中等稳固复杂多变矿体采矿方法的探讨

摘要：根据阿尔登——托普坎铅锌矿具体产状、工业品位，进行多种采矿方法选择，最终达到提高回采率、减少贫化率、增强供矿能力、提高生产效益之目的。

关键词：采矿方法选择、采场结构参数、技术指标

中图分类号： TD43 文献标识码： A

1、工程概况

1.1概况

塔中矿业公司阿尔登——托普坎铅锌矿位于塔吉克斯坦共和国首都杜尚别东北，水平距离约600km。在塔国第二大城市胡占德（苦盏）东北，距离110km，矿区地理坐标东经69度36分19秒，北纬40度37分50秒。该矿区总面积超过200平方公里，2010年3月核查矿石储量量1969.1万吨，Pb平均地质品位为2.34%，Zn平均地质品位为2.65%，目前采选能力120万吨/年。

阿尔登－托普坎矿区（以下简称阿矿）于1950年开始基建，1954年建成投产，1984年开展较大规模生产，生产能力最大时曾达到170万吨/年，1998年停产。2006年9月中国环球新技术进出口有限公司购买了采矿权，塔中矿业为中国环球新技术进出口有限公司在塔吉克斯坦成立的分公司。

目前，深部中段开拓有2个盲竖井（勘探井和附助井）、2个通风井（东井和西井）、2个运输平巷（载重运输道和空车道）和在1070中段有出口的斜坡道，回采系统为无底柱分段崩落法，阶段溜井放矿法。

1.2矿体特征

矿区海拔1000～1800m，山势缓陡不一，矿区全为岩石，植被稀少，偶见低矮树木及草地，无经济作物。

阿尔登—托普坎矿属于中型矽卡岩型矿床，矿体程脉状、筒状、不规则状，规模较大，矿体厚度2-50m，变化较小，矿体不连续透镜状。矿区划分9个含矿带，带内分布有87个独立的矿（化）体，具有工业价值的矿体有26个，其中主要矿体分布于15勘探线~40勘探线之间，走向长1870 m，斜长650 m，矿体走向北东45°，倾向北西，倾角70°～80°，局部出现缓倾斜，平均厚度8.8 m。

1.3矿床开采技术条件

水文地质条件：矿区含水层为结晶灰岩，节理裂隙发育，隔水层为花岗闪长斑岩，长石砂岩、矽卡岩，地下水的补给为大气降水，高山冰雪融水。地下水的迳流主要通过溶隙（洞）、节理、断层进行。地下水的排泄主要通过山谷、泉水、矿坑排泄。

阿矿坑道正常涌水量为7200 m3/d，最大涌水量为12000 m3/d，目前整个排水系统非常完善，主平硐标高为1070 m，各中段坑内涌水均通过阶段平硐和主平硐自流排泄，产生大的突水危害的可能性不大。该矿山矿床为矽卡岩型，围岩为石灰岩地区，矿区断裂构造发育，在采矿生产中需注意断层的导水性、老硐积水及可能的溶洞水，必要时进行超前探、放水工作。

工程地质条件：阿矿井下围岩条件较好。矿区由沉积、岩浆、变质岩组成。矿带下盘分布有花岗闪长岩、变质砂岩和变质喷出岩。在矿带上盘有石灰岩生成。岩石强度大多属于高等级。矿石硬度系数：f=10；砂岩、矽卡岩硬度系数：f=16；灰岩硬度系数：f=14；花岗岩硬度系数：f=20。掘进巷道断面为7.5～10.6m2，需要混凝土加固的占总体积的8%。

环境地质条件：区内无地震历史记录，矿山工程经济活动中有诱发环境地质问题，矿山应采取相应防、治措施。

2、目前采矿方法存在的问题

无底柱分段崩落法开采受矿山回采工艺技术条件恶化的限制，主要是地压增高和围岩稳定性下降，另外是矿体进入1258中段以下，出现不规则状态，多分支复合现象，局部出现缓倾斜。分段崩落采矿降低了回采率，增大了贫化率，贫化率高达44.9%，这是效益降低的主要原因之一。

3、采矿方法选择

按照矿体赋存条件、矿岩稳固程度、矿石品位高低及矿体规模，该矿采矿方法分别选择为分段空场法、全面采矿法和浅孔留矿法，不再使用无底柱分段崩落法。

西段矿体水平厚度≤5m，矿体急倾斜时，采用浅孔留矿法回采；当矿体变缓倾斜或倾斜时，采用全面采矿法回采。

矿体厚度 >5m且＜20m时，采用分段空场法回采，采场沿走向布置。如果矿体急倾斜时，采用分段凿岩，阶段出矿方案；如果矿体缓倾斜或倾斜时，采用分段凿岩，分段出矿方案。

矿区中部矿体厚度≥20m时，采用分段空场法回采，采场垂直走向布置。如果矿体急倾斜时，采用分段凿岩，阶段出矿方案；如果矿体缓倾斜或倾斜时，采用分段凿岩，分段出矿方案。

3.1分段空场法

⑴ 采场构成要素

采场沿矿体走向布置时，设计采场长度为50m，采场宽为矿体厚,采场高度为中段高度。 间柱宽6m，顶柱6m，不留底柱。采场分段高度10m。采用铲运机联络道、出矿进路和堑沟底部结构。

