空场采矿法的矿柱回收与空区处理

·8· 甘肃有色金属 第 17卷 第 2期 空场采矿法的矿柱 回收与空区处理 张 文斌 (白银有 色金 属公 司 甘肃 白银 730900) 摘 要 空场采 矿 法 的矿 柱回 收和 空 区处理是 该采 矿 方 法的 难点 ，本 文 正是基 于 多年 的 生产 实践 ， 总结出不同矿岩条件下的顶柱、间柱、底柱回收和空区处理的工作经验 ．希冀对同类型矿 山有所借 鉴 。 关 键词 矿 柱 回收 空 区处理 残 矿回 收 空场 采矿 法 金属 矿 山 1 前 言 空场采矿法 具有矿房采矿 围岩边 界易 于 控制，贫化、损失率低的特点。矿房爆破因 采用多排 同段微 差挤压爆破等新技术 ，大块 率低，出矿效率高。由于矿柱矿量一般 占矿 房矿量 的 38~40 ，所 占比重 较大 ，如不能 很好回收，将会增大矿石损失 ，降低经济效 益，而且矿房回采后形成较大空区，不及时 处理将给采场的稳固及安全生产造成隐患， 因此空区处理和矿柱回收 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 成为该采矿方 法的关键 。白银公 司辉铜 山矿 、深部铜矿在 空场法矿柱 回收及 空 区处理 中采用不 同的方 法取得一些值得借鉴的经验，矿柱矿石回收 率 达 到 84．5～ 86．7 9／6，损 失 率 10．7～ 13．25 ，贫化率 8．5～ l1．4 。 2 矿 柱 回采 方 法 矿柱崩落通常采用深孔、中深孔、药室 和浅孔等 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。如果 实际情况允许 ．将上述 几种方法有针对性地联合使用能产生更好的 效果 。在 回采 中以中深孔为主 ，对复杂地段 辅以深孔和药室，每米炮孔崩矿量控制在 5t 以内 ，可获得破碎均 匀的矿石 。为此 应开掘 必要的凿岩巷道或硐 室 ，为深孔 、中深孔凿 岩创造条件 ，以便更多更好地回采矿柱 。 2．1 分段凿岩 阶段 空场采矿 法的矿柱 回采 阶段高 60m，矿块长 50m，凿岩分段高 10m，底 柱高 1lm，顶柱高 9m，间柱宽 8～ 10m。先开掘间柱天井，在天井中依次开凿二 次破碎巷道、拉底巷道、漏斗或崭沟、分段 凿岩巷道等 ，然后掘进 中央切井及 切割巷道 。 根据已控制 的矿体边 界 ，在分段凿岩巷道用 YG一80或 YG一90型钻机施 工上 向扇形炮 孔 。以切割天井 为 自由面 ，拉开切割槽 ，然 后从两侧向切割槽依次爆破 ，直到矿房矿量 回采完成 。辉铜 山矿矿房 回采完毕 ，上 盘围 岩暴露 面积 达到 3000m ，深 部铜 矿 41#矿 体 空 场 采 矿 法 矿 房 回采 后 上 盘 暴 露 面 积 1372m ，矿房 回采结束后 务必以最快 的速 度 进行 矿柱 回收 。 在未经充填的采场中回收其矿柱，用大 量装药一次崩落一个天井的间柱及相邻两个 采场的顶底柱。间柱和底柱用垂直扇形中深 孔 ，顶柱用水平倾斜中深孔或辅加深孔。每 次爆破 范围为一个天井 间柱及该 天井相邻采 场各一半顶柱成 “T”型。上中段底柱与下中 段顶柱同时回采时，仍以一个天井间柱为中 心成 “T ”型。崩落的矿石利用该中段底部 结构放 矿 。为保证 下中段作业安全 ，在爆破 收 稿 日期 ：2002—03 作者简介：张文斌 (1964一)．男．采矿。I 程师．大学，1988年毕业于南方冶金学院采矿专业。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 l7卷 第 2期 空场采矿法 的矿柱 回收 与空 区处 理 ·9· 前 放矿 中段 底柱 以上 预 留 lOb 20m 厚 松散 矿石作为 “爆破落矿缓 冲垫层”，暂不放 出 。 2．2 采用合理 方式充分 回收 顶柱 2．2．1 盲 井、中深孔凿岩 回收顶柱 在矿柱 回采 中丢矿 和产生大块 的情况 多 发生在顶柱回收部分 ，这是因为：①顶柱矿 量占矿柱量的 28~38 ；②顶柱回采凿岩爆 破难度较大 ，爆破效果 难以控制 。