铅硐山残矿回收方法及应用

供稿|董少平 / DONG Shao-ping

内容导读

文章阐述了铅硐山铅锌矿残矿形成的原因，简要介绍该矿残矿回收的方法：采用小中段分层崩落法回收主矿体以外不规则的独立薄矿体；采用分层切割-进路式回采回收矿壁残矿；采用斜井采准，电动小绞车提升回收缓倾斜下部边角余矿；在矿体顶板增设掘进凿岩硐室向下部采空区压顶的回收零星矿块残矿方法；在矿体底板增设出矿进路或上掘小溜井的回收零星矿块残矿方法。实践表明，铅硐山矿残矿回收采取的方法在技术上可行，安全可靠，可以充分回收资源，获得了良好的经济效益。

铅硐山矿于1985年投产，自1994年大项目投产以后，随着回采中段的下降，残留矿量较多，回收难度较大。为了充分利用国家资源，延长矿山服务年限，陕西铅硐山矿业有限公司专门成立了一支残矿回收队伍，集中技术力量对1590 m中段以上的残矿进行了调查分析，在安全、经济的原则下制定了合理的回收方案并应用于实践，通过3年的艰苦工作，从1590 m中段、1630 m中段和1690 m中段三个中段安全回收残矿84557.08 t。实践表明，铅硐山矿残矿回收采取的方法在技术上可行且安全可靠，可以充分回收资源，技术经济指标理想，获得了良好的经济效益。

铅硐山矿地质特征及残矿形成原因

铅硐山铅锌矿位于秦岭泥盆系层控多金属成矿带风太矿田西段，属层控沉积改造型矿床，产于中泥盆统古道岭组上岩段灰岩与上覆的星红铺下岩段薄层生物碎屑灰岩夹碳质千枚岩所构成的背斜构造的层间接触带中，矿石稳固性较好。上盘围岩为千枚岩，稳固性较差；下盘为灰岩，稳固性较好。矿区构造以走向东西的铅硐山背斜为基本格局，区内断裂构造中等发育，主要有走向EW、NE、NW三组，矿区水文地质条件简单。

主要对1#矿体1590、1630和1690 m三个中段品位较高的残矿进行调查分析，回收三类残矿。

独立薄残矿

1#矿体产于背斜北翼及鞍部，西沿8A线以西由于受F2斜冲逆断层的切割，将1#矿体在8A～9线错断，在1630和1690 m中段西沿9线附近拐弯处形成了一个不规则的独立薄矿体。预计这两个中段约有3.5×104t储量，此类残矿是本次回收的重点。

矿壁残矿

我国多选用有底柱浅孔留矿法进行回采作业，在上采过程中，许多采场由于矿体产状复杂多变，局部出现小断层将矿体错开，使矿体相对变厚，而矿石很不稳定，这样造成上下盘往往采不到边界即予上采，最终导致采场上大下小，在该回采高度自然形成一段小台阶，最终放矿后仍有少量矿石存留底盘平台上，形成矿壁残矿[1]。初步推断，此类残矿约有4.7×104t储量。

边部残矿

在采场设计及间、底柱回收过程中，为了保障生产安全，在矿体的尖端、顶、底边部预留一部分永久性或暂不回收的零星矿块。这些矿块安全性差，但品位较高，具有极大的回收价值。初步统计，这类残矿约有2×104t储量。

残矿回收方法

经过对残矿成因的调查及储量初步统计，对残矿回收的可行性进行了初步评价，并根据铅硐山矿的实际情况确定了最佳回收方案。实践中应用的回收方法有3种。

小中段分层崩落法

小中段分层崩落法主要适用于主矿体以外不规则的独立薄矿体[2]。以1630 m中段西沿拐弯薄矿体的回收为例。该矿体属缓倾斜薄矿体，呈南北走向，矿体产状呈镰刀状，赋存于1660～1690 m之间。