采场垂直矿体走向布置时，采场长度为矿体厚度，采场宽为20m,采场高度为中段高度。 间柱宽10m，顶柱6m，不留底柱。采场分段高度10m。采用铲运机联络道、出矿进路和堑沟底部结构。

⑵采准、切割工程

采准、切割工程主要有：铲运机联络道、出矿进路、分段凿岩巷道、切割巷、切割井、采场溜井和压顶硐室。

⑶回采、出矿工作

采准和切割工程完成后，在分段凿岩巷道和切割巷中用中深孔凿岩机钻凿上向扇形中深孔，孔径60～65mm，排距1.5m,孔底距1.5-2.0m。回采时，人工装药，非电导爆管起爆。先拉槽，然后从切割槽向矿房端部后退式开采，底部用2m3柴油铲运机出矿。

⑷矿柱回收及采空区处理

间柱回采中深孔采用中深孔钻机与矿房炮孔同时钻凿。顶柱回采采用深孔，在采场凿岩期间在压顶硐室内采用深孔钻机钻凿。

采场间柱和顶柱回采与采空区处理同时进行。爆破时，先爆间柱，后爆顶柱。根据采场矿石品位安排出矿。

3.2全面采矿法

⑴采场构成要素

采场沿走向布置，采场长度50m，宽度为矿体厚度，高度（矿体斜高）不超过50m。当中段内矿体斜长超过50m并采用电耙绞车出矿时，应考虑分段回采。采场间柱宽度4m，顶柱高度2m，底柱高度3m。矿房内留2×2m的矿柱。

⑵采准、切割工程

采准、切割工程包括：堑沟、斗穿、溜矿口、电耙绞车硐室、切割上山、人行联络道等。

⑶ 回采、出矿工作

回采工作由下往上进行，回采工作面沿走向推进。

当矿体为缓倾斜矿体时，矿房内以切割上山作为分界向一侧或两侧布置2～3个梯段展开，使凿岩和出矿平行进行。梯段长20m，下梯段超前上梯段距离3～5m。厚度3m以下的矿体，单层回采；厚度大于3m的矿体，采用负台阶分层开采，分层高度2～3m，下层超前3～5m。

矿体倾角小于8度时，不设底柱，不设斗穿，直接用2m3铲运机在矿房内出矿。矿体倾角大于8度时，设底柱，底部设斗穿，采用电耙绞车接力出矿。

⑷矿柱回收及采空区处理

采用全面采矿法时，矿柱不再回收。采空区采用封闭法处理。

3.3浅孔留矿法

⑴ 矿块构成要素

采场沿矿体走向布置，采场长度50m，采场宽度为矿体厚度，采场高度为阶段高度。采场顶柱高度3－5m，底柱高度1.8m，间柱宽度8m。

⑵采准和切割工程

采准和切割工程包括采场人行通风天井、采场联络道、电耙道、溜矿口、斗穿、斗井、拉底巷及拉底辟漏。

⑶矿房回采工作

从拉底空间开始，用浅孔凿岩机上向分层回采。每一回采循环结束后，放出采矿量的30%，保持矿房内矿石与回采工作面有2m左右的作业空间。

⑷矿柱回收和采空区处理

采用浅孔留矿法时，矿柱不再回收。采空区采用封闭法处理。

3.4、开采顺序

总的采矿顺序：垂直方向从上往下；水平垂直走向方向先上盘后下盘；水平沿走向方向由东向西回采。

3.5出矿

各中段、分段均与主溜井系统对接，4—6#溜井满足下矿需求，由1070中段底部矿仓放矿，电机车运往选矿厂。

3.6采场通风

矿区整个通风系统已经形成，局部采区需要增加局扇，开拓工程施工期间，首先与矿区东、西主通风井贯通。

3.7主要经济技术指标

综合贫化率14%，综合损失率16%，炸药消耗0.4kg/t，千吨采切比12.5m/kt，矿石的出矿块度≤500mm。

附图

4、结论

（1）对于矿体形态多变矿山，选择不同采矿方法，回采率提高10%及贫化率降低近30%，企业取得较好效益。

（2）实现多分段同时回采，采矿强度增加，供矿能力提升，随采随出，机动灵活。

（3）由于矿山采用分段空场法、全面采矿法和浅孔留矿法采矿，随着矿山的开采深度的增加，采空区周边地压会逐渐增大，地压现象明显。为保障矿山安全生产，需要对采空区进行有效管理，将来可考虑进行嗣后尾砂充填。

（4）一个矿山多种采矿方法，可能给现场管理带来不便，应完善采掘施工及放矿管理制度，增强安全防范措施。

（5）建议加大勘查力度和全面收集塔方地质资料，这样才能保证矿山正常、有序、安全的生产。

参考文献：

1、《塔吉克斯坦阿尔登-托普坎、派-布拉克铅锌矿储量核实报告》 塔中矿业公司，2010年1月。

2、《最新矿山采矿新工艺、新技术与产品成本核算实用手册》作 者：编委会 出版社：北京矿业大学出版社 2008年3月。

作者简介：宁彦红（1969.9—），男，河南省栾川县人，河南卢氏北方矿业有限公司技术矿长，采矿工程师，主要从事矿山生产技术管理工作。