圍巖失穩(wěn)狀態(tài)下的大放礦實踐

施東風

(浙江省遂昌金礦有限公司)

圍巖失穩(wěn)狀態(tài)下的大放礦實踐

施東風

(浙江省遂昌金礦有限公司)

采用留礦法回采傾斜脈狀礦體,放礦是一難點,尤其是大放礦階段,礦石無法自溜放出,需要借助電耙等設(shè)備輔助放礦,但在上盤圍巖失穩(wěn)冒落后則無法實現(xiàn)。遂昌金礦采取人工混凝土柱(隔離層)自上而下進行護頂,安全、順利地完成了圍巖失穩(wěn)狀態(tài)下的大放礦,值得類似礦山借鑒。

留礦法 傾斜礦體 圍巖失穩(wěn) 大放礦

浙江省遂昌金礦有限公司是一家國有黃金礦山企業(yè),地下開采,平硐-盲豎井聯(lián)合開拓。礦體以脈狀產(chǎn)出,走向東西,傾向南,傾角40°～52°,屬傾斜礦體。采用淺孔留礦法開采,電耙輔助平場和出礦(包括上采和大放礦階段)。礦區(qū)主要巖性為火山碎屑巖和黑云斜長片麻巖,巖性致密堅硬。礦床屬石英脈型和蝕變巖型金礦,大部分礦石致密堅硬,完整性好。局部斷裂帶部位裂隙發(fā)育,礦巖破碎,穩(wěn)定性較差。礦體頂?shù)装逯饕獮楹谠菩遍L片麻巖和少量的霏細巖等中酸性脈巖,巖石的完整性、穩(wěn)定性均較好,但在受斷裂構(gòu)造影響地段需要進行一定的支護。該礦中礦段回采生產(chǎn)初期主要為Ⅳ-1礦體,上盤圍巖穩(wěn)定情況較好,回采過程無需采取護頂措施,或只需在礦房中適當留有礦柱,便能順利上采直至大放礦結(jié)束。但隨著開采延深,特別是有脈巖和斷裂切錯的礦塊,在回采過程,尤其是大放礦階段,部分采場的存窿礦石放出困難,成為采礦生產(chǎn)、技術(shù)管理的一個難題。

1 5023采場大放礦

1.1 采場地質(zhì)概況

遂昌金礦5023礦塊位于Ⅳ-2礦體中下部,東部5022采空區(qū),西為5024礦塊,頂部為5426采空區(qū),下部為4621采場。金銀礦體賦存于脈石英巖和石英網(wǎng)脈中,礦體產(chǎn)狀160°～180°∠42°～50°。圍巖為片麻巖,礦體頂、底板和圍巖在近540 m中段高度為斷裂接觸,裂面光滑。礦塊中有一條近北東向斷層,產(chǎn)狀115°～145°∠65°～83°,約從535 m高程開始,采場頂板由一處180°∠40°～44°的光面所控制,西頭采場內(nèi)還發(fā)育與之近15°相交的光面,兩光面間楔形礦體曾出現(xiàn)冒落。采場西端有條霏細斑巖,產(chǎn)狀270°～285°∠78°～89°,礦塊劃分時作為礦塊西界,回采時作為西間柱。礦體平均厚5.45 m,表現(xiàn)為東薄西厚、下薄上厚的變化規(guī)律。礦塊地質(zhì)資料提供平均品位：Au 9.83 g/t,Ag 44.00 g/t。

1.2 大放礦方案

5023采場于1991年10月起開始上采,1992年5月完成礦房回采作業(yè),采礦方法為淺孔留礦法,主要以YSP-45型鑿巖機鑿上向眼落礦。上采過程上盤圍巖穩(wěn)定性較好,礦房內(nèi)未采取留礦柱等支護措施。上采到頂柱后,將頂柱及上部5426底柱自下而上一并回收。整個回采過程共采下礦石量15 913 t,礦石平均品位Au 9.87 g/t，Ag 47.62 g/t(實際礦石品位變好),礦房內(nèi)存窿礦量10 609 t。回采階段結(jié)束后,根據(jù)當時出窿礦點的生產(chǎn)安排,該礦房到2001年初進行大放礦處理。當大放礦下降到540 m中段以下約5 m高度時,采空區(qū)上盤圍巖嚴重失穩(wěn)并出現(xiàn)冒落,存窿礦石只放出1 612 t。因采場底板坡度較緩,存窿礦石無法自溜放出,設(shè)計借助電耙輔助出礦,但上盤圍巖有隨礦石下放空區(qū)面積不斷暴露而進一步冒落跡象。通過分析,認為礦房西端受霏細斑巖穿切和上部北東向斷層接觸控制,在回采階段空區(qū)暴露面積不大,未出現(xiàn)上盤圍巖明顯失穩(wěn)跡象,其次是礦石存窿時間過久。因此，要順利完成該采場大放礦,必須采取相應的支護措施。經(jīng)過多方案比較,最終確定自上而下進行人工混凝土柱(隔離層)支護,確保大放礦作業(yè)安全,減少礦石二次貧化,保證礦石質(zhì)量。

