浅谈垂直分条上向水平分层胶结充填采矿法在某铜钼矿山的应用

2019-08-08

世界有色金属 2019年11期

（香格里拉市鼎立矿业有限责任公司，云南香格里拉 674400）

1 矿山概述

某铜钼矿为一座设计生产规模33万t/a的矿山，位于云南香格里拉洛吉乡九龙村境内，地处青藏高原南缘横断山脉中段，矿体主要赋存于矽卡岩中，矿床成因类型为热接触交代型。矿床工业类型为矽卡岩型铜钼矿床。矿石中有用金属元素以铜、钼为主[1]。矿区内共设计利用2个矿体，分别为KT1、KT2矿体，主要划分4个中段，分别为2500m、2550m、2600m、2650m中段，工业矿石量6607.4kt，铜金属量16216.73t，钼金属量20554.97t，其中，KT2设计利用1924.2kt，钼金属量4684t，钼平均品位0.243%。主要为钼矿体，局部具弱铜矿化，赋存于KT1下盘北衙组一段（T2b1）的矽卡岩或矽卡岩化灰岩中，矿体长460m，斜深113m，倾角45°～79°,走向35°，厚度1.01m～19.07m，矿体平均厚度10.84m，矿体形态复杂、变化大，开采难度大；同时，矿体及顶板围岩稳定性差，不允许有较大的暴露面积，矿区自然环境处于原始状态，植被较好，环保要求高[2]。

考虑到矿山地表实际情况、矿体形态等因素。针对KT2矿体采用垂直分条上向水平胶结充填采矿法进行开采。此方法对此矿山矿体形态产状的适应性强，采场稳定，安全可靠；矿石贫化、损失小；工艺可靠，整个生产过程均可有效控制。

2 充填系统

某铜钼矿采用尾砂胶结充填方案，该方案主要采用选厂尾矿作为充填骨料，辅以少量废石，采用水泥作为胶结料。需要备料时，选厂（标高+2426m）将尾砂直接泵送（直线输送距离4.8km）至需要备料的立式砂仓（标高+2510m），与充填站搅拌好的药剂混合进入砂仓沉淀储存,不需要备料或砂仓已满时，尾矿通过输送管路泵送至尾矿库。井下需要充填时，由立式砂仓放砂管放出重量浓度65%～70%尾砂，进入φ2500mm高浓度搅拌槽，同时由胶结料仓根据配必须要放入胶结材料，混合搅拌后，浓度达68%～72%，经HGBS80.12.220工业活塞泵分别泵送至2550m、2600m、2650m、2670m标高，管道长度1900m～2600m,对应下放至相应需要充填标高的采场进行充填。

3 采矿工艺

（1）矿块（盘区）构成要素。采场垂直走向布置，一次分条（矿房）宽15m，二次分条（矿柱）宽15m，分条长度为矿体厚度，分层高4m，盘区走向长80m～100m,留底柱6.0m。一个盘区内分共划分为六个分条，矿房与矿柱交替往上进行分层回采。

（2）采准切割。从中段运输平巷向矿体掘穿脉巷道和联络道、回风充填天井，从采区斜坡道掘分段联络道分段巷道、溜井、分层联络道、切割平巷，然后以切割平巷、回风充填天井为自由面进行回采，再在采场中间顺路架设采场人行、进风、滤水天井，先架设模板，后充填成井。掘进设备主要有7655型、YSP45型凿岩机，天井掘进吊罐以及天井掘进绞车，铲运机直接出渣，另外还配备有砼喷射机及局扇等设备。

（3）回采工艺与设备选型。回采采用普通凿岩机凿岩，钻凿水平孔落矿，出矿采用2m³铲运机出矿。从下往上逐层回采，分两步骤回采，第一步骤隔一采一，待第一步骤的分条（矿房）进路全部采完充填后，第二步骤再回采剩余的分条（矿柱）进路，实行采出充的作业循环。

①凿岩。采场使用7655打孔，炮孔直径Ф40mm，凿岩自各分层铲运机联络道附近开始，采场边孔距进路两边界0.5m。②爆破。凿完炮孔后，采用人工装填乳化炸药及导爆管雷管，每次开采进尺2m。矿石最大块度350mm。爆破后局扇强制通风，然后无轨设备经采区斜坡道、分段平巷和采场分层联络道进入采场铲装矿石。③采场通风。采场新鲜风流包括两部分，一部分经中段运输平巷、人行通风天井联络道、通风天井进入采场，另一部分经采区斜坡道、分段平巷、分层联络道到达采场。采场污风由局扇抽至回风天井后进入上中段汇入回风系统。④出矿与运输。选用2m³铲运机，矿石经铲运机沿分层联络道运至盘区溜井，溜放至中段运输平巷，经有轨电机车设备统一由2500中段运输至地表原矿仓内进行破碎。⑤顶板管理。分条进路落矿完后，先在爆堆上用人工从分条进路口开始由外向内对顶板松石进行处理。凿岩前，首先用人工撬毛进行一次全面的顶板松石处理，以保证凿岩安全。为确保采场出矿安全，每班还需对采场出空两帮进行安全检查、橇掉顶板和两邦残余松石。⑥技术经济指标。盘区生产能力300t/d，贫化率6%，损失率6.75%，采切比9.03m/kt、62.2m3/kt。充分回收了矿产资源，减少了资源损失，提高了矿石回采率，减少了采准工程量，降低了采矿成本；以利提高劳动效率。

（4）充填。先将底柱上部回采掉的2.0m处进行底部铺一层钢筋网，然后采用灰砂比1：4胶结充填，以便回收剩余底柱。每个分层充填料上部采用灰砂比1：4胶结0.5m厚一层作为下步回采的底板，采完全条分层进路采用灰砂比为1:4的水泥砂浆辅以部分废石进行充填。

进入分条分层充填时，以回采同步从下往上逐层进行充填，分两步骤回采，第一步骤的分条进路（矿房）每采完一层采用灰砂比为1:4的水泥砂浆辅以部分废石进行充填，每个分层充填料上部充填1：4胶结0.5m厚一层作为下步回采的底板；待第一步骤的分条进路（矿房）全部采完充填后，再回采第二步骤的分条进路（矿柱），每采完一个分层后采用灰砂比均为1:20的水泥砂浆辅以部分废石分层进行充填，每个分层充填料上部充填1：4胶结0.5m厚一层作为下步回采的底板。