(1) 矿体构成要素

阶段高度30 m；矿块构成要素：平均长度28 m；平均宽度10 m；厚度5～8 m；倾角38°；分层高度7 m。

(2) 采准切割工作

从1630中段3#点(实测方位点)以58°倾角上掘 35 m天井至4#点后，改变天井倾角，以40°倾角上掘39 m迂回与上中段1690 m大巷贯通。该沿脉天井距离矿体5 m，布置在矿体下盘灰岩里，形成一条下口溜矿上口行人的采准天井。每隔7 m高度掘进穿脉探矿，在每一分层穿脉探矿中央布置一条沿脉探矿，将矿块切割成四个分层。

(3) 回采作业

采用浅孔爆破，在每一回采分层留2 m×2 m不规则的临时保安矿柱，(并预先布置好回收炮孔)，上下分层保安矿柱交错布置。然后按照自上而下，从里向外的顺序后退式回采[2]。待本分层爆落的矿石出完后，用非电导爆管一次联线将保安矿柱爆破，爆下的矿石预留在采场内暂不出，从下一分层回采时出矿。所有采下的矿石借自重从天井下落至1630中段运出。

该方法矿石回收率高，贫化率低，安全性好，但劳动生产率低，产量小，通风较困难。

分层切割-进路式回采回收矿壁残矿

根据矿壁残矿的形成原因，回收此类残矿，首先应找到该采场上采每一分层的验收图纸，复合每一分层矿体边界，分析上下盘的变化情况，结合采场最初原始设计，找出矿体最初变化较大的分层，确定回收高度，增补辅助绕道工程，采用分层切割-进路式回采的方法进行矿壁残矿的回收，以1590 m中段I采场为例。

(1) 采准切割工作

从1590大巷掘进5 m平巷至该采场下盘灰岩2#点，沿矿体上据倾角为62°的天井至1615高度，天井规格为2 m×2.5 m，作为行人溜矿天井。在1603、1610和1617 m高度沿矿体走向掘进平巷作为出矿绕道，在出矿绕道内每隔5 m掘进穿脉探矿作为出矿进路，将该矿块切割为三个分层。

(2) 回采工作及落矿工艺

首先出完各分层采场存矿，然后从1617水平采用后退式由里向外依次将未采到边界的矿壁残矿采用浅孔崩落。依次出完崩落的矿石后，然后下降到下一分层重复作业。

该方法优点是作业安全，回收率高；缺点是采切工程量大，通风条件较差。

零星矿块残矿回收方法

零星矿块残矿由于成因复杂，技术开采条件差别很大，应根据实际情况确定回收方法[3]。在实践中应用的回收方法有3种：(1)斜井采准，电动小绞车提升回收缓倾斜下部边角余矿；(2)在矿体顶板增设掘进凿岩硐室向下部采空区压顶的回收方法；(3)在矿体底板增设出矿进路或上掘小溜井的回收方法。这 3种方法在凿岩爆破作业时相对安全，同时也相应增加了采切工程量，生产成本相应升高。

经济效益分析

残矿回收主要技术经济指标如表1所示。由于铅硐山铅锌矿根据实际情况专门组织了一支灵活机动的小队伍进行人工残矿回收，相对设备、设施投入少，而人工出矿手选力度较大，大大降低了损失和贫化，成本相对较低，取得了良好的经济效益[4]。铅铜山矿三年累计回收残矿84557.08 t，矿石产值1014.70万元，回收总成本378.32万元，实现利润约636.38万元。

表1 残矿回收主要技术经济指标

结束语

(1) 残矿回收充分利用了矿山原有的生产系统及设备，采用浅孔落矿，人工运搬，工艺简单，具有切实可行、投资少、见效快的特点。

(2) 通过残矿回收实践，证明了铅硐山铅锌矿残矿回收所采取的方法技术可行，安全可靠，可以充分回收资源，为下一步残矿回收提供了重要的依据。

(3) 矿山生产应加强管理，尽可能减少残矿的形成。对已形成或即将形成的残矿应及时回收，以免因地压等突发因素影响而产生永久损失。