云南锡业股份有限公司卡房分公司 云南个旧 661005
摘要：某地缓倾斜中厚矿体选用上向分层废石充填法采矿法开采，在实际生产中暴露出安全问题多，采充不平衡,采场产能无法突破，千吨采切比大等问题，导致采矿技术经济指标不理想，本文因矿生法，通过采用超前切顶采矿环境再造连续采矿法，进行了采场结构参数、回采工艺的优化，解决了存在的问题，获得了较好的经济效果。
关键词：采矿方法优化 超前切顶 环境再造 连续开采
1前言
该矿体是某地产原矿含铜的主力矿体,肩负着2000吨/日选厂的供矿任务。其中缓倾斜中厚矿体占50%左右。该矿体选用上向分层废石充填法采矿法开采，生产过程中凿岩、出矿、充填等工作须在较大的暴露面下长时间作业并且采场顶、帮容易产生浮石，清顶工作量大，作业安全性差，浅孔爆破落矿，工班功效较低，每个分层回采完后需要大量的石渣充填采场，采充工作难于平衡，导致采场产能较低，不能满足生产发展需求，需掘进大量的分层充填巷道，采切比较大，因此有必要对采矿方法进行优化，解决存在的问题，从而实现安全、高效、低耗开采，使矿山利润最大化。
2、地质概况及开采技术条件
2.1地质概况
矿体区域内地层为中三迭T2g11地层，区内构造简单，主要为褶皱和断裂构造，矿体产出于花岗岩接触带里，赋存于次级花岗岩凹槽接触带或附近，矿体走向Ｎ40°～60°Ｅ，倾向ＳＥ、倾角0°～50°不等，走向长1020米，倾斜长50～310m，厚度0.6～15m之间，矿体形态呈似层状、透镜状。
矿体中的矿石类型主要是致密块状硫化矿、少量含硫化矿花岗岩及大理岩，以铜矿化为主，共伴生钨、锡、硫及萤石。主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿，次为黄铜矿及少量铁闪锌矿、毒砂。脉石矿物：萤石、石英、透辉石、石榴子石、方柱石等。伴生或共生组分钨、锡、硫及萤石等。上盘为大理岩稳固，f=8～10；下盘为花岗岩极稳固，f=12～15，硫化矿为致密壮、坚硬稳固，f=10～12。该矿体矿石量165.4万吨，铜品位3.027%，金属量50074吨。
2.2开采技术条件
1.设计范围内无重大构造及断裂穿过，构造简单。
2.设计区域内矿体底板为花岗岩，总体为坚硬稳固型，f=10～15。顶板大理岩，中等以上稳固，f=8～10。矿体一般由硫化矿石和矽卡岩组成，矿石致密坚硬，稳固性好10～12。
3. 设计区域内矿体属于缓倾斜矿体，矿体形态变化较大，倾角变化于5°～ 12°之间，矿体厚度不连续，在12ｍ～15ｍ之间。
4.矿石品位较高，平均品位为3.027%，属富矿石。
5.设计区域内水文地质条件简单，无坑内涌水。
3、原采矿方法简述
3.1采切工程布置及采场结构参数
原采矿方法采用上向分层废石充填方法（图一）。中段高30米，分层高3米，每个中段内将矿体划分为矿块，块段长100m,宽60～80m,矿块内划分矿房，矿房长100m米，宽10米，高为矿体厚度，阶段运输平巷沿矿体走向脉外布置，矿房沿走向布置。垂直走向每隔100米布置一条回采主进路作为回采的主通道，沿各回采主进路每隔14m施工一条采切进路，在矿房端部施工端部联与各矿房连通，在各回采主进路端部施工端部回风井或联道与端部回风平巷相连形成采场通风系统。
3.2回采工艺
落矿：该矿体采用浅眼落矿，采用DD210型凿岩台车凿岩，眼深L=3.3m，孔径为d=φ55mm，眼间距1.37～2.475米,排距1.37～1.65米,采用非电导爆管一次起爆。
回采顺序：走向上是由一翼（SW）向另一翼（NE）方向回采，倾向上的回采顺序是由南向北的上向式回采方式。
出矿：采用2m3铲运机配井下12t矿用卡车出矿，铲运机直接将矿石铲装至矿用卡车倒运倒入分段溜井中，经坑内电机车运输至地面选矿厂。
顶板管理及空区处理：顶板管理随着回采工作同步进行。每个步距挑刷完后，在爆堆上选用1.8m长的锚杆，按1.2m×1.2m的网度进行支护，局部松散采用锚网联合支护。同时对矿柱的边帮进行锚杆、锚网支护。出矿时监护人站在爆堆上人工清理顶板两帮的浮石并实行出矿过程专人监护制，随时观察，出现隐患时及时处理，回采过程中形成的采空区及时采用废石充填，有条件结顶的采空区必须接顶。采空区处理要采用以下措施进行处理：（1）采用石渣充填采空区；（2）用混泥土墙密闭通往空区的井巷；（3）废石充填密闭通往空区的井巷。