虽然在两 端间柱设 有顶柱天井凿 岩硐 室 ，但是因矿块 长 50m，用 YG一8O钻机施工，有相当部分 矿 石控制不到 ；用 EA一8O钻机施工也 由于 有采场中央切割井及矿体形状不规则等因素 影响 ，难 以控制顶柱全 长。因此对顶柱 中部 矿量采用以下回采方法： (1)在矿体下盘崩落带以外 (指采场高 度而言，从底部结构的顶端划分崩落带)，一 般距采空区边缘不少于 3m处下掘地井凿岩 硐 室，同时用浅孔钻机钻 凿 2～3个 直径 ~100mm 孔与矿房 空区联通作为排水孔 ，在 地 井凿 岩硐 室 中用 YG一8O或 YG一100型 钻机施工水平倾斜炮孔 。 (2)矿房回采前在切割天 井中施工 凿岩 平台，以切割井为中心 360。范围布孔，提前 将 顶柱中部 中深孔施工完成 。 这两种方法对于最大限度回采顶柱效果 显著。但是第一种方法是在采空区附近作业， 必须对围岩稳固程度做周密调查 ，在保证作 业安全 的前提下 进行 。 2．2．2 矿柱下盘布置 回采巷道回收顶柱 由于深部铜矿 41#矿体顶柱上部 1655 水平 以上 区域 残存 着原露天采场约 4万 吨矿 石，因此确定如下回收方案：同次爆破顶柱 及残矿 ，顶柱超前上 部残矿 ，以下部空场为 自由面分层微差爆破。残矿首先在靠近下盘 微差爆破形成切槽，随后侧向崩矿，崩落矿 量 4万吨 。顶柱 回收 ：在 1647水平的下盘脉 外 处开掘总 长 47m 的放顶凿岩巷道 ，进行顶 柱回收的凿岩爆 破施工 。炮孔 采用倾斜 排面 和垂 直排面两种方式布置 ，顶柱 采用深孔 回 采 ，残矿 回收采用 上向扇型中深孔排 面 。 (1)凿岩参数 顶柱 回收的倾斜 排面共有 3排 ，排 面角 (排面与水平面的夹角)分别为 5。、12。、19。， 各排 面内孔底距 2．5m，孔径 ~lOOmm，3排 面之 间孔底距 2．6m。垂直排面共有 26排 ，排 距 1．6m．孔 底 距 1．4～ 1．6m，炮 孔 直 径 ~60mm。炮孔 总长 3183．6m (其 中 1OOmm 孔 1360．7m， 60mm 孔 1822．9m)，平均孔 深 17．5m，崩矿量 4．77t／m。残矿回收采用小 抵抗线 ，大孔底距布孔参数 ，排距 1．2m (拉 槽 1．Om)，孔底距 1．8～2．4m，炮 孔密集系 数 1．5～2．0，炮孔 直径 ~60mm，炮孑L总长 6049m，崩矿量 4．1t／m。凿岩设备分别采用 YG一8O型 凿 岩机 和 YQ一100型 浅孔 凿 岩 机 。 (2)顶柱、残矿崩落方式 顶柱爆 破根 据雷管实际段数 ．分成东 西 两个 区。首先爆 破东区 ，为上部 残矿 回收创 造条件 ，然后 回采西区 。两区均 以下部 空场 为 自由面采用非电导爆管毫秒延期雷管 由下 而上分层微差爆破，共分 3层，每层划分范 围。第一层炮孔倾角小于 1O。，第二层炮孔倾 角 15～2O。，第三层炮孔倾角 3O～50。，根据 毫秒延期时间和矿房回采爆破经验，3层雷 管段数为东区 2、4、6段，西区8、1O、12段， 每一同段爆破层厚度 3～4m。1655水平以上 残矿回收，分两个区进行多排同段微差挤压 爆破。一区在矿体下盘，作为拉槽区，雷管 段数 为 1O、12段 ，二 区为大量 落矿 区 ，雷管 段数 为 13、14、15段 ，同段 爆 破层 厚 度 为 3．6m。爆破所采用炸药为粉状铵松蜡炸药。 装药 系数 ：顶 柱 采 用 0．47，残 矿 回 收采 用 0．85。 (3)爆 破效果及 主要技术指标 将矿柱 和上 部残矿进行一次 回收 ，同时 解 决 了顶柱 、残矿 回收的 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 和空 区安全隐 患 。爆破后 对空区上盘进行 了观测 ．