1.3 方案實施

為了下部放礦的安全,將上部空區(qū)不安全隱患與下部存窿礦石隔離開來,第一次混凝土隔離層澆灌定在540 m中段以下5 m?；炷粮綦x層設(shè)計以梁板相結(jié)合配置鋼筋,主筋插入上、下盤圍巖內(nèi),混凝土標號為C20,混凝土隔離層厚度1.8 m,走向長度19 m,平均跨度5.9 m,澆灌工程量202.5 m3。第一次混凝土隔離層澆灌完成過了養(yǎng)護期后,立即進行其下部存窿礦的放礦作業(yè)；第二次支護到530 m副中段高度位置時,上盤圍巖再次出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,通過勘察,確定第二次護頂以混凝土柱的形式進行澆灌,并以當前采空區(qū)存窿礦石所在高度進行布點,分3個混凝土柱,其結(jié)構(gòu)與混凝土隔離層相似,混凝土標號為C20,高度2.5 m,走向長度分別為5,6,4 m,平均跨度5.1 m,澆灌工程量187.0 m3；第三次護頂,礦石放到距500 m中段約10 m位置,采空區(qū)東頭上盤圍巖出現(xiàn)裂隙,放礦將造成冒頂,仍采用C20混凝土澆灌,高度2.5 m,走向長度7 m,平均跨度5.4 m,澆灌工程量94.1 m3?；炷林?隔離層)護頂位置見圖1。

圖1 混凝土柱(隔離層)護頂位置縱投影示意

為安全回收5023采場底柱進行了第四次混凝土澆灌,將底柱與上部空區(qū)隔離,與4621采場頂柱自下而上一并回收,該混凝土隔離層澆灌于2003年12月結(jié)束。

2 經(jīng)濟評價

在上盤圍巖失穩(wěn)狀態(tài)下完成5023采空區(qū)存窿礦石的大放礦和下部底柱的回收,共完成混凝土柱(隔離層)護頂澆灌4次,計673.3 m3,其中針對大放礦處理混凝土澆灌量486.3 m3,見表1。

表1 混凝土隔離層(點柱)工程量統(tǒng)計

遂昌金礦中礦段5023礦塊礦石量14 294 t，到大放礦結(jié)束,共采(放)出礦石量16 239 t,其中存窿礦量放出10 609 t,采取護頂措施后放出9 323 t(其中廢石冒落廢石326),平均出礦品位Au 9.67 g/t，Ag 46.66 g/t,見表2。從表2中可以看出,通過護頂措施,礦石得以安全放出，二次貧化率只占3.5%(廢石混入主要是在第一次護頂前),提高了出窿礦石質(zhì)量?；炷粮綦x層(混凝土頂柱)直接投入19.381萬元(其中直接用于護頂措施費用12.806萬元),護頂后放出的礦石量按當時收購價產(chǎn)值達120余萬元,經(jīng)濟效益可觀。

表2 礦量分類統(tǒng)計

3 結(jié) 語

用留礦法回采傾斜礦體,運用電耙平場和輔助出礦。隨著大放礦的進行,上盤圍巖暴露面積逐漸增大,采空區(qū)失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn)。對于高價值礦種開采,回采階段礦房內(nèi)預先留礦柱護頂,造成資源損失；用人工礦柱護頂,回采周期增加,施工作業(yè)生產(chǎn)組織困難,造成大量壓礦,甚至許多礦石永遠無法出窿,損失嚴重。采用人工混凝土(隔離層)自上而下進行護頂,可實現(xiàn)礦石的安全順利地放出,對類似條件下的高價值礦種具有一定的參考價值。

2015-02-05)

施東風(1965—)，男,工程師,323304 浙江省遂昌縣濂竹鄉(xiāng)治嶺頭花園嶺。