伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法在缓倾斜薄矿体开采中的应用(共6页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法在缓倾斜薄矿体开采中的应用研究梁乃跃，杨鹏，吕文生，于跟波（北京科技大学，土木与环境工程学院，北京，）摘 要：缓倾斜薄矿体的回采一直是采矿方法设计上的难点，国内外尚无很好的采矿方法可供参考。文章介绍了伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法在山东黄金集团三山岛金矿平里店矿区实际应用情况。实践表明该方法应用于缓倾斜薄矿体，能很好地解决全面采矿法顶板支护、采空区塌陷和矿石搬运困难等问题，降低了损失贫化率，取得了良好的经济效益。该采矿方法对于类似的缓倾斜薄矿体的开采具有一定的借鉴意义。关键词：伪倾斜；缓倾斜薄矿体；胶结充填；回采Application of

2、Pseudo inclined single mining tailings cemented filling mining method in gently inclined thin ore body mining LIANG Naiyue,YANG Peng,LV Wensheng,YU Genbo(School of civil and environmental engineering,University of science and technologe Beijing,Beijing,China)Abstract:The mining method of gentle incl

3、ined thin orebody is a difficulty for mining design and there is no good solution in our country up to now.This paper introduces an application of pseudo inclined single mining tailing cemented filling mining method in Shandong Gold Groups Ping Lidian gold mine of San Shandao Gold in Lai Zhou city.T

4、he application shows that this method applied in gentle inclined thin orebody can solve the difficulties of roof support,subsidence of stop and surface and ore transport met in the overall mining method,it also reduces the loss rate of dilution and gets good economic benefit.Moreover,this method sup

5、plies a reference in the excavation of other gentle inclined thin orebody.Key words:pseudo inclined;gentle inclined thin orebody;slicing and backfilling mining method;stoping前言随着我国国民经济的高速发展，贵重金属产量和对矿产品需求量也快速增长，同时贵重金属价格也不断上扬。因此，探讨矿产资源的安全、高效回收从而提高效益对于矿山企业是非常重要的。山东黄金集团平里店矿体是典型的缓倾斜薄矿体，且围岩稳固性较差，顶板管理较困难，安

6、全性较差，此类矿体的回采一直是采矿工作的难点，许多矿山采用了各种采矿方法进行此类矿体的回采。开采该类矿体的实践中，崩落矿石不能完全借自重从底部放出，一直存在着放矿难、回收率低、贫化损失大的难题。部分矿山因缓倾斜薄矿体无合适的采矿方法回采1，不仅造成矿山效益降低，而且采矿过程中安全技术问题不能很好解决而出现人员伤亡等事故。作为矿业工作者，探索缓倾斜薄矿体的采矿方法、采矿工艺，和更加完善的技术管理，进一步提高矿山企业的经济效益是不可推卸的责任。笔者根据国内开采缓倾斜薄矿体的研究以及山东黄金平里店矿开采缓倾斜薄矿体的实践，将陈述伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法在平里店矿开采中取得的良好的经济和社会效益。

7、1 工程概述平里店矿区位于山东省莱州市市区东北13公里处，矿区面积0.48平方公里。该区位于沂沭断裂东侧胶东古隆起西部，栖霞复背斜西部北翼，招掖成矿带西部，所处大地构造单元属中朝地台胶辽台隆胶北隆起，组成隆起带的基底为太古界胶东群和下元古界粉子山群的变质岩系2。矿区内地质构造主要以断裂构造为主，断裂构造共有五条，其中成矿期断裂有两条，是主要控矿构造，金矿体赋存于其中。矿体走向15左右，倾向南东，倾角525，平均为8，为缓倾斜矿体。厚度0.150.78 m，平均0.38 m，厚度变化系数146%，属于厚度变化不稳定型薄矿体。金品位2.508.5010-6，平均品位5.4110-6，品位变化系数1

