大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究

大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究

大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第1页!一、概论1.研究课题的来源及研究意义矿床埋藏条件千变万化，矿山生产错综复杂，影响因素繁多，它们之间既互相联系又相互制约，从系统科学观点来看，矿山采掘系统是一个关系十分复杂而且互相对立统一的多目标决策系统，这就决定了矿床开采的工艺设计、生产过程控制和经营管理存在很大的难度，所以，矿山企业一直是国民经济的薄弱环节。缓倾斜矿床，尤其是倾角在5-30°，厚度在5-12m的缓倾斜中厚矿体，由于埋藏角度缓，其开采难度又要比其它矿床大得多，这类矿床的开采是采矿界难题。

大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第2页!玉溪矿业公司大红山铜矿正在大力开发的西部矿段，在提交的D级共5463.38万吨铜矿石储量中，几乎全是缓倾斜矿体，而且铜品位较低，对于中厚及其以上厚矿体，该矿一直沿用分段空场法，该采矿方法因为矿体倾斜角度小，崩落矿石不能借自重直接从矿房底部完全放出；在采场内用铲运机运搬矿石，由于分段较多，采切工程量大；同时因为要在底盘开掘出矿通道，岩石中巷道工程量多，而矿体厚度若不大，将导致采切比大，矿石生产成本高，采场生产周期短。常规采矿方法的严重缺陷，长期阻碍着的矿业可持续发展，更是玉溪集团发展目标的一大障碍。因此，抛弃传统落后的采矿技术，寻求适合于这类矿体回采的优化采矿方法是当务之急，是摆脱矿山困境，促进采矿科技进步的必由之路。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第3页!虽然大红山铜矿采矿技术和矿山装备水平达到了较高的程度，但对于缓倾斜中厚难采矿体的开采存在着较大问题，随着西部矿体的开采，继续用现有的采矿方法，矿体变薄，采切指标必然增大，如何开采西部部分矿体并降低贫化损失率，降低生产成本，就显得尤为重要和紧迫。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第4页!

3.研究思路及技术路线一般来说，矿山尽管采用矿柱支护，但仍不能有效控制采空区顶板下沉和破坏，显然采用高强度矿柱支护方式谋求采场稳定有时是不现实的。由于矿体埋藏较深，西部矿段矿体适于采用地下开采，对于一般的2.5m左右的矿体采用全面法开采，矿体厚度的为中厚左右，可考虑崩落顶板，避免“强支求稳”，造成矿石的损失，为此根据井下矿块布置及回采顺序，矿块间尽量不留矿柱，提高回收率，并较好地控制了地压。技术路线：我们认为最优的技术路线应为：变“强支求稳”为“诱导冒落（崩落）”实现地压控制，将以可控顶采矿法为主体采矿布置格局。如此，方能保证矿山产量稳定和安全生产。

大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第5页!如葡萄牙的内维升——科尔沃（Neves-Corvo）铜矿（其铜品位高达8%-14%）采用横向分层充填法，法国的拉让蒂耶（Largentiere）铅锌矿采用普通房柱法和充填采矿法（铅7%，锌1%的富矿断层带部位），美国的斯托尔湖（Stalllake）铜矿（铜品位＞40%，还有金、银、锌90%产量用充填法回采。我国的一些缓倾斜中厚矿床如黄沙坪铅锌矿采用充填法开采。目前国内外使用的各种充填法存在的问题，主要是生产能力低和开采成本高，有的（如胶结充填）采掘工艺复杂，充填系统庞大，技术难度高，中小矿山不易掌握。这些缺点对于矿床价值较贵的矿山并不严重，那些矿山可以用产品价值高这一优势来抵消或缓解充填法的一些缺点。但是，我国大多数缓倾斜中厚矿床价值或品位都不高，对充填法难以适应。