未发现 明显岩移现 象 ，距矿块最 近的一 中段运输巷 维普资讯 http://www.cqvip.com · 10· 甘肃有色金属 第 17卷 第 2期 道、1627水平铲运机硐室、底部结构等主要 工 程和相应 区域 的设备设施未受影响 ，爆 破 效果比较理想 ，同时取得了较好的技术经济 指标 和经济效益 ( 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1)。 表 1 矿柱 及残 矿 回采 主要技 术经 济 指标 2．3 VCR 采矿法的矿柱 回收 2．3．1 矿柱 回收前概况 深 部铜 矿 VCR法 采场选 择在矿 岩稳 定 性较好的东部 1#主矿体 300 400勘探线、 1627～1595水平范 围内，自东 而西布置 3个 矿房 采场和 2个间柱采场 。矿柱 回收 区域 主 要在 1627水平 以上 、325～342勘探 线范 围 内。该范 围位于露天采场底部 ，实际标 高 1649m。294～325勘探线区域为露天矿东边 坡延伸部分 ，东边坡 1639水平 以上用无底柱 分段崩落法回采结束，其上部为矿岩覆盖层 ， 厚度 约为 20~25m。在矿柱 回采前 已形 成 3 个 VCR法 凿岩 硐室，其 中 1#硐室 采用 VCR法 回采完毕 ，形 成 1627～1595水平 的 采空区，空区暴露面积 412．5m ，高 36．5m， 空区体积 13048．8m。；3#凿岩硐室暴露面积 522．5m ，空区体积 2351．3m。；5#凿岩硐室 暴露面积 684m ，空区体积 3078m。。在 2#穿 脉 与 1#、3#凿岩硐 室之间均有 5～7m 厚的 间柱 ，3#与 5#硐 室之间 ，8#穿 脉与 5#硐 室 之间有 8m 厚 的间柱 ；8#穿脉 、5#硐 室顶 柱厚 21～23m。 2．3．2 初次矿柱 回收 VCR采矿法在 1#采场 回采完毕后 ，确 定 了 1#、3#、5#凿岩硐室顶柱 、间柱一 次 性回收方案。在 3#、5#凿岩硐室之间的间 柱 中钻 凿 了规 格为 1．5×1．5m，深 为 1．5m 的 10个硐室作为爆破药室来削掉该间柱，在 8#穿脉中开凿 4个 中深 孔凿岩天井 ，2#穿 脉 中开凿 5个 中深 孔凿岩天井 。以凿岩天井 为基础施工倾斜扇 型 中深孔控制 顶柱矿量 ，2 #穿脉 、8#穿脉 中深 孔布置 的边孔 角为 45。。 该 方案 一次装 药总 量 为 38．2t。实际爆 破效 果 ：5#硐室形成一个 宽 9．5m，高 12．4m，长 l1．5m 的空场 ，3#硐室仅 与 1639m 巷道 贯 通 ，2#穿脉形成一个宽 3．5m的漏矿崭沟，8 #穿脉基本拒爆 。 2．3．3 原 因分析 (1)地表是原露天采场，节理裂隙发育， 中深孔施工夹钎率高，顶柱支护时所用锚杆 对第一层中深孔施工影响很大，凿岩很难达 到实 际位 置 。 (2)间柱 凿岩边孔角 为 45。，未能充分控 制间柱矿 量 ，从 而导致顶柱 不能 回收 。 (3)1639水平以上边坡实际标高及位 置、采矿情况资料不确切，使 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 产生差异。 (4)初始爆破 自由面不充足 ，爆 破效果 不理想 。 (5)顶部锚杆金 属网喷砼支护所 形成的 拱型结构对顶柱的支撑作用明显 ；药室爆破 时 自由面封堵方式不 完善 ，影响 间柱爆 破效 果 。 2．3．4 摸清地质情况，因地制宜确定矿柱回 采方案 VCR法 采场 矿柱 的初 次 回收 充分 说 明 了矿柱 回收的爆 破规模 、难 度较大 ，以及地 质资料的重要性。因此在回采前，必须首先 摸清地质情况和矿柱受力情况，尤其是露天 转井下开采的矿山，尤为重要 。针对 VCR法 采场矿柱 回采 过程中所遇到 的问题 ，我们采 取 了以下 补救措 施 。 (1)8#进 路 用 浅 孔 钻 机 重 新 施 工 ~100mm 的深 孔 ，首 先钻凿数个垂 直孔 贯通 地表，摸清顶柱实际厚度，给回采设计提供 详实的资料。