錫礦山南礦深部采礦設備與工藝的改進實踐

楊小平

（錫礦山閃星銻業(yè)有限責任公司，湖南 冷水江417502）

0 概述

錫礦山南礦是錫礦山閃星銻業(yè)有限責任公司的主要銻礦生產基地，雖歷經110多年的開采，仍有巨大的資源開發(fā)潛力，尤其是深部探礦前景廣闊，找礦潛力巨大，具有潛在的開發(fā)價值。但由于開采技術水平低，采礦裝備落后，致使生產效率低，工人勞動強度大。礦山開采先后采用的采礦方法有：普通房柱法、桿柱房柱法、膠結充填采礦法、桿柱砂漿膠結充填采礦法、傾斜薄礦體上向連續(xù)采礦法等多種采礦方法。

地下采礦方法的發(fā)展趨勢是不斷簡化采場結構，采用新的工藝技術和新設備，機械化開采，實現大型化、集約化生產，實現地下采礦安全、高效、低強度開采，實現資源的最大化利用。

1 礦山地質概況與開采技術條件

錫礦山銻礦田賦存于上泥盆統(tǒng)佘田橋組灰?guī)r段、砂巖段和中泥盆統(tǒng)棋梓橋組灰?guī)r段的矽化灰?guī)r中。屬巖漿期低溫熱液以充填為主、伴隨交代的硫化銻礦床，礦體呈似層狀產出。南部礦區(qū)主要開采炭山界背斜飛水巖南端傾伏部分。礦體主要受斷裂、褶曲、遮擋層及巖性等因素控制，按礦體分布特點，工業(yè)礦體主要為三大層，埋藏深度自幾十米到900米，目前深部礦體探礦仍在繼續(xù)。

錫礦山南礦主要開采飛水巖礦床，該礦床是一個比較典型的緩傾斜似層狀中厚礦體，礦體為穩(wěn)固的硅化灰?guī)r，坡度一般為20°-35°；礦體底板為矽化灰?guī)r或灰?guī)r，礦體與底板圍巖接觸面不規(guī)則、不明顯；礦體頂板有穩(wěn)固、中等穩(wěn)固和不穩(wěn)固三種類型。礦體厚度由1.2米至10-20米不等，平均約4-6米。中深部礦體連續(xù)性較好，適應于大型機械化作業(yè)。礦區(qū)井下涌水量不大，利于采礦。

2 采礦新設備、新工藝研發(fā)

礦山作業(yè)自動化將是我國礦業(yè)發(fā)展的必然趨勢，目前，國內外很多礦山已采用了斜坡道開拓，自動鑿巖臺車，遙控鏟運機等先進采礦設備，實現了鑿巖自動化、出礦自動化、充填自動化。

錫礦山開采向深部延深，該礦現在使用的仍然是淺孔沖擊氣腿式鑿巖機、有軌電機車運輸、采場采用30kW電耙扒礦、平巷掘進用裝巖機裝礦，礦山面臨的采掘出充設備日益老化、工人勞動強度高、生產效率低下；深部地壓大，采空區(qū)處理難度增大，老的充填系統(tǒng)達不到要求；溫度高，通風困難。所以，發(fā)展安全、高效采礦技術，提高采礦回采率，降低礦石貧化率，推廣開采設備的大型化、液壓化，提高礦山現有采礦裝備水平，促進采礦工藝技術進步是采礦科技攻關的重點。

3 中深孔落礦與無軌運輸設備的探討

3.1 技術關鍵

采用空場出礦，嗣后充填；采場沿走向布置，裝藥器裝藥，中深孔落礦；爆破采用雙排同段，多排微差，雙重起爆側向崩礦新工藝，一次落礦量大；中深孔鑿巖臺車鑿巖速度快，電動鏟運機出礦生產能力大，污染少；充填速度快，成本低；實現了礦體的連續(xù)回采，采礦速度快，效率高。

3.2 采場結構參數

采場沿礦體走向布置，長度60米左右，斜寬沿傾斜方向8米，高8米。

3.3 開拓與采準工程

初步設計明豎井作為南礦的副井方案，深度900m，解決人行與材料設備的運送、深部充填及深部通風等一系列問題。大型采礦機械化設備從明豎井下放。并設計中段平巷聯絡道或石門，新型設備設施可直達采掘作業(yè)面。

擬從南礦23中段掘進一條斜坡道,在礦體下盤掘進分段鑿裝道,分段聯絡道、放礦溜井和充填通風井。

3.4 鑿巖爆破

采用輪胎式單機采礦臺車配用導軌式回轉鑿巖機打眼，實行接桿鉆鑿中深孔，每排炮孔一般為8-10個，孔深11米，最小深度1.5米，排距1.5米，排面角90°，孔底距1.8-2.4米。采用粉狀炸藥，多排多向微差爆破一次成切割立槽和雙排同段多排微差雙重起爆側向崩礦新工藝。每次爆破8-10排，爆破效果好，大塊率低，無需二次爆破，一次崩礦量約2000噸。初步選擇DF20-2BD鑿巖臺車，外形尺寸，7.35m×1.35m×1.6m(長×寬×高)，設計平巷鑿裝道規(guī)格≧3.0m×2.8m，以方便臺車運行與作業(yè)。

3.5 頂板管理

采用頂板松石服務車處理松石，維護頂板。當頂板圍巖不穩(wěn)固時，可在大量出礦前邊鎖錨桿邊推進，確保作業(yè)安全。

3.6 采場礦石運搬

采用電動鏟運機運搬礦石，礦石由鏟運機從采場裝運至溜井卸礦。初步選用鏟運機ADCY-3L，總長9.19m，最大高度2.1m，最大卸載高度1.99m。日出礦可達600噸。

3.7 采場通風

新鮮風流由中段沿脈或中段運輸巷經斜坡道和分段聯絡道進入采場，污風經切割天井進入采場上盤的充填通風井再進入主回風巷排出地表。

3.8 采場充填

在建立深部充填系統(tǒng)后可采用似膏體充填技術對采空區(qū)進行充填處理，充填管路從專用充填道進入采場。進入采場的充填口要高于采場最高處2-3米，以確保充填充分接頂。

4 采場綜合生產能力比較

采場綜合生產能力是衡量采礦工藝是否先進的最重要指標之一。中深孔分段崩落采礦法與傳統(tǒng)的采礦法比較，采礦綜合生產能力由30噸/日提高到190噸/日或更高，這一指標反映的是采場從鑿巖至充填結束的日平均水平。

表1 采場綜合生產能力與有關性能比較表

5 結語

通過改進采礦工藝和選用新型設備，在礦體賦存條件與開采技術條件復雜的情況下，仍可大幅度提高采場綜合生產能力，降低貧化損失指標，實現礦體的連續(xù)開采。實現鑿裝運維護頂板等一系列整套無軌化作業(yè)，可大大提高生產效率，降低礦山作業(yè)成本，工人勞動強度也隨之降低，很大程度上提高了礦山經濟效益和社會效益。

運用計算機已成為實現礦山科學管理和工藝理論研究的重要手段。未來廣泛利用計算機模擬采礦生產工藝，優(yōu)選采礦方法、工藝和設備，研究改進采場結構和控制出礦品位，以及監(jiān)控采礦作業(yè)。地下采礦機器人技術將受到重視，可以預料，計算機在礦山中的進一步開發(fā)應用必將導致采礦技術的更大發(fā)展。

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