摘要：为了解决淌塘铜矿床合理规划、经济开采、安全生产等问题，根据矿体赋存条件，对地下开采方式、开拓系统、采矿方法、空区处理等内容进行深入的研究及应用。结果表明，所选择的地下开采方式、平硐—斜井—竖井联合开拓系统、无底柱浅孔留矿嗣后封闭采空区采矿法，具有安全、可靠和技术经验指标先进等优点，对今后的开发具有一定的指导意义。
关键词：地下开采；开拓系统；采矿方法；空区处理
会东县鑫联矿业有限责任公司于2004年11月29日在会东县注册成立，是由凉山矿业股份有限公司（云铜集团所属）和四川省地质矿产勘查开发局四0三地质队等股东共同组建，日采选1500吨原矿，年产铜精矿含铜3000多吨规模的现代公司制企业。根据公司矿山加密生产勘探后，矿山二期斜井工程中所保有的资源量截止到2011年末，还保有地质矿量150万吨。
为延长矿山的服务年限，稳定现有员工队伍，保障公司可持续发展。近几年来，公司加大了对淌塘铜矿床外围及深部探矿力度，在现有矿山二期斜井工程外围及以下深部，通过钻探、坑钻工程控制，探清了在2335m水平以下，共计新查明（333）以上铜矿石506.08万吨，铜金属量45067吨，平均品位0.89%。
为了解决公司现有和今后采选生产能力相匹配问题，从现在开始应着手总结开采技术成果及深部延伸矿床的开采技术问题，以实现平硐—斜井—竖井联合开采的衔接，确保公司正常、稳定、健康发展。
1矿床地质及开采技术条件
1.1矿床地质
矿区位于扬子地台康滇地轴中段东缘，为东西走向的金沙江褶断带与川滇南北向构造带的交接复合部位。构造运动从晋宁、澄江及印支均由表现，并伴有相应的岩浆活动。多期、多阶段构造—岩浆活动及变质变形作用，构创了本区良好的成矿地质背景，为区内丰富的矿产资源形成提供了有利条件。前震旦系会理群是铜矿的主要容矿层位。淌塘铜矿床工业矿体主要赋存于前震旦系会理群淌塘组中亚组第二段中层（Pt2t22—2）中部的炭质凝灰质千枚岩、炭质绢云母千枚岩、凝灰质绢云母千枚岩中。该矿床属变质岩类碎裂状结构为主的工程地质条件复杂类型矿床。
淌塘铜矿床区内总体有三组断裂构造，以近南北向为主，北西向、近东西向次之。南北向组：与矿体关系较密切的主要有F2断层，性质为韧脆性—脆性，总体倾向西，倾角65—85°。北西向组：见于矿体南东部，有F1断层，断层性质为压扭性，可见构造角砾岩，局部建滑劈理。F1断层本身赋矿，对工业矿体的南延产生破坏作用，同时亦可能对矿体产生后期改造加富作用。近东西向组：见矿区中部，有F11及未编号的F断层。F11断层本身及其底板赋矿，对工业矿体的北延产生破坏作用。
矿体一般呈复杂又分支的大脉状、透镜状，内有夹石、分支、复合、膨缩现象明显。矿体与围岩产状基本一致。矿体总体呈近南北向，倾向东，倾角57—85°。
1.2开采技术条件
①矿体整体分布在+1—+5线间，自2570m至2480m中段，矿体西倾，倾角在63—77°之间，平均厚度4.5m，2480m至2335m中段一下矿体为东倾，倾角在58—80°之间，平均厚度在12—27m间，南北走向，矿体沿走向长度约为360m；②矿体整体分布于1—+9线间，矿体整体东倾，倾角在80—85°，平均厚度在35—55m间，南北走向，沿走向长度约为200m；③矿体整体分布于11线，总体倾向为北东，倾角72—88°，平均厚度在6.20—10m间，呈近东西走向，沿走向长度约为300m。
