花敖包特银铅矿技术改造项目对同类矿山的参考意义

胡井龙

（赤峰天硕安全技术有限责任公司，内蒙古 赤峰 024005）

1 花敖包特银铅矿地质及开采条件概况

花敖包特银铅矿位于内蒙古自治区西乌珠穆沁旗宝日格斯台北东约25km，地处西乌珠穆沁旗巴彦花镇境内。

花敖包特银铅矿采矿证范围内共有矿体四十条，其中37条集中于西区。除Ⅰ1、Ⅱ2号矿体上部局部见有少量氧化矿、混合矿外，其它矿体均为隐伏矿体，矿体埋深较大，矿体密集成群。矿区以原生硫化矿石为主，少量混合矿石。主矿体Ⅰ1号矿体走向66°，倾角77°，长约250m，平均厚度19.45m，平均品位Pb6.03%、Zn10.66%、Ag290g/t；Ⅱ1号矿体走向319°，倾角62°，长约700m，平均厚度7.94m，平均品位Pb1.23%、Zn1.93%、Ag155g/t；Ⅱ2号矿体走向322°，倾角64°，长约700m，平均厚度10.28m，平均品位Pb2.98%、Zn2.9%、Ag269g/t。

矿体赋存在层间裂隙及层间破碎带中，水文地质、工程地质、环境地质均属简单类型[1]。

2 花敖包特银铅矿技术改造项目的必要性

花敖包特银铅矿自2002年开始开采，采矿范围内由西向东划分为三个采区，三个采区相对独立，矿山开采初期为节约成本，基本利用原有的探矿小竖井提升，各采区后又进行过小规模的技改，三个采区地表共形成竖井（包括风井）共计20余条，各采区井下还有盲提升井、二段盲提升井，提升工序复杂，所有提升井均使用单绳缠绕式提升设备，提升效率低，配套的提升绞车工人数也较多，人工成本高，同时工业场地内矿石、废石堆放比较分散，占用大量草场资源[2]。

矿山开采浅部矿体时缺少长期规划，只开采品位品位高、价值大、规模大的矿体，部分品位低、规模小的矿体暂未开采；使用浅孔留矿法采矿，采矿工艺相对落后、效率低下，采空区基本未处理，造成暂未开采矿体不再具备开采条件，造成资源的极大浪费。

矿山原有三个采区的通风系统均较为混乱，风流紊乱不好控制，加上工程较多，大部分空区未处理，矿山生产时的安全隐患较多，不利于安全管理。随着开采深度的增加，安全管理及成本问题较为突出。

基于以上原因，矿山于2014年6月立项，对矿山进行技术改造。

3 设计及矿山现场的可借鉴工程

花敖包特银铅矿技术改造项目由长沙矿山研究院有限责任公司设计，后又进行过两次设计变更，设计工程充分考虑了矿山实际情况，适用性强，提升了机械化水平，有效降低了开采成本，便于安全管理。技改工程完成后，花敖包特银铅矿采用主副井+辅助斜坡道联合开拓方案，原有三个采区整合为一个采矿系统，系统包括主井1条、副井4条、辅助斜坡道2条、专用回风井5条、井下破碎站1个、主溜井2条、采区溜井8条、水泵房4个、中央变配电硐室4个。

技改工程于2015年5月开工建设，2020年3月竣工并开始试生产，2020年6月通过安全设施验收。设计及矿山现场有诸多亮点工程，为国内类似地下矿山的技术改造提供了参考，分述如下[3]。

3.1 利旧工程

为有效减少投资，除新建箕斗主井、1#副井、2#副井以外，新5#竖井、竖井SJ20及5条专用回风井均为利用原有工程，其中新5#竖井利用原有盲竖井新MJ5与地表贯通，竖井SJ20利用原有竖井延深至最低中段，同时作为主井的粉矿回收井使用。井下原有盲竖井部分改造为倒段回风井，部分改造为采区溜井，不能再利用的井筒全部予以充填或封闭。

新5#竖井、竖井SJ20的改造工程不拘泥于矿山竖井原有断面规格，考虑施工装配方便，新5#竖井原有断面规格为矩形4.5m×2.2m，延伸与地表贯通井筒断面采用净直径Φ4m圆形断面（上圆下方），布置形式见图1；SJ20原有断面规格为矩形4.5m×2.4m，延深断面采用净直径Φ4.5m圆形断面（上方下圆）。两条井的改造对其他矿山的已有类似提升井延深改造具有借鉴意义。

