段绝大部分矿石已回采完毕，仅在-200 m分段(最后一个分段)12线至14线采场剩余可采矿量8.6万t，-260 m中段也只在-212 m分段(第一个分段)15线至-15线矿段剩余可采矿量2.7万t。而在-200 m中段、-260 m中段-15线以西的1#矿体分支形态复杂，采切工程量较大，同时随着南缘采区的开采深度增加，1#矿体逐渐向下尖灭，在-260 m以下矿体连续性也变得越来越差，分枝复合现象明显，其余小矿体逐渐显现，这种现状导致-320 m中段及其各分段采切工程量的增加，各中段的可采矿量一时难以形成。经计算，南缘采区备采矿量只有11.3万t，按生产要求，保有期限不足4个月。南缘采区在生产中出现生产矿量不平衡的主要原因是南缘采区-320 m中段以上保有地质矿量少且在生产中段矿体形态复杂变化大，采切工程量大，以至于现保有备采矿量满足不了生产需求。鉴于这种情况，除了正常加快掘进速度、降低采切比外，还需要另外采取相应措施弥补备采矿量短期内的不足，确保采区生产矿量平衡。

2 回采小矿体资源平衡采区生产矿量

2.1 小矿体资源回采综合分析

丰山铜矿南缘采区随着保有资源储量的减少逐步加大了生产探矿力度。近几年，越来越多的小矿体通过水平钻探及坑探等生产探矿手段被揭露出来。目前，南缘采区生产探矿探明小矿体保有储量约25.1万t，主要分布在-200 m、-260 m中段主矿体的下盘及东西两端。小矿体与主矿体一般相距不远，通常利用水平钻所探得的小矿体离最近的分段采准巷道不超过80 m，利用坑探所探得的小矿体离分段下盘沿脉不超过50 m，对采掘所需的风、水、电的利用以及出矿都非常有利，同时可就近利用机械化无轨采矿设备提高凿岩、采矿出矿效率，还可充分利用现有巷道等布置采切工程，减少小矿体的采切工程量。

这些有利条件使小矿体资源在2～3个月内就可形成21万t左右的可采矿量，增加备采矿量保有期限7个月左右，与此同时-200 m、-260 m中段现有备采矿量随生产逐步消耗，待小矿体的采切工程完成形成可采矿量时，备采矿量保有期限将会增加到8～9月左右。-200 m中段西部采准工程工程量不大，3个月内也将完成，保证了采准矿量的衔接，随着-380 m开拓工程的施工，开拓矿量也始终满足生产需要。通过选用适当的采矿方法，利用现有井巷工程，快速布置这些小矿体的采切工程，回采小矿体资源，弥补短期内备采矿量的不足，将使南缘采区生产矿量在生产过程中达到较好的动态平衡。

2.2 回采小矿体资源实例

南缘采区-212 m分段T3矿体，位于主矿体东端-9线附近，受-212 m分段探矿巷道及-224 m分段东部探矿沿脉所控，矿体走向SE,走向长度45 m,，倾向SW，倾角约70°；矿体厚度7～12 m，沿倾向向上延伸至-204 m尖灭，向下至-224 m分段东部探矿沿脉顶板。矿体为透辉石矽卡岩，稳固性较好。围岩为大理岩，节理裂隙发育程度较低，稳固性中等。矿体地质储量为2.8万t，铜平均品位为1.2%。

2.2.1 回采方法的选择

T3矿体厚度不大，倾角较陡，矿体、围岩稳固性好，地质储量小,品位较高，针对这类矿体丰山铜矿通常采用浅孔留矿法采矿。但其采切工程量大，人工撬顶平场工作量大，劳动生产率较低，不能达到快速增加备采矿量的要求。而采用无底柱分段空场法采矿采切工程量小，回采机械化程度高，但该矿体在-212 m分段上部延伸不高、矿体边界变化较大，将会造成回采损失大，贫化高的困境。因此根据矿体地质条件，结合生产现状，决定采用无底柱留矿法和无底柱空场法联合开采，即T3矿体在-212 m分段以上约8 m高部分，采用无底柱留矿法回采；-212 m分段～-224 m分段采用端部出矿，空场放矿的无底柱空场法回采[3]。