大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第6页!综上所述，缓倾斜中厚难采矿体的开采，存在着效率、成本、安全性、贫化损失之间的对立统一矛盾。房柱法效率较高，成本较低，但资源损失较大，若不控顶或控顶效果不好，安全条件也会恶化。采用充填法，矿石贫化损失较小，较安全，但充填作业导致成本升高，效率下降。其它采矿法也存在类似问题。国内外在开采缓倾斜矿体方面共同的发展趋势是：为了克服和缓解常规采矿法的诸多缺陷，十分注意研究和采用高效率、高回收率的采矿方法和工艺，以及高效能的采矿设备，并与科学管理方法相结合，形成一个优化的矿山生产系统，大幅度提高矿山综合生产能力，改善企业总体效益。由于发达国家和发展中国家国情不同，生产技术水平相差甚远，不同国家对于上述发展趋势所瞄准的主攻方向也有很大区别。发达国家首先把主要注意力放在发展高效能设备上，通过实现各项主要采切工艺和辅助作业的高度机械化来增加生产安全性、提高效率和降低成本，并取得了显著效果，其中比较突出的表现有如下6点：大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第7页!三、西部矿段地质特征及矿体特征

1.矿体概况矿段内有两个矿带，即产于曼岗河组地层中的Ⅰ号铜、铁矿带和产于红山组地层中的Ⅳ号铁矿带。

Ⅰ号铜、铁矿带由上而下有Ⅰc铁矿体、Ⅰ3铜矿体、Ⅰb铁矿体、Ⅰ2铜矿体、Ⅰ1铜矿体。

Ⅳ号铁矿带由南到北有二道河Ⅳ3铁矿体和鲁格Ⅳ4铁矿体。由于矿段铁矿体品位低（TFe品位22％～25％），矿石类型以菱铁矿为主，菱铁矿约占80％，目前不具开采价值，本方案设计研究对象主要为矿带I3、I2、I1铜矿体。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第8页!Ⅰ3铜矿体：位于矿带的上部，上距Ⅰc铁矿体5m左右，下距Ⅰ2铜矿体22m左右。产于含磁铁的变钠质凝灰岩及炭质板岩中。直接底板为石榴绿泥黑云白云石大理岩夹石榴绿泥黑云片岩。Ⅰ2铜矿体：位于矿带的中部Ⅰb、Ⅰa铁矿体之间，下距矿带底板标志层石榴黑云角闪片岩27m左右。直接顶底板和含矿岩石均为石榴黑云变钠质凝灰岩。

Ⅰ1铜矿体位于Ⅰa铁矿体之下15m左右，产于矿带最底部。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第9页!Ib铁矿体：为磁铁型表外矿体。矿体呈扁豆状产出于I３矿体与I２矿体之间。矿石储量158.77万吨，平均品位24.92％，含铜0.14％。I2铜矿体：为贫铜、表外铜矿体。矿体产于曼岗河组石榴黑云片岩夹变钠质凝灰岩段的上部，呈层状平行展布于Ib铁矿体与Ia含铁矿体之间。矿体倾向210°，倾角25°左右。矿体顶、底及夹层围岩为石榴黑云变钠质凝灰岩。矿体一般为单层矿，分布于A204～A232线范围，南北长2750m，东西最大宽1000m，储量计算面积1.36km2。矿体埋深268～1096m，标高-253～501m。矿体不连续，有贫铜及表外矿两种矿石品级，贫矿平均厚度3.28m，平均铜品位0.62％，储量（金属量）4.10万吨，表外矿平均厚度3.83m，平均铜品位0.41％，储量（金属量）3.28万吨。贫铜及表外矿平均品位0.51%，伴生SFe品位14.48％。Ⅰa铁矿体：呈小透镜状产于Ⅰ2和Ⅰ1铜矿体之间。断续产出，无开采价值，普查报告未计算储量。Ⅰ1铜矿体：为贫铜矿体，矿体呈似层状展布于Ⅰa铁矿体之下，倾角30°左右。矿体赋存标高-293～-118m。矿体规模小、埋深大、不稳定，仅局部达到可采。贫矿储量（金属量）2.25万吨，平均品位0.52%。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第10页!矿床工程地质类型属于坚硬～半坚硬岩石为主的中等类型的层状矿床。据现场观察，大红山中厚矿体的暴露面积在1600m2，基本上在半年内是稳定的，不会没有发生大规模的冒落。从435中段28组岩石的抗压强度试验结果，仅有1组岩石的湿抗压强度超过100MPa；湿抗压强度高于80MPa的岩石也有8组；自然含水状态抗压强度的平均值为70.1MPa。如果仅计算I3矿体间接顶板、I3矿体、Ib矿体、I2矿体和I2矿体底板岩石的抗压强度，则21组岩石湿抗压强度的平均值为51.3MPa；自然含水状态抗压强度的平均值为74.0MPa。即435中段岩石的抗压强度，低于在此以前其他单位试验所获得的上部中段岩石的抗压强度值,直接顶板和间接顶板岩石的湿抗压强度在35MPa到105MPa之间，即F系数为3.5到10.5；I3矿体、Ib矿体和I2矿体岩石的湿抗压强度则在34MPa到67MPa之间，即F系数为3.4到6.7。岩石抗压强度的数值对矿柱的稳定性有直接影响。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第11页!1.选择采矿方法的原则(1).安全和良好的工作条件。(2).充分合理的开采地下矿产资源。(3).生产能力较大，劳动生产率高。(4).生产成本低，经济效益高。(5).操作简单，易于管理。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第12页!采矿方法优化选择的方案