3.2 采矿方法优化

根据矿体赋存情况，采矿方法由原来的空场法优化为充填采矿法，采用分段空场嗣后充填采矿法及浅孔留矿嗣后充填采矿法，同时矿山进行了上向水平分层充填采矿法、深孔阶段空场嗣后充填采矿法等采矿方法的试验，提升了回采效率，降低了贫化率和损失率，并减少了空区暴露面积。

3.3 提升系统优化

将原有提升系统全部废弃，彻底告别多井小规模提升的方式，采用一条主井提升矿石，四条副井提升人员、废石的方案，提升设备除SJ20仍利用原有的单绳缠绕式提升设备外，其余提升井全部采用多绳摩擦式提升机，提升效率明显提高，减少了提升流程，有效降低了提升成本。

矿山的主井卸矿点、矿仓在建设时设置了保暖设施，为全国首例，有效延长了矿山的年作业时间。

3.4 临时充填系统

在矿山永久充填系统未投入使用之前，矿山采用临时的移动充填系统，对矿山已形成的大面积采空区进行了充填，将尾砂胶结材料通过地表充填钻孔充填至井下采空区，有效的控制了上覆岩体的位移，近几年共充填采空区约155万m³。通过采空区的治理，上部新增加可回采矿石量（包括矿柱回采）约295万吨，延长了矿山的服务年限。

3.5 竖井+辅助斜坡道、有轨运输+无轨运输相结合

由于矿山将原有三个采区整合为一个系统，由于原有采区间的中段标高不一致，相互间连通后坡度较大，为方便设备转场及人员通行，原有一二采区间以及三采区均建设了辅助斜坡道（不用于运输矿石废石），同时将一二采区调整为无轨设备（矿用自卸汽车）运输，提高了采区的运输效率，解决了因坡度大导致的有轨运输较困难的现状。

3.6 破碎系统

井下矿石通过采区矿石溜井下放至660m中段，经电机车倒运至1#、2#主溜井，1#主溜井的矿石经破碎系统破碎后经皮带道倒运至计量漏斗，最后经主井箕斗提升至地表。矿山在采矿期间严格控制矿石块度，2#主溜井的矿石不经过破碎系统，直接下放至皮带道。

3.7 设备选型

矿山本次技术改造工程大部分设备为新采购设备，提升、运输、通风、压气、破碎、除尘、安全避险“六大系统”等设备均选用国内外技术先进、耗能低的设备，一次性投资可满足矿山多年生产使用，适用性强。矿山在将来准备引入智能设备，推进建设智慧化矿山。

3.8 绿色矿山建设

矿山在2019年被评为国家级绿色矿山。在技术改造工程施工的同时，进行绿色矿山的建设。

（1）原有的Ⅰ号尾矿库距离采区较近，将此尾矿库进行了闭库，尾矿库择址重建，并在原址建设矿山废石场，1#尾矿库的尾砂用于井下采空区的充填，不利用地段进行了复垦。

（2）在技术改造期间，停止采矿作业，将矿石场原有堆存的低品位矿石进行了加工，原有堆存场地进行了复垦，恢复原状。

（3）井下掘进产生的废石部分用于充填井下空区，提升至地表的部分用于修建地表工业场地及道路，正式投产后基本可实现废石零外排。

（4）矿山实现水资源的综合回收利用、零排放，井下产生的积水排至地表的高位水池，用于生产及消防用水。

（5）地表不利用的井口采用废石或全尾砂胶结充填进行处理，不利用的工业场地均进行了复垦。

4 结论

地下矿山技术改造是为了矿山可持续发展、增加产能、提高回采效率、满足安全生产条件及社会需求，同时也是增加矿山经济效益的重要途径。西乌珠穆沁旗花敖包特银铅矿由于开采时间久、原有工程较多、采空区面积大，技术改造难度大、投资大、建设周期长，建成投产后将为玉龙矿业的可持续发展做出重要贡献，对地方经济发展产生良好的推动作用，也对其他矿山的系统升级改造具有示范和借鉴意义，将会成为当地乃至全国的一个矿山企业标杆。