3.3通风
新鲜风流由运输主巷→回采主进路→各采切进路洗刷采场后污风→各中段通风平巷→通风竖井→地表。
图一 上向分层废石充填方法
4、采矿方法优化
为提高采场产能、生产的安全性，减少采场的千吨采切比，降低采矿成本。急需对原采矿方法进行优化，结合缓倾斜中厚矿体的开采技术条件将采矿方法优化为超前切顶采矿环境再造连续采矿法（图二）。
4.1采切工程布置及采场结构参数
沿矿体走向划分采区，在采区内划分采场。采场沿走向布置，长60m，宽20m, 矿房与矿柱交替布置，采用全面采矿法的回采工艺进行超前切顶，切顶层高3m，矿柱宽10米，长宽与矿房相同，中段高度30m。切割立槽布置在采场端部，作为补偿空间。
为了较少采场顶板的暴露时间，确保回采工作的安全，要严格控制好切顶步距，切顶工作超前回采工作2-3个步距即可。
4.2回采工艺
落矿：
1.炮孔布置形式：深孔为垂直平行布置，预裂深孔为垂直直线布置。
2.起爆方式及顺序：采用排间微差爆破的起爆方式起爆，爆破网路采用V形连接，按V形逐排顺序起爆。
3.爆破参数选择及深孔施工：选用K-41X凿岩台车钻凿平行中深孔，以端部切割立槽为补偿空间进行爆破落矿，最大孔深9m，孔径为d=φ90mm，最小抵抗线2.5米：
回采顺序：沿走向由下向上后退式回采，由端部切割立槽向后推进。
出矿：采用2m3铲运机配井下12t矿用卡车出矿，铲运机直接将矿石铲装至矿用卡车倒运倒入分段溜井中，经坑内电机车运输至地面选矿厂。
顶板管理及空区处理：在切顶层内，选用1.8m长的锚杆，按1m×1m的网度进行支护及护顶，在顶板局部松散、破碎很不稳固的地段，必须增加喷混凝土加强顶板支护，以保证顶板的整体稳固性。在采区顶板暴露面积较大的情况下，采用强采、强出的工艺，加快采区的回采速度，减少大面积顶板暴露的时间。采空区处理要采用以下措施进行处理：（1）采用石渣充填采空区；（2）用混泥土墙密闭通往空区的井巷；（3）废石充填密闭通往空区的井巷。
4.3采场通风
新鲜风流由矿块主铲运机斜坡道或进路进入采场，清洗工作面后，污风由采场端部回风专用道回至各中段通风平巷再回至通风竖井。
图四 超前切顶采矿环境再造连续采矿法
5 主要技术经济指标比较
该矿体采用了上向废石充填采矿法（方案Ⅰ）开采生产过程中存在着较多问题，针对存在的问题进行了采矿方法优化，优化出超前切顶采矿环境再造连续采矿法（方案Ⅱ）。优化后的方案Ⅱ与方案Ⅰ比较，产能提高了200 t/d，采切比降低了2 m/Kt ，贫化率降低4%，采矿工效提高了13 t/工班。
6结语
该矿体产出于花岗岩接触带里，赋存于次级花岗岩凹槽接触带或附近，矿体形态较复杂，无轮选用哪一种采矿方法开采都难于完全适应矿体赋存形态变化的复杂性，因此，在实际开采过程中，有必要根据矿体赋存形态的变化和生产中存在的实际问题对采矿方法进行实时改进、调整、优化采场结构参数、回采工艺等技术工作，达到技术经济指标最优和开采经济效益的最大化，通过优化解决了安全问题多，采充难于平衡,采场产能无法突破，千吨采切比大等问题，使其在技术经济指标上实现了安全、高效、低成本的目的，对现行乃至今后缓倾斜中厚矿体采矿工艺变革具有积极的推动作用和指导意义。
参考文献
[1] 王运敏.现代采矿手册[M] 北京：冶金工业出版社 2011.5.
[2] Q/YT 0001.3一2015. 高效采矿方法设计规范[S] 个旧：云南锡业股份有限公司企业标准
[3]候克鹏. 某矿房松散体注浆形成人工矿柱工业试验技术研究[R] 昆明：昆明大学内部研究资料，2007
论文作者:任青林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/18
标签：矿体论文; 矿房论文; 顶板论文; 进路论文; 采空区论文; 方法论文; 矿石论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;