云西矿区矿柱回采工艺的改进与实践.doc

云西矿区矿柱回采工艺的改进与实践龚清平（广东高要河台金矿）摘要：河台金矿过去主要采用浅眼留矿法回采矿房，中深孔爆破回采矿柱。针对我矿多年来矿柱回采和采空区处理存在的问题进行分析与研究，并对以往矿柱回采工艺进行改进，从而解决了采空区连片和倒塌等问题，降低采矿总损失率和贫化率，提高出矿品位。关键词：岩金矿山；矿柱回采；新工艺；新技术中图分类号： 文献标识码： 文章编号：1 概 述1.1 矿床开采技术条件河台金矿主要开发高村矿区和云西矿区。云西矿区开采9号糜棱岩带中的9号主矿体。矿体倾角7585，控制深度-300m。矿体走向长4001400m，厚度平均2.59m，地质品位7.72g/t。矿体为不规则脉状，分支复合现象普遍，上下盘围岩为多种糜棱岩及千糜岩，而含金矿石为硅化糜棱岩等。矿岩界线不清，矿体坚硬稳固普氏硬度系数f=14，围岩f=10，矿岩属中等稳固。矿体走向上不连续，在垂向上连续性差。矿石无粘结性与自燃性。1.2 采矿方法及存在问题1.2.1 采矿方法一般按矿体走向和中段高度划分为40m50m的矿块，再按矿块划分为矿房和矿柱，矿柱分为顶底柱和间柱，其中矿房矿量约占30%，顶底柱占10%，间柱占20%。矿柱结构参数一般为顶底柱高56m，间柱宽89m，矿房用浅眼留矿法回采，过去顶底柱施工垂直平行中深孔，一次性崩落，间柱则施工垂直扇形中深孔，以两边采空区为自由面一次性回收。1.2.2 存在问题 矿柱回采方法单一，基本上是采用中深孔一次性崩落的分段空场法。由于中深孔一次性爆破装药量大，爆破冲击波相当大，由爆破引起的地震效应对两帮围岩造成较大破环，以及一次性崩落质量如不好，则很难进行补救。 与采空区的治理相结合不尽合理，一般达到工业品位具备中深孔施工条件的都考虑回采，导致采空区连片倒塌，造成部分品位相对较高的矿石损失和贫化。 矿块划分不合理，因兼顾利用脉内探矿天井为采准天井从而有时出现间柱金属量与矿房金属量比例不协调现象。2 矿柱回采工艺改进总结河台金矿以往矿块布置不合理，采矿方法单一的经验教训，提出先规划，后设计，用隔离，多浅采，少中孔，提品位的指导原则。具体做法是：先探清某一中段或某一矿段矿体的赋存情况，达到20m17m的生探网度，然后根据这一中段或这一矿段矿体的具体情况，并结合相邻中段或相邻矿段矿体的相互联系进行系统综合分析研究之后确定矿块划分、布置形式、采矿方法、回采工艺及回采顺序等。2.1 重新划分矿块根据某一中段或某一矿段的地质探矿资料，综合考虑品位、矿石量、金属量、矿岩稳固性与地质构造等多方面因素，进行技术经济分析，打破过去墨守成规的划分方法。如110中段54154矿房41-43线段矿体延深不高且45线矿柱矿化较好，所以54145与54549两矿房同时上采，不留45线间柱，利用41线、49线采准天井施工脉内联络道。60中段63137矿房，采用31线上盘脉外采准天井与37线脉内采准天井相结合的布置形式，31线天井每5m高施工一层穿脉联络道，37线天井在相应高度施工脉内联络道，从而不留31线间柱。10中段71723矿房，因17线往东矿化不明显，为边部矿体，故矿块划分时采用灵活的办法，在19线离矿体35m处施工一条下盘脉外采准天井，23线施工一条脉内探矿采准天井，同时在19线天井每5m高施工一层穿脉联络道，23线天井在与之相应高度施工一层脉内联络道，这样矿房回采时东部可追矿上采，一次性回采干净，不留残矿，同时又不留19线间柱。这样通过矿块的合理划分，尽量不留间柱。2.2 人工底柱代替矿石底柱在划分矿块的同时，根据各矿块矿石品位的高低以及其它需要，在适当的部位构筑钢筋混凝土底柱，其具体设计参数为：混凝土标号为C20、底柱厚0.4m、使用A314mm圆钢为主筋、A38mm圆钢为副筋、网度0.33m0.33m。各主筋必须与上下盘注浆锚杆焊接，每隔5m左右垂直矿体走向施工一条宽高=0.5m0.7m的钢筋混凝土梁，并伸入上下盘岩帮12m以上。据此在110中段39-41、45-49线矿段；60中段35-37、37-41线矿段；10中段33-37、37-41线矿段均构筑钢筋混凝土底柱，从而取代矿石自然底柱。2.3 浅眼留矿法回收矿柱 在不能采用上述两种方法的情况下，尽可能创造条件用浅眼留矿法回采矿柱，如60中段63137、65759矿房的顶柱回采。