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 17卷 第 2期 空场采矿法的矿柱回收与空区处理 (2)在 3#硐室联络巷道 距硐室 5m 处上 掘天井，然后向 5#硐室方向拉开 10m 中深 孔凿岩巷 道 ，用 YG一90钻机施工 垂直扇型 中深孔 ，水平孔 深 25m，排距 lm，孑L底距 1．6 ～1．8m，在所 有间柱 内开掘深孔 凿岩硐室 ， 施工 8～ 9个 ~100mm 深孔 ，孔 深 34m，充分 控制 间柱 。 (3)以 1#硐室作 为一个独立 回采单元 ， 在硐室西侧 回采 巷道 中间 和端部 补充 切割工 程形成初始落矿 自由面；间柱回采排位进行 孔加密 ，硐室侧面、正面增补中深孔排位严 格控制顶柱矿 量。 (4)1#硐 室 、3#～5#硐室矿 柱回采分 两个步骤进行分次爆破。 以 1#采场为例，炮孔总长 4744．1m，承 担矿 量 4．7t／m，崩 落矿 量 22396吨，品位 2．272％，矿 石 含 铜 479．08吨，贫 化 率 5．8 ，损失 率 4 ，炸药 总量 13吨 ，单耗 0．58kg／t。爆破充分采用了孔底起爆技术和 多排 同段爆破技术 。根据 实际情况 同段起爆 矿体厚度与采幅比略大于 0．8。矿柱回采块 度均匀，大块率为 3 ，效果很好。 3 空 区处理 用人工强制崩落围岩充填空场。根据矿 山具体情况：(1)地表允许陷落；(2)崩落 矿岩 空场破坏后 ，不存 在影 响周围矿体正常 开采 ；(3) 围岩相对稳定 ，具有在一定时期 内形成暂时空场的条件。 辉铜 山矿在一 、二 中段矿柱凿岩的 同时 ， 认真计算 了矿柱 回收后所形成 的围岩 自然崩 落范围和塌 陷角 。地表是 20m 深 ，40m 宽 ， 200m 长的露天采场。在地表上下盘围岩各 20m 垂直开凿 1条 10m 长 的凿岩硐室 ，每侧 5个 ，共 1O个 。用 YG一8O钻机突击凿岩，人 工强制崩落 围岩后 ，一 、二 中段矿柱 同时进 行 阶梯后退式 回采 ，由二 中段集 中出矿 ，取 得 i'较好的效果 。 深部铜矿 41#矿体矿柱回收之前，分别 在 1667m、1680m边坡 自然崩落范围内施工 中深孔凿 岩巷道 ，钻凿 e955~60mm 的 中深 孔 10800m 和 100mm 的深孔 600m。首先 崩 落边坡矿岩并从井下 1657水平回收。共计回 收边坡矿 石 73200吨 ，矿石含铜 ll12．64吨 ， 增创利 润 116万元 。 4 加 强技 术 管理 工作 ，降低 贫 化 、损 失 率 空场采矿法的矿柱矿量约占采场总量的 38～40％，而且矿柱回采难度比较大，必须 把现场技术管理工作始终贯穿于矿块回采的 全过程 。 4．1 摸 清地质条件 ，全面掌握矿房 回采情 况 在矿房 回采的同时 ，必须着眼于矿柱 回 收工作，认真收集回采过程中矿岩赋存变化 情况 。并通过现场生产对所收集的资料进行 校验 ，在切实 可靠 的基础上 制定 并实施矿柱 回采 方案 。 4．2 严格 管理矿柱回采施工质置 所 有 的矿 柱 回采 工 程 必 须加 强 现 场 施 工、验收管理，根据设计逐排逐孔对排间距 、 孔角度 、孔底距 、孔深等情 况进行检查验 收 ， 绘制 出相应 的炮孔验收 图。对 于一些透孔在 装药时必须 进行孔底处理 4．3 坚持施工设计 会审制度 矿柱 回采过程 中的总体方案 ，必须 由采 、 地、测人员共同会审，设计不经会审或无设 计施工管理 ，都会导致不 良后果 ，造成损失。 5 结束 语 空场采矿 法中的矿柱 回收是该采矿 方法 使用成功与否的核心，尤其是矿山有限的资 源充分回收与利用和提高综合经济效益的关 键。矿柱回采方案的实施 ，从一个侧面反映 出矿山综合管理水平。确定合理的矿柱回收 方案 ，对贫化、损失率的控制和提高矿山的 综合管理水平，保证矿山生产的正常进行有 明显 的效 果 。 维普资讯 http://www.cqvip.com