分層充填采礦法在中厚以上礦體開(kāi)采中的運(yùn)用

王明文

（中國(guó)黃金集團(tuán)江西金山礦業(yè)有限公司，江西 德興 334213）

對(duì)于垂直厚度為4m至10m的礦體，它們?cè)诮鹕降V灣家塢礦區(qū)占有相當(dāng)大的比例。如何選擇合理的采礦方法，降低礦石損耗的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)該是必須解決的技術(shù)問(wèn)題。向上水平分層充填采礦方法是降低礦石損耗指標(biāo)的采礦方法之一。為此，在中國(guó)黃金集團(tuán)公司的指導(dǎo)與支持下，長(zhǎng)春黃金研究院與金山礦業(yè)共同進(jìn)行“江西金山礦業(yè)有限公司上行水平充填采礦方法開(kāi)采技術(shù)研究”為解決金山礦區(qū)緩傾斜多層礦體開(kāi)采中的技術(shù)問(wèn)題而努力。

1 礦山地質(zhì)

金山金礦田大地構(gòu)造位于揚(yáng)子淮長(zhǎng)江以南東南緣，位于德興金銅礦化集中區(qū)東部。該礦床位置處于滇東北韌性剪切蛇綠巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造帶中的金山韌性推覆變形帶，次級(jí)韌性變質(zhì)構(gòu)造帶控制。

（1）礦區(qū)地層。除少數(shù)第四紀(jì)以外，其余均為中元古代雙橋山群的第三個(gè)巖群（pt2shIII）。巖石群主要由板巖，千枚巖，凝灰?guī)r，變質(zhì)鞍山玄武巖等組成，以單斜序列生產(chǎn)。總體走向NE，傾向SE，傾角10°～35°。

（2）地質(zhì)構(gòu)造與巖漿巖。金山-西江韌性剪切帶屬于是金山金礦田最重要的控礦以及含礦構(gòu)造區(qū)域。金山礦區(qū)的剪切帶呈蛇紋狀。走向長(zhǎng)度約為3400m，寬度約為120m～700m，伸展控制長(zhǎng)度為1800m?？傮w走向NW，傾向NE。主剪切面傾角10°～35°。剪切帶嚴(yán)格對(duì)于該區(qū)域礦體形成以及生產(chǎn)處于控制狀態(tài)。礦區(qū)巖漿巖較弱，只有少數(shù)輝綠巖和輝石閃長(zhǎng)巖呈巖石狀，脈狀沿?cái)鄬雍图羟袔Х稚ⅰ?/p>

（3）圍巖蝕變。在韌性剪切帶的形成和演化過(guò)程中，采礦區(qū)內(nèi)的各種類型的巖石通常會(huì)受到不同程度的蝕變。改變的類型主要包括硅化，黃鐵礦礦化，絹云母化，綠泥石和碳酸化。

（4）礦體特征。礦體存在于剪切帶的中心部分，硅化，黃鐵礦礦化，鐵白云石化，超亞砷酸鹽和糜棱巖。其礦體形狀由主剪切面控制?？傮w走向NW，傾向NE，平均傾角25°。V1礦體為主要礦體，其礦石量和金屬量分別占礦床總儲(chǔ)量的82%和72%。礦體最大厚度26.87m，平均厚度4.16m。主礦體上下分部多條零星礦體。零星礦體中V10、V7礦體在局部厚度較大，具有開(kāi)采價(jià)值。