8、67%，属于有用组份分布不均匀型3。矿体围岩不稳固，采场的顶板稳固性较差，顶板管理较困难，安全性较差。平里店矿区原采用的采矿方法为全面采矿法，见图1。矿体按阶段高度15 m，走向长4060 m，垂直走向每1015 m施工切割出矿巷将矿体分为1015 m长的小短壁进行回采，回采工作分两步进行，先采切巷以上，超前50 m以上，再采切巷以下底柱。根据地质及开采技术条件采用工作面临时支护全面法采矿，用水压支柱、木立柱、人工矿柱、自然废石柱进行护顶，整个矿块斜长沿走向一次开采矿层全厚。先在切割巷内施工人工矿柱，水压支柱系统随着回采的推进临时支护采空区，废石段留柱子支撑顶板，当工作面推进到一定距离后，根据

9、采场顶板情况再施工人工矿柱，以此来管理地压。回采过程中进行矿、岩的分采分爆工作，岩石倒入采空区，矿石由人工推车推至斗口中，再由运输平巷装车运至中段斜井车场，进入矿山提升系统。图1 山东黄金集团平里店矿区全面法标准设计图Fig.1 The standard design drawing of overall mining method in Shandong Gold Groups Ping Lidian gold mine该采矿方法虽然在一定程度上满足矿山的生产需要，但也存在诸多问题：一是虽然在回采过程中对矿、岩进行分采分爆工作，但为了确保工人的作业安全，仍留有大量矿柱，一般回收率很低，甚至不

10、能回收，影响资源的充分利用和经济效益的提高；二是作业不安全，在生产过程中上盘经常发生大片冒落，虽然采取了管缝锚杆、架设木支柱等支护措施，但顶板冒落还时有发生，对于工人的安全尚存在严重隐患。同时在回收液压支柱的过程中，部分液压支柱往往会成为死柱，造成一定的经济损失。三是工人在采场内用推车运送矿石费时费力，也影响工作效率。四是采场回采后原岩应力平衡状态破坏，使得原岩应力重新二次分布，造成部分矿柱严重破坏，同时顶板局部垮塌或者冒落，随着采空区长时间悬空，局部有可能随着采场地压的转移产生较大的冒落，如不进行及时处理，会给矿山带来较大安全隐患。这些问题制约着井下的安全生产，并严重的影响着企业的总体效益。

11、因此，为了充分回收地下资源，提高经济效益，确保安全生产，改进采矿方法是当务之急。2 伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法因矿体为缓倾斜薄矿体，矿体厚度变化系数大，随着矿体的不断开采，现矿体逐渐变薄，且采区顶板稳固性较差，根据地质及开采技术条件经研究后采用伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法，该方法可以根据矿脉的延伸情况对矿体进行单采，降低损失贫化率。同时，及时充填采空区以保证工人进行回采工作的安全，排除安全隐患。同时该采矿方法还方便工人运送矿石，使工人节省体力并提高了工作效率。伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法具体实施步骤如下：1）沿走向长5055 m，垂直走向2527 m，阶段高度为15 m划分矿块，在矿块两侧垂

12、直走向开凿上山。2）沿上山每隔3 m开凿一条倾斜58的切割巷，每个切割巷两侧留有2.0 m3.0 m的间柱，向两侧分条开采1.5 m左右矿体。3）回采作业。根据矿脉的延伸情况对矿体进行分采工作，保留围岩或低品位矿石作为矿柱，爆破后人工出矿，人工推车将矿石运至上山，通过上山运至运输巷道，再由运输巷道装车运至中段斜井车场，进入矿山提升系统。4）充填作业。每采完一条矿体及时进行水平分条充填工作。充填料浆从上阶段运输道通过管路输送至采场，在采空区两侧间柱间构筑滤水挡墙，滤水挡墙用木板和滤水布构成，每次充填量沿垂直走向充填5m左右。首采分条及最后分条充填料灰沙比为1:4，其他分条充填料灰沙比为1:10。

13、在采场附近适宜地点建立应急沉淀池。5）回采顺序为从下往上，待充填体养护7天后，进行下一次回采作业。待整个矿块及左右相邻矿块充填完毕并达到设计强度后回采间柱和顶、底柱。图2 伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法标准设计图Fig.2 The standard design drawing of pseudo inclined single mining tailing cemented filling mining method3 安全技术措施由于回采工作是针对缓倾斜薄矿体进行，顶板不稳固，危险因素较多，同时矿石质量是一个关键技术经济指标。为此，编制和制定残矿回收安全技术措施是保证回采工作正常开展的一个重