采用浅眼留矿法回采顶柱的基本条件：上部矿房出矿较空或不留残矿，且采空区两帮围岩较稳固。由于110中段回采53337、55761两矿房时两帮围岩均施工沙浆锚杆护帮，且采用三强作业技术，采矿出矿周期缩短，两矿房出矿较空，两帮围岩较稳固，基本符合浅采条件。施工工艺为：先浅眼采高2m左右，然后在矿房一端上掘一切割井贯通上部采空区，确定顶柱剩下厚度，一般为23m，再以切割井为自由面全断面后退式浅眼落矿，施工人员不得在空区下作业，只能站在顶柱下工作，两矿房回采效果良好。同时，间柱回采也可采用浅眼留矿法，其施工条件为：间柱相邻两矿房放矿要控制好，不能太低，以确保间柱浅眼施工时能形成一个作业平台。如某一分层作业平台太低，可考虑搭架施工，110中段57线间柱；60中段37线、53线间柱；10中段23线间柱均用浅眼留矿法回采，从而大幅度降低中深孔采矿量。2.4 人工间柱代替矿石间柱因生产及控制地压需要，-40中段19线间柱采取混凝土嗣后充填，先利用19线脉内天井浅采间柱，间柱长5m、宽为矿体厚度，平均4.5m。底部用装岩机出矿，采矿出矿结束后，进行混凝土嗣后充填，此法既可解决间柱浅采问题又可控制地压隔离采空区。2.5 充填留矿法形成间柱充填留矿法为间柱采用充填法而矿房采用浅眼留矿法的一种新型回采工艺，此法准备在-40中段94145矿房实行，41线间柱采用干式充填法，间柱长为10m、宽为矿体厚度，平均3.76m、94145矿房长32m、平均厚3.5m，采用浅眼留矿法回采。两段均采用浅眼落矿，间柱优先上采一分层，充填出矿采用小电耙或人工出到间柱两端，底部再用装岩机装矿，出净矿石之后，废渣经41线充填井进行充填，同时间柱两端砌混凝土隔墙，其工艺与充填采矿法一致，矿房随后上采，与普通浅眼留矿法作业没有什么区别。3 实践效果云西矿区在矿柱回采方面采取一系列新工艺、新技术后，不仅对矿柱回采起到积极有效作用，还解决了采空区连片和倒塌等问题，矿房采矿一次损失贫化率和出矿二次损失贫化率均有大幅度的降低，见表1、表2。110中段总损失率为1.83%，总贫化率为14.55%，同时浅眼采矿量、中深孔采矿量的比例发生了变化。2002年云西采矿量116565t，其中浅眼采矿量113091t，占97.05%，中深孔采矿量3439t，仅占2.95%，大大优于以往的采矿结构。生产指标从1998年底竖井投产以来，逐年稳步提高，2002年采矿量116565t，出矿量138127.2t，出矿品位7.76g/t，同比高村矿区4.92g/t提高2.24g/t，为河台金矿2002年产金1610.34kg，企业盈利5015.0万元作出积极的贡献。可以预计，2003年云西 矿区基本无中深孔矿柱回采，出矿品位还可进一步提高。表 1 110中段各矿房的采矿统计矿房编号 53337 53741 54145 54549 55153 55357 55761 52933 累计采下矿量t 6349 13102 2580 29253 2336 5111 20589 8834 88154一次损失率% 2.2 1.4 4.2 1.3 3.4 3.2 1.68 1.6 1.75一次贫化率% 25.2 7.33 18.0 6.47 27.3 24.12 16.82 16.1 13.25表2 云西矿区110中段存窿矿石出矿统计矿房编号 53337 53741 54149 55357 55761 累计采下矿量 6349 13102 31833 5111 20589 76984出矿量 6350 14046 31778 5111 20737 78022二次损失率 0 0 0.2 0 0 0.08二次贫化率 0 6.7 0 0 0.7 1.34 结束语4.1 几点体会河台金矿云西矿区采用一系列新的矿柱回采工艺之后，确实对降低损失贫化以及控制地压与处理采空区起到积极有效的作用。在日常生产管理过程中做到精心组织，合理安排，生产能力不但没有受到影响，反而大大超过原设计能力。从这一事件给我们以启示，凡事能有个积极进取态度，认真务实的作风，切实可行的方法，就能达到预期的效果。4.2 需解决的问题 如何解决人工底柱存留三角堆矿的出矿的问题，以及云西矿区矿柱回采成熟与成功的工艺应尽快在高村矿区推广应用，对于不断推进河台金矿的采矿技术进步与管理进步都将有重大意义。关于人工底