针对西部矿段，设计拟考虑了五种采矿方法：(1).盘漏斗空场采矿法：用于开采厚度大于10m的矿体。(2).电耙房柱法：用于开采厚度4m～8m的矿体。(3).全面法:用于开采厚度小于4m的矿体。(4).诱导崩落控顶连续采矿法：用于开采厚度5m-10m的矿体。该方法可变化为扇形中深孔连续采矿法和平行中深孔连续采矿法。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第13页!(2).回采顺序底盘漏斗空场法盘区由沿走向隔离矿柱分为上下两个采场，盘区内先采下采场，回采结束后再采上采场。采场内自上而下回采。(3).采准切割自中段运输水平开掘进风短巷和进风天井至电耙联道，然后自电耙联道开掘采场进风井至底沿，自底沿掘进凿岩上山至采场切割平巷，自切割平巷开掘切割井及充填回风井至上部充填回风顶沿。各采场端部布置一条切割平巷和两条切割天井，切割天井下与电耙道贯通，上与充填顶沿贯通，回采结束后作为充填井使用。采场回风井布置于采场端部矿柱内，下与电耙道贯通，上与顶板内回风顶沿贯通。

大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第14页!(5).采场通风及空区处理新鲜风流主要从各中段进风井经中段运输平巷进入坑内至各盘区，由盘区人行材料通风井进入电耙道、凿岩巷道，清洗工作面后，由采场端部位置的充填回风天井汇入顶板充填回风平巷。采场回采结束后，空区用掘进废石和尾砂充填处理。充填前，密闭通往空区的各出入口，即在电耙道溜井一侧砌筑混凝土隔墙，防止尾砂进入中段巷道。沿电耙道铺设脱水管进行渗透排水，并布置中孔溢流排水，排出采场充填体表层积水。采场脱出的细泥和水经中段水沟抽出排出地表。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第15页!(3).采准切割自中段运输水平开掘进风短巷和进风天井至底沿，自底沿掘进凿岩上山至采场切割平巷，自切割平巷开掘切割井及充填回风井至上部充填回风顶沿。各采场端部布置一条切割平巷和两条切割天井，切割天井下与电耙道贯通，上与充填顶沿贯通，回采结束后作为充填井使用。采场回风井布置于采场端部矿柱内，下与电耙道贯通，上与顶板内回风顶沿贯通。(4).凿岩爆破盘区内各采场自下而上回采，在回采过程中视顶板稳固情况，场内留下规则或不规则的点柱，点柱直径φ3m，点柱间距7m～8m。凿岩采用YGZ90机凿岩，孔径φ65mm，炮孔垂直扇形布置，分次微差爆破崩矿，爆破后利用爆堆进行锚杆网护顶，护顶宽度6m，锚杆长度1.5m～1.8m，锚杆网度1.5m×1.5m，采场运搬采用30KW电耙，采场溜井底部用振动放矿机装车。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第16页!2.3.3.全面采矿法(1).采场构成要素盘区沿走向布置，当矿体倾角大于250°时，盘区伪倾斜布置，控制底板角度小于250°。盘区长度48m，盘区间柱宽度3m，中段矿柱宽3m。为控制顶板暴露面积，在中段高度25m范围内，沿走向隔离矿柱将盘区划分为上下两个采场，隔离矿柱宽度3m，采场宽度45m，采场斜长平均42.7m。采场垂直走向布置，每个采场布置一条底沿和三条切割上山，切割上山间距15m。(2).采准切割自中段运输水平开掘进风短巷和进风天井至底沿，自底沿掘进切割上山至采场端部回风井，然后再开掘回风井至上部充填回风顶沿。自中段运输平巷开掘矿石溜井至采场切割上山，每个盘区开掘三条矿石溜井，矿石溜井间距为15m。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第17页!2.3.4.强制（诱导）崩落可控顶连续采矿法用于开采厚度5m-10m的矿体。该方法可变种为扇形中深孔连续采矿法和平行中深孔连续采矿法。平行中深孔连续采矿法特点，是在下盘矿体内先沿走向拉底回采，然后从圆柱拉底水平向上钻凿平行炮孔，以回采拉底水平以上的残余矿体；采下矿石在空场下出矿。