矿体直接接地板多为凝灰质千枚岩、炭质千枚岩，结构复杂，f=4-6。矿岩平均密度为2.7,松散系数为1.5。
2开拓系统
2.1开拓系统选择及应用
根据矿山地质地形、水文地质、矿体赋存以及现有地表建筑物、道路等情况，结合选矿厂的具体位置，本着安全、高效、经济、合理的原则进行开拓系统的选择及应用。经过多方案的技术比较，最终确定平硐—斜井—竖井联合开拓方式。
2.2开拓系统简述
淌塘铜矿床内的浅部大部分矿体赋存于山坡之上，对于上部矿体有采用平硐开拓的条件，开拓方案为主平硐—溜井，中部矿体可采用斜井，深部矿体采用竖井开拓。根据选矿厂的厂址，矿山的主平硐标高为2435m。2435m以上采用平硐溜井开拓，各中段矿石通过溜井下放至主平硐，从主平硐南部坑口运出地表，中段废石直接由各中段坑口排出，中段所需设备、材料分别由各中段坑口运至采场工作面；人员由2435m主平硐进入，经人行天井到达各中段。2435m—2335m以下采用斜井开拓，有两个斜井，一条供提升矿石，在经每个中段设两条溜矿井，直通到主斜井；一条供行人、运输材料、废石用。2335m以下采用竖井开拓，一条副竖井供上下人员、材料、设备等，一条主竖井供提升矿石，并在每个中段设有溜矿井，直接联通主竖井。矿井通风系统采用中央对角式通风方式，在矿体北翼的2570m回风平巷北口设置通风机一台，抽出矿井内的污风。新鲜风流由生产中段的南翼平硐口及副竖井进入坑内，污风由2570m回风巷道北口及主竖井排出地表。坑内供水设施采用高位水池供水，高位水池位于标高2655m。坑内排水，2435m标高（含2435m中段）以上的坑内涌水均沿各中段巷道自流排出坑外。在2435m标高以上坑内开采时采用水泵排水。开拓系统见图1。
2.3中段划分
由于矿体倾角都在倾斜、急倾斜，采场采矿采用ZC30型装岩机出矿，通过对中段高度与开拓工程量、采切工程量、采场耙距等因素之间的关系进行综合分析研究，中段高度在主平硐2435m以上为45m，中段标高为：2435m、2480m、2525m、2570m。2435m以下斜井中段高度为50m，中段标高为：2385m、2335m。2335m以下竖井部分考虑到深部开采难度较大的原因，中段高度为40—50m，中段标高为：2285m、2245m、2205m等七个中段。
3 采矿方法
3.1采矿方法的选择及应用
采矿方法的选择是一项十分复杂的系统工程，寻求安全、高效、经济、合理的采矿方法是矿山生产建设的迫切要求，也是矿山进行合理规划、经济开发、安全生产的经济基础。
根据矿床地质条件和矿山开采技术经济条件，拟初步选择传统浅孔留矿采矿法和无底柱浅孔留矿采矿法。经过对两种采矿方法技术经济比较，结合矿山现有的施工队伍技术水平和设备情况，最终选择了无底柱浅孔留矿采矿法。如图2、图3所示。
无底柱浅孔留矿采矿法作为空场法的一种采矿方法，结构简单，施工队伍易于掌握，采切工程量少，在中小型金属矿山开采中取得了广泛的应用。与传统的浅孔留矿采矿法相比较，取消了底部结构，增加了出矿进路，通过电动装岩机车，脉外巷道运输。提高了劳动效率和矿体回采率，矿石贫化容易控制，对矿体的变化适应能力强。如图4所示。
3.2采场布置及构成要素
采场沿矿体走向布置，矿块长度50m，顶住4—8m，不留底柱。在矿体下盘距矿体5-10m处沿矿体走向掘进脉外运输巷道（2.50×2.70/㎡），在运输巷道内，每隔50m掘进一条探矿穿脉（2.50×2.70/㎡），兼做人行、通风用。然后在两探矿穿脉内沿矿体倾向向上掘进两条通风人行天井（1.40×1.60/㎡），沿天井方向每隔6m掘进联络巷道（1.60×1.80/㎡）与矿房相通。在运输巷道内，沿矿体走向每隔8m，掘进一条出矿进路（2.30×2.50/㎡）与矿房相通，兼做探矿用，每个采场需要布置5条出矿进路。