14、要组成部分。在实践中，根据伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法的特点，制定了以下安全技术措施，并在回采实践工作中不断完善：1）要严格遵守矿山安全生产管理制度和安全生产操作规程等相关规定；2）在回采过程中根据顶板稳定情况，对于局部稳固性较差的地方采用管缝锚杆压铁丝片网和架设木支柱支护，以确保人员和设备的安全，回采结束后及时充填采空区；3）采用木支柱和管缝锚杆支护顶板时，随着回采工作面的推进，逐排架设木支柱临时支撑空区顶板，根据采场顶板稳固情况加施管缝锚杆支护，以确保顶板的安全。木支柱支护网度1.51.8 m1.22.0 m，即排距为1.51.8 m，间距为1.22.0 m，支柱距工作面距离为1.01.5

15、 m。管缝锚杆压铁丝片网支护顶板中锚杆支护网度为（0.81.0） m（0.81.0） m，金属网采用直径8 mm的铁丝，编织网格为100 mm100 mm，每张金属网大小为2100 mm1600 mm；4）采场通风为自然通风方式，即新鲜风流自阶段平巷进入上山通过切割巷到达采场工作面，清洗污风后，从上中段平巷进入回风巷，爆破作业后需加强通风管理；5）爆破崩矿采用浅孔松动爆破崩矿，用轻型气腿凿岩，孔径=42 mm，药卷直径d=32 mm。以切巷和上山为自由面，设计炮眼水平布置，眼深1.61.8 m，根据脉幅不同分别采用“一字形”、“之字形”或“梅花形”排列。最小抵抗线w=0.8 m，炮眼间距a=0

16、.7 m，装药系数k=0.62，炸药单耗q=1.6 kg/m；6）回采工作要在地质资料准确可靠、现场条件充分了解的基础上开展，以免造成不必要的工程投入。应加强管理，有步骤、有顺序的回采，以免部分矿石永久损失。通过实践摸索，实施该采矿法时还要注意以下各项：1）由于伪倾单采尾砂胶结充填采矿法的采准切割工程量较大，布置工程时应合理设计，做好准备工作；2）要合理设计滤水挡墙的强度，在进行胶结充填时要保证其安全性，保证人员、设备的安全。同时，胶结充填时人员进入采场不安全因素较多，应严格遵守操作规程，做好安全防护工作；3）施工人员在作业过程中要经常检查顶板浮石，发现不安全隐患及时处理，进行回采工作时要及时

17、采取安全支护措施；4）爆破崩矿时避免崩落矿石直接碰撞木支柱；5）回采间柱和顶、底柱时要加强安全支护措施。发现危险情况立即撤至安全区域。现场发现问题要及时与工程技术人员取得联系，严禁现场违章指挥、违章作业，保证回采作业安全。4 结论实践证明，伪倾单采尾砂胶结充填采矿法在平里店金矿的应用是十分成功的，解决了全面采矿法采场顶板稳固性较差和采空区塌陷等安全问题，并取得了很好的经济、社会效益，对于国内外类似矿体的开采具有借鉴意义。参考文献1 翁平,黄斌. 伪倾斜房柱法在倾斜薄矿体中的应用J. 矿产勘查, 2010,1(3):292-294.2 郭彬,李威,刘自成等. 曹家埠金矿床构造控矿规律与找矿预测J. 黄金科学技术, 2008,16(6):33-38.3 郭彬. 曹家埠金矿区成矿地质特征与找矿方向J. 采矿技术, 2007,(7)4:85-86.作者简介：梁乃跃(1986-)，男，硕士，矿业工程专业，主要研究方向为矿山采矿方法及数值模拟分析。杨鹏(1965-)，男，博士，教授，矿业工程专业，主要研究方向为采矿工程，系统工程。吕文生(1968-)，男，博士，副教授，北京科技大学土木与环境工程学院资源工程系系副主任，矿业工程专业，主要研究方向为采矿工艺，矿山系统工程，矿井通风与安全，矿山经济与管理。专心-专注-专业