若矿石可崩性好，可用扇形中深孔崩矿。(1).采场构成要素一般沿矿体倾向划分阶段和盘区，其走向长度一般可达40～50×300m，矿柱为4～6×4～6m，圆形矿柱为3m；如果矿体厚度较薄、岩矿较稳固以及嗣后不再进行回采时，可以选取最小宽度。阶段间柱一般为8～10m（如不回采时可留3-6m）。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第18页!(4).凿岩爆破在回采过程中视顶板稳固情况，场内留下规则或不规则的点柱，点柱直径φ3m，点柱间距7m～8m。凿岩采用YTP26浅孔凿岩机凿岩进行拉底，采场运搬采用30KW电耙，后中深孔凿岩采用YGZ90机凿岩，孔径φ65mm，炮孔垂直扇形布置，分次微差爆破崩矿，采场运搬采用55KW电耙，采场溜井底部用振动放矿机装车。(5).采场通风及空区处理新鲜风流主要从各中段进风井经中段运输平巷进入坑内至各盘区，由盘区人行材料通风井进入底沿、凿岩巷道，清洗工作面后，由采场端部位置的回风天井汇入顶板回风平巷。回采一定采幅后，采用深孔人工强制崩落上盘围岩，以便嗣后的矿柱回采。为了有效控制岩层和降低矿柱损失，可以采用由上而下的各阶段回采顺序，当然也可以全尾砂充填。放顶的控制是放顶处理空区成败的关键。放顶控制的主要内容是研究拉底速度（破坏矿柱的速度）与顶板冒落的速度的匹配与控制，可以实现有规律的放顶和冲击地压的避免。。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第19页!(2).降低损失贫化的措施矿体，矿体厚度、倾角及形态变化较大，要降低矿石的损失和贫化，必须从地质、设计、管理等方面采取综合措施才能取得满意的效果。(a).加强地质勘探及研究工作，认真弄清矿床赋存规律及开采技术条件，给设计及生产提供比较确切的，有关矿体产状、形态、空间分布情况、储量及品位变化规律等资料，使采矿方法和工艺参数的选择更切合矿山实际。(b).加强矿山岩体力学方面的研究与测定工作，为设计与生产提出有关的指标，使采场布置形式、矿房面积、矿柱尺寸及支护型式的计算、地压管理等工作建立在可靠的基础上，为优化设计提供较确切的数据。(c).在基建及生产过程中应加强生产探矿及矿体的二次圈定工作，使采切、落矿等工程设计建立在比较可靠的地质资料基础上。(d).生产中应加强矿山生产管理，建立健全有关的规章制度。(e).采用部分胶结充填（1：6水灰比）的替代矿柱支撑顶板，但需胶结充填系统试验成功为条件，其采矿方法可改为两步回采的采方法。(f).选用合适的回采矿柱的方法大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第20页!(2).采准切割采用大红山原有开拓系统中距离矿柱下盘一条运输平巷，掘进平巷到矿体的下盘。沿矿柱矿脉的走向，在矿柱下盘中线处打一条脉内运输通风行人平巷。长度为矿块长度100m。每隔10m向上掘进一条溜井，溜井高度为矿块的全厚即为10～15m，规格为2×2m，共打9条溜井。溜井位于脉内运输通风行人平巷的右侧2m处。每段分层高度定为2.5m，所以回采进路的高度亦为2.5m，该矿柱大概能划分4到6个分层，回采进路宽度为2m。在矿柱顶部开凿回采进路，使之与各个溜井相联通。在开始回采前沿矿体宽度进行少量的切割工作，扩大自由面，会使爆破落矿的效果更好。当分层回采进路部分矿体回采结束并且放顶以后可以开凿相应部分的的第二回采进路以及开采相应的矿体。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第21页!(c).采场通风新鲜风流由地表经平硐口进入脉内运输通风行人平巷，由溜井进入回采工作面，洗刷工作面之后又另一条溜井排除，经脉内运输通风行人平巷之后最终运出地表。在爆破后需要加强通风时采用局部风扇通风。(d).出矿浅孔落矿结束以后，采用小型电耙耙矿运距为（5～10m），将矿石爬入每10m一段的溜井中，经溜井下放到穿脉运输平巷，经装车后运至运输平巷。(e).铺设假顶金属网假顶