2.2.2 采切工程布置

-212 m分段坑探巷道沿矿体走向布置在脉内，巷道在生产探矿期间已经形成。在坑探巷道两侧垂直矿体走向交错布置切割进路至矿体上、下盘边界。切割进路间距8～10 m，断面(宽×高)3 m×3 m。在切割进路前端矿体上、下盘边界处，对切割两帮进路采用YSP-45型凿岩机侧向打平行浅孔，进行后退式扩帮，逐渐形成矿房，矿房宽5～7 m，矿房间视矿体稳固情况适当留矿柱，矿柱(长×宽)3 m×3 m。矿房与坑探巷道形成完整的拉底层，作为回采落矿的补偿空间。

-224 m分段东部探矿沿脉沿矿体走向布置在矿体底部，与对应-212 m分段坑探沿脉上下对应。沿脉前端预留切割天井位置，待上分段回采结束后，再上掘切割天井,两侧先布置扇形辅助炮孔。在沿脉上采用YGZ—90钻机打上向垂直扇形炮孔，孔径Φ65 mm，排距1.5 m，前后排中深孔平行交错布置，采幅视上分段底板矿体厚度情况调整。

2.2.3 回采及空区处理

在-212 m分段拉底层，坑探巷道、矿房由前至后，自下而上采用YSP-45型凿岩机打上向浅孔崩矿回采，每次回采高度为2.0～2.5 m。回采工作面呈台阶状布置，台阶长度不超过8 m。采用WDJ—1.5电动铲运机出矿至分段溜井，每次运出30%左右的崩下矿石，保证下步1.8～2 m的回采空间高度，其余矿石暂留在采场，作为下次崩矿的工作底板，同时用以临时支撑围岩。上向回采至矿体顶板后回采结束，对采场顶板进行支护处理，为下分段遥控铲运机出矿创造有利条件。矿柱在下分段中深孔爆破时垮塌，随留在采场内的大量矿石在下分段一起回收。-212 m分段回采结束后，-224 m分段在沿脉前端上掘切割天井,断面1.5 m×2 m(长×宽),以切割天井以及上分段疏松矿石堆积空场为自由面，爆破切割天井两侧扇形辅助炮孔及后一排炮孔，形成切割槽，之后用毫秒非电导爆管多排微差挤压爆破后面的炮孔进行正常回采。随回采的后退,上分段矿石及垮塌矿柱落入采场，与本分段矿石一起采用LH203遥控铲运机经探矿沿脉运至分段溜井。(见图1)。

各采场污风由局扇抽至本分段下盘沿脉回风井。回采结束后利用附近采掘废石在-212 m分段充填采空区，并及时封闭。

图1 小矿体回采

2.2.4 主要技术指标

地质矿量为28126 t，Cu平均品位为1.2%，Cu金属量为337.5 t；采矿损失率为10%，矿石贫化率为8%，采出矿量为27515 t，Cu平均品位为1.1% ，Cu金属量为303.8 t；采切比为4.3 m/kt。

2.3 开采效果

T3矿体的开采实践表明，对小矿体选用合适的采矿方法，投入较少的采切工程，就可以快速形成备采矿量，从而短期内弥补备采矿量不足。丰山铜矿南缘采区小矿体众多，回采这些小矿体遵循了大小矿体兼采的原则，充分回收了矿产资源，也能使矿山保持较好的经济效益。

3 结 论

合理的生产矿量保有量及各级矿量间的平衡能保证矿山持续、稳定生产。丰山铜矿南缘采区在生产过程中由于备采矿量不足，导致生产矿量失衡，影响了矿山正常生产。通过对小矿体矿产资源现状及开采条件的分析，选择适当的采矿方法，利用现有井巷工程，快速形成采切工程，回采小矿体资源，解决了采区备采矿量不足、生产矿量失去平衡的问题，保证了矿山生产稳定，对面临类似问题的有条件矿山具有借鉴意义。

[1]赵小稚.地下矿山生产矿量的优化管理[J].建材新科技，1997(2):74-77.

[2]刘艳章，姜 维，王其虎.合理布置切割工程平衡采区三级矿量[J].化工矿物与加工，2011,40(2):31-34.

[3]刘 轲，张明武，王 鹏.无底柱空场采矿法的研究与应用[J].矿业工程，2009, 7(1)：20-22.

[4]宋卫东,郭寥武,何明华,等.程潮铁矿合理三级矿量的研究[J].采矿技术,2001,1(4):1-3.

[5]翁哲伟.潘洛铁矿浅部小矿体地下开采系统方案的修改与实施[J].采矿技术,2007,7(1):18-19,44.

2017-08-14)