3.3回采工艺
无底柱浅孔留矿采矿法回采工作包括：凿岩、爆破、通风、局部放矿、撬顶平场、大量放矿等。
矿井采用下行式开采矿体。首先回采矿体最上一中段的采场。如需两个采场同时回采，只有当上一中段采完2-3个采场以上时，才允许回采下一中段第一个采场，上一中段采场必须超前于下一中段采场100-150m。
（1）凿岩。采用TYP-26型浅孔凿岩设备，水平炮孔，降低了钻工的工作面安全系数，梯段工作面长度为2-4m，高度为1.5-2m，孔深小于3m,炮烟排距1-1.2m,孔距0.8-1m。
炮孔为之字形排列（图5），这种炮孔布置，能较好的控制采幅，防止围岩松动混入废石，造成矿石贫化。
爆破。采用乳化炸药爆破，装药方式在原有基础上有所改进。起爆体放在孔底，反向起爆或起爆体放在孔口正向起爆，并用泥填塞完全，爆破效果良好。
通风。回采工作面通风以矿井通风系统为主，局扇为辅，并带有高压通风。新鲜风流经脉外天井进入采场回采工作面，污风经另一脉外天井到主运输巷11线北回风井排出地表。
局部放矿。出矿方式上采用ZC-30型装岩机，0.9m³翻转式矿用矿车盛矿。局部放矿时，按规定的放出每个进路端部的矿量，以减少平场工作量和防止矿堆形成空洞。
平场、撬顶和二次破碎。为了便于工人在留矿堆上进行凿岩爆破作业，局部放矿后将矿堆进行平场，将顶板和边帮已松动矿石进行撬落，以保证后续作业的安全；崩矿和撬顶时落下的大块，在平场时进行二次破碎，以免卡塞漏斗。
大量放矿。加强均衡放矿力度，避免了以往由于放矿不均衡而产生的围岩过早混入，有效降低了矿石的贫化。通过改造，出矿方式上采用ZC-30型装岩机，0.9m³翻转式矿用矿车盛矿，，单个采场由原150t/d提高到350t/d。
3.4经济技术指标
无底柱浅孔留矿法经济技术指标见表1。
4矿柱回采及采空区处理
采空区处理的目的是：缓和岩体应力集中程度，转移应力集中部位，或使围岩中的应力能得到释放，改善其应力分布状态，控制地压，保证矿山安全持续生产。留矿采矿法属于空场采矿法，我国地下金属矿山，每年要形成150万m³的空区及造成12万吨矿柱矿量永久损失，为此，矿柱回采与空区处理作为浅孔留矿法今后进一步完善与发展的一个研究方向。
4.1矿柱回采
根据放矿椭球体最大安息角原理，进行最大限度的回采矿柱。
5结语
对淌塘铜矿床进行综合开发利用，实现了采选的匹配。采用平硐-斜井-竖井联合开拓生产方式，可避免了平硐、斜井转竖井开采后出现的产量波动，可有效延长矿山服务年限。同时，采矿方法及经济技术指标得到了极大地优化，对矿床进行无底柱、无间柱综合开采，及时对采空区处理、地压控制等安全问题得到了很好的解决，实现了安全、环保、经济的绿色开采。
参考文献
[1]解世俊.金属矿床地下开采[M].北京：冶金工业出版社,1984.
[2]张富民.采矿设计手册（矿山开采卷）[M].北京：中国建筑工业出版社，1988.
论文作者:王军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
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