混凝土假顶大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第22页!2.3.7.采矿方法技术经济指标序号项目单位1)底盘漏斗空场采矿法2)电耙房柱法3)全面法4)可控顶连续采矿法1采切比m/Kt9.5817.1016.3911.72m3/Kt51．1486.8886.2159.973损失率%25.8220.3713.087.14贫化率%12.149.04.337.55盘区生产能力t/d450-500300100-300150-200大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第23页!(1).进行岩石物理力学性质试验和矿山原岩应力测试与研究。确定构造应力场和自重应力场，为岩石力学计算分析、采场和巷道的布置方式及开采顺序提供依据。(2).岩石应变性质研究。调查研究岩体构造分布规律和构造模型，进一步测试各类岩体的力学参数。(3).建立数值分析模型。模拟上下采区之间、多层矿体之间、中段之间、各盘区之间等的开采顺序，研究顶板、夹层、矿柱的应力分布规律及断裂的形成和发展。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第24页!(7).爆破振动是影响矿柱稳定和地表边坡的重要因素之一，生产中建立爆破测试系统，以便采取合适的爆破方法。(8).加强在采场顶板管理和空区处理方面研究，为今后通过更多的生产实践在更大的范围和进一步得到完善奠定基础。(9).加强地质勘探和生产探矿，尽量减少二次圈定矿体出现的误差。(10).采用叁卷筒电耙绞车和抛绳枪技术以及电耙清底工艺，进一步提高出矿效率，杜绝人员进入采空区悬挂滑轮和其它作业，安全有效地回收底板残留矿石。(11).若顶板不稳，通过进一步试验研究，选择锚杆的品种和类型，以降低支护费用。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第25页!2.主要研究内容和设计指标(1)、综合考虑安全、经济、高效率等因素，进行采矿方法选择和合理化设计；(2)、空区控顶参数的研究；(3)、采矿工艺方案的研究；(4)、采矿工艺技术指标研究。设计指标是：(1)、矿石贫化率：5-10%；(2)、矿石损失率：15%；(3)、矿块平均生产能力：100～150t/d（单侧后退式采场）、150～240t/d（由中央向两侧后退式）。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第26页!

二、缓倾斜矿体开采的国内外研究现状与发展

我国许多金属矿床和大部分非金属矿床都属于缓倾斜矿床，一直采用常规方法开采，效果普遍不好，尤其是用传统方法开采在我国占有很大比重的中厚缓倾斜矿体时，以及开采厚度虽然不大，但顶板岩石稳固性不好的缓倾斜体时，问题更多。因此，此类矿体至今仍被认为是难采矿体。前者，由于没有找到更有效的开采方法，长期来国内多数矿山不得不采用房柱法或底盘漏斗分段空场法，虽然可提高开采的安全性，但因在底板岩石中的采切工作量大，导致千吨采切比很高（有的高达30-50m/kt），开采成本也很高，矿块或采场生产周期长。开采厚度小于7-8米的矿体时，问题更严重。由于存在这些严重缺陷，发达国家已很少采用此类方法，而用其它方法代替。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第27页!目前，国内斜中厚矿体一般采用房柱采矿法和有底部结构的分段空场采矿法，少数矿山采用留矿全面采矿法、爆力运搬空场采矿法和分段崩落采矿法等。目前国内在缓倾斜厚—中厚矿体开采方面应用的房柱法方案主要有：浅孔普通房柱法、浅孔喷锚及人工点柱房柱法、普通中深孔房柱法、浅孔预控顶中深孔房柱法和中深孔超前切顶房柱法等几种较点型的方案。为保障人员和设备的安全，防止局部的复杂地段造成的安全威胁，扩大房柱法的使用条件，采场护顶技术得到了发展，如锡矿山采用的锚杆护顶采矿法、湘西金矿采用了切顶喷锚网控顶房柱法、牟定铜矿采用了中深孔超前切顶结合电耙出矿房柱采矿法。房柱采矿法目前存在的主要问题是，矿柱损失大；对于围岩稳固性较差的矿体开采进入采场作业人员和设备受到的安全威胁大；采用切顶进行预控顶时采矿成本会大幅度提升，对于矿石价值较低的矿床开采又不合理。

