賦存于破碎帶的礦柱回收實踐

胡海波，廖九波

(1.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南長沙 410012;2.金屬礦山安全技術國家重點實驗室， 湖南長沙 410012)

0 引言

某銅礦主要有 CuⅠ、CuⅡ、CuⅤ、CuⅥ四個銅礦體，其中CuⅥ礦體為本次研究對象，該礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，礦體走向80°，傾向南，傾角 65°～75°，走向長約 400 m。平均厚度 15.23 m。平均品位1.03%。該礦體上盤存在破碎帶、次生構造、夾石等，破碎帶與片理、礦體大致平行，多數(shù)存在于礦體的接觸帶。破碎帶的巖石十分破碎，綠泥石化強烈，局部出現(xiàn)泥化現(xiàn)象，巖石松軟，遇水膨脹，強度低。由于該破碎帶的影響，致使該礦體部分采場上盤出現(xiàn)塌落，并且塌落廢石在放礦過程中下降速度快，致使采場內存留礦石無法放出。為了回收采場存窿礦石及頂間柱，進行了該采場的三柱回收方案研究。根據(jù)開采技術條件，選擇了典型的213采場作為試驗采場。

1 213采場開采技術條件

該銅礦采用淺孔留礦法采礦，電耙出礦。該礦213采場位于1750中段13～14線之間，采場人行天井已報廢，人員不能上下。

213采場上部為1810中段的111采場，111采場為覆蓋圍巖。213采場下盤為CuⅤ礦體的212采場，212采場回采至1780 m標高左右后，上部礦體尖滅，采場上盤沒垮塌;213采場西面為CuⅤ礦體的211采場，211采場頂柱、12線間柱已回收，目前正準備采用留礦法回收211與212采場之間的間柱;213采場東面為CuⅥ礦體的219采場，219采場目前已采至1802水平，上盤沒有垮塌，頂柱還在，對應上部1810水平120采場。213采場現(xiàn)狀縱投影見圖1。

圖1 213采場現(xiàn)狀縱投影圖

213采場上盤為一條破碎帶，破碎帶為東西走西，平行于 CuⅥ礦體，厚度 8～16 m，傾角 55°～70°;同時213采場有一條南北走向的斷層穿過。受破碎帶與斷層的影響，213采場上盤垮塌十分嚴重，大量上盤破碎帶細顆粒混入采場，采場礦石無法放出。目前，213采場回采至1798 m水平，采場充滿了礦石以及上盤廢石，采場上盤垮塌高度達1820 m水平左右。1810中段111采場上盤沿脈巷受破碎帶影響已垮塌，13線、14線穿脈局部出現(xiàn)垮塌，經(jīng)修復能使用。1810中段111采場目前采用無底柱形式回收底柱。

2 采場三柱資源狀況

213采場回采至1798 m水平標高，頂柱受上盤破碎帶與斷層影響，局部出現(xiàn)垮塌，頂柱厚度為11 m左右。13線、14線間柱厚度為8 m，在回采過程中，間柱沒有超采。13線間柱以西16～20 m，CuⅥ礦體尖滅。213采場大量放礦時，上盤破碎帶細顆粒不斷的進入放礦漏斗，而礦石靜止不動，從漏斗放出的基本為上盤廢石，出礦品位低于0.5%，采下的礦石剩余87252 t左右留在采場內。

213采場地質品位1.49%，頂柱礦量16223 t;13線間柱礦量25920 t;14線間柱礦量28800 t;13線間柱以西礦量51840 t。

3 三柱回收方案

根據(jù)213采場三柱賦存情況及開采技術條件，結合目前礦山生產(chǎn)現(xiàn)狀，選擇采用上盤注漿淺孔留礦法。該方案不僅能回收213采場三柱，還能回收采場中存窿礦石以及13線間柱以西CuⅥ礦體，回收率高;而且上盤破碎帶注漿治理后，松散細顆粒不再進入采場，礦石貧化率小。

上盤注漿淺孔留礦法為先注漿治理上盤破碎帶，然后采用淺孔留礦法回收頂、間柱。即先在破碎帶上盤布置沿脈注漿巷道，在巷道內采用地質鉆，往破碎帶方向鉆鑿下向注漿孔;注漿孔形成后，注漿泵將砂漿與水玻璃通過注漿孔注入松散層，使松散體和破碎帶膠結形成整體，破碎帶松散體不再混入213采場，同時切斷1810中段上部破碎帶通往213采場的通道，使213采場能正常放礦;然后在礦體下盤1750中段13線，14線穿脈布置人行天井，在人行天井內布置聯(lián)絡巷與213采場連通，采用淺孔方式，回收頂、間柱，崩落礦石由213下部底部結構放出。方案見圖2、圖3。

3.1 注 漿

在1810中段先清理14線穿脈垮塌廢石，在破碎地段采用木棚子支護，恢復14線穿脈。注漿巷道布置在1822 m水平，破碎帶上盤往南10 m處，注漿巷道與1810中段14線穿脈之間用天井連通。在1750中段，由13線穿脈內破碎帶以南5 m處往上掘人行井至1795 m水平，然后在1795 m水平布置注漿巷道。

在注漿巷道內每隔15～20 m布置鑿巖硐室，鑿巖硐室規(guī)格按鉆機要求確定。在鑿巖硐室內采用地質鉆布置下向束狀孔，孔底距6～7 m，孔徑應注漿管匹配，孔深15～30 m，要求鉆孔穿透松散層，距礦石層之間的距離1～2 m。鉆孔內全部下套管，套管前端10 m每隔15 cm開鑿砂漿孔，形成注漿孔。

注漿孔形成后，進行注漿。采用BW－250型或BW－150型注漿泵將C15#砂漿與水玻璃通過注漿孔注入松散層，使松散體和破碎帶膠結形成整體，終凝后即可著手進行回收礦柱，水泥∶水玻璃為1∶0.1。注漿過程，應先根據(jù)鉆孔在松散層的長度估算松散體的體積，松散體的砂漿與水玻璃的量為0.03 m3。當松散體注入的砂漿量超過0.03 m3時，應停止注漿。

圖2 1795分段工程平面布置圖

圖3 13－1線剖面圖

3.2 礦柱回收

電耙道布置在1754.5 m水平，斷面2.2 m×2 m，電耙道內每隔6 m布置斗穿、斗井。在1750中段13線、14線穿脈內礦體下盤布置人行天井至1810中段，天井斷面為2.0 m×2.0 m，天井內每隔6 m布置聯(lián)絡道連通采場。

13線間柱及13線間柱以西礦體回采，先在1770 m水平進行拉底，然后采用淺孔分層留礦采礦的形式往上采礦。213采場頂柱亦采用淺孔留礦法進行回收，崩落礦石由1754 m水平電耙道放出。

3.3 技術經(jīng)濟指標

經(jīng)過213采場回采試驗，成功的回收了存窿礦石和三柱礦量，最終統(tǒng)計的技術經(jīng)濟指標見表1。

表1 213采場三柱回收主要技術經(jīng)濟指標表

4 結論

通過213采場的生產(chǎn)實踐，采用該方案成功的回收了存窿礦石及三柱礦量，并且貧化損失率低，為該礦其他類似采場或后續(xù)采礦出現(xiàn)的類似問題，提供了很好的解決方案，并且取得了可觀的經(jīng)濟效益。該方案也大大提高了難采礦體的回收率，可供其他類似礦山開采參考，具有較高的社會效益。

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