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(1)、为了扩大无轨采矿设备在普通房柱法中的适用范围，创造了沿走向推进的对角式斜巷房柱法、下向阶梯式房柱法和斜交走向推进的房柱法。

(2)、随着天井爬罐和深孔凿岩设备的不断改进，锚索护顶技术的推广，天井深孔采矿技术的应用范围日益扩大，芬兰H600RL型全自动化液压机组的研制成功，使天井深孔采矿技术进入了一个新阶段。

(3)、在深部地区地压增大或矿石品位较高的情况下，不宜采用分段空场法和房柱法回采时，分条连续充填法和房柱充填采矿法得到成功应用。

(4)、为了提高凿岩效率，降低能耗和改善作业环境，使用大型液压凿岩台车的矿山日益增多，采矿进路断面和分层高度也随之增大。目前厚度小于6-8m的矿体，一般都不再分层回采，劳动生产率和采矿强度大幅度提高。

(5)、遥控铲运机的应用日益增多，自动化程度进一步提高，对于提高回采效率，减少资源损失，以及改善作业条件，保证生产安全等都起到了很好的促进作用。

(6)、广泛使用各种锚杆台车，不仅节约了大量坑木，而且加快了支护速度，改善了安全作业条件，采场控顶高度和跨度相应增加，有利于无轨设备的推广应用。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第29页!2.Ⅰ号铜铁矿带地层特征及矿体对比.矿带地层特征Ⅰ号铜、铁矿带位于曼岗河组石榴黑云片岩夹变钠质凝灰岩段的中上部。矿带顶板地层为曼岗河组的白云石大理岩段，直接顶板为灰白色块状长英白云石大理岩，厚25m。与含矿带接触处有数分米至1—2m含锰而显浅玫瑰红色的灰白色质纯白云石大理岩，特征明显，且在全区稳定，是Ⅰ号铜、铁矿带顶板很好的标志层，可作为对比基准线（图3-1、3-2）。矿带主要岩性由一套含铜含铁的石榴绿泥黑云白云石大理岩、变钠质凝灰岩及石榴绿泥黑云片岩组成，岩性较为复杂。矿带底板地层为暗绿色石榴白云黑云角闪片岩。石榴石个体粗大，呈眼球状，岩性单一，特征明显，可作为矿带底板标志层。

大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第30页!Ic铁矿体：产出于曼岗河组第三岩段顶部，为菱铁、磁铁矿型以菱铁矿型为主的表外及贫矿体。贫矿储量305.94万吨，表外矿2513.83万吨。I3铜矿体：为I号铜铁矿带中最主要矿体。矿体产于曼岗河组石榴黑云片岩夹变钠质凝灰岩段的上部，呈层状平行展布于Ic铁矿体与Ib含铁矿体之间。矿体倾向230°，倾角27°左右。矿体顶板为石榴黑云白云石大理岩，夹层和地板为石榴黑云片岩。矿体相对稳定，一般为单层矿，分布于A210～A235线范围，南北长2400m，东西最大宽1200m，储量计算面积1.82km2。矿体埋深258～944m，标高-217～503m。有富铜、贫铜及表外矿三种矿石品级，富矿分布于214～232线间，平均厚度3.23m，平均铜品位1.20％，储量（金属量）10.74万吨。贫矿平均厚度5.58m，平均铜品位0.62％，储量（金属量）11.38万吨，表外矿平均厚度3.56m，平均铜品位0.38％，储量（金属量）3.16万吨。富铜、贫铜及表外矿平均铜品位0.78%，伴生SFe品位17.53％。

大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第31页!四、西部矿段矿体的开采技术条件

矿体顶底板及夹层岩性特征及矿层的矿体形态，产状空间位置等见相关平剖面图。主要物理参数如下：矿岩平均体积密度：含铁铜矿石 3.05t/m3围岩及夹石 2.90t/m3松散系数： 1.71自然安息角： 40°30′～41°00′矿岩湿度： 0.04%抗压强度： 矿石 101.30Mpa岩石 54.93～173.4MPa大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第32页!五、采矿方法研究

优化采矿方法及其工艺过程是本项研究的重点，也是技术难点。主要内容包括采矿方法优选和优化设计。西部矿段的主要开采对象Ⅰ3、Ⅰ2及Ⅰ1矿体，呈缓倾斜～倾斜、层叠状产出，矿体间夹层厚度从几米到几十米不等。矿体倾角在17°～43°之间，平均倾角27°。矿体厚度在1.0～21.2m之间，平均厚度4.71m。矿围岩均稳固。矿体埋深在258～944m之间。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第33页!2.采矿方法选择与设计

步由本课题同行对采矿方法进行选择，结合西矿段缓倾斜矿体的采矿技术条件，创造性地提出或选出了五个技术上可行的采矿方法方案，在采场结构上，既要革除底盘漏斗底部结构，克服中厚矿体采矿法采切比大、采场准备周期长的缺点，又要尽量保留其在专用巷道中完成穿爆和出矿作业，因而生产比较安全的优点。第二步对这些可行的采矿方法方案的特点、结构参数和采准切割工程布置及其回采工艺、优缺点和最有利的适用条件等方面进行优化相关参数及工艺。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第34页!2.3.回采工艺2.3.1.底盘漏斗空场充填法(1).采场构成要素盘区沿走向布置，当矿体倾角大于270°时，盘区伪倾斜布置，控制底板角度小于270°。盘区长度36m，盘区间柱宽度5m，中段矿柱宽5m。为将顶板暴露面积控制在1600m2以内，在中段高度25m范围内，沿走向隔离矿柱将盘区划分为上下两个采场，隔离矿柱宽度5m，采场宽度31m，采场斜长平均40m，顶板暴露面积平均1440m2。采场垂直走向布置，每个采场布置两条电耙道和两条凿岩上山，电耙道间距15m。矿体厚度小于12m时，凿岩上山单层布置；当矿体厚度大于12m时，凿岩上山采用多分层布置。底部漏斗高度7m～8m，漏斗间距6.5m～7.5m。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第35页!(4).凿岩爆破采用YGZ90机凿岩，孔径φ65mm，炮孔垂直扇形布置，采用小抵抗线、大眼底距的布置形式，以加强炮眼密度，减少大块率，排间距1.0m～1.2m，孔底距2.5m～2.8m，控制孔深≤15m，导爆索与非电毫秒管复式起爆系统，2#岩石粉状炸药爆破，装药器装药。落矿块度≤500mm，大块在电耙道进行二次破碎。采用55KW电耙运搬，采场溜井口加格筛，底部用振动放矿机装车。若矿体顶板岩石节理较为发育，岩体被切割成块状，为避免回采过程中随着顶板暴露面的加大，顶板大块逐步掉落而产生贫化，随着出矿的进行，大块提前溜至漏斗产生堵塞，造成矿石损失；同时，为提高盘区的出矿能力，盘区内各采场大爆破次数控制在1～2次为宜，并采用小补偿空间挤压爆破方案，补偿空间系数控制在12％～20％左右(须经过试验确定)。采用留矿空场法的方式，即每个采场在每次崩矿后只进行松动出矿，待采场内矿石崩落完毕后再进行大量出矿。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第36页!2.3.2.电耙房柱采矿法(1).采场构成要素盘区沿走向布置，当矿体倾角大于250°时，盘区伪倾斜布置，控制底板角度小于250°。盘区长度36m，盘区间柱宽度3m，中段矿柱宽3m。为控制顶板暴露面积，在中段高度25m范围内，沿走向隔离矿柱将盘区划分为上下两个采场，隔离矿柱宽度3m，采场宽度33m，采场斜长平均27.6m。采场垂直走向布置，每个采场布置两条电耙道和两条凿岩上山，电耙道间距18m。(2).回采顺序盘区由沿走向隔离矿柱分为上下两个采场，盘区内先采下采场，回采结束后再采上采场。采场内自上而下回采。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第37页!(5).采场通风及空区处理新鲜风流主要从各中段进风井经中段运输平巷进入坑内至各盘区，由盘区人行材料通风井进入底沿、凿岩巷道，清洗工作面后，由采场端部位置的充填回风天井汇入顶板充填回风平巷。采场回采结束后，空区用掘进废石和尾砂充填处理。充填前，密闭通往空区的各出入口和矿石溜井，防止尾砂进入中段巷道。铺设脱水管进行渗透排水，并布置中孔溢流排水，排出采场充填体表层积水。采场脱出的细泥和水经中段水沟抽出排出地表。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第38页!(3).凿岩爆破盘区内各采场自下而上回采，在回采过程中视顶板稳固情况，场内留下规则或不规则的点柱，点柱尺寸2.5m×2.5m，点柱间距8m～12m。凿岩采用YTP26浅孔凿岩机凿岩，分次爆破崩矿，爆破后利用爆堆进行锚杆护顶，采场运搬采用30KW电耙，采场溜井底部用振动放矿机装车。采场通风及空区处理与房柱法相同。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第39页!(2).回采顺序盘区由沿走向连续回采，回采一定采幅后，采用人工强制崩落上盘围岩，以便嗣后的矿柱回采。(3).采准切割自中段运输水平开掘进风短巷和进风天井至底沿，自底沿掘进凿岩上山至采场切割平巷，自切割平巷开掘切割井及回风井至上部回风顶沿。各盘区端部布置一条切割平巷和两条切割天井，切割天井下与电耙道贯通，上与顶沿贯通，回采结束后作为充填井使用。采场回风井布置于采场端部矿柱内，下与电耙道贯通，上与顶板内回风顶沿贯通。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第40页!2.3.5.损失与贫化(1).损失与贫化设计中,所留的各类连续矿柱不考虑回采,另外，房柱法及全面法盘区开采过程中，视矿体产状和顶板的稳定程度留下规则点柱或不规则点柱，此类点柱也不考虑回采，用于支撑顶板。经计算，所选取的五种采矿方法中，底盘漏斗空场法损失率最高，达到26％,损失率高的原因主要是盘区所留连续矿柱尺寸相对较大，矿柱损失达到23％。由于地质报告所提矿岩物理力学试验指标不具代表性，目前所选矿柱尺寸可能略显保守，在下阶段采矿方法试验和生产中进一步优化盘区结构尺寸，以降低损失率。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第41页!2.3.6.盘区充填条件下回采矿柱的分层进路崩落法盘区尽管采用矿柱支护，为实现各项工艺指标的优化，要回采矿柱以达到最大限度的资源开发。本次开采的矿体矿柱厚度一般6-10m，矿体厚度为8-10m。矿柱形状呈近水平状。矿体周围为尾砂或废石充填料。(1).矿柱布置和要素由于该矿山在回采矿房时采用的是充填法回采矿房，所以为了防止充填料的渗入，矿柱两侧各留0.5～1m矿壁不进行回采（如果充填料具有自立性，胶结体，也可不留矿壁全部回采）。所以宽度为10米的矿柱真正回采的宽度为8～9m，走向长为100m，厚度为8～9m，分层高度定为2.5m（可根据条件来适当调整）。大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究共47页，您现在浏览的是第42页!(3).矿块回采回采方式为从分层（顶层）逐渐向下进行回采，即为下行式回采。每一分层采用后退式回采(由两侧向中央后退式回采)。随回采进路的推进而依次进行放顶。同一水平的分层由上盘向下盘同时回采，相邻矿块回采超前2～3个进路。(a).凿岩采用轻型凿岩钻孔机YT-25。孔径为40mm，孔深0.5～2m。回采进路采用正面凿岩，矿体厚度大时采用梅花形或棋盘式布置炮孔。厚度小时采用之字形布置炮孔。凿岩时进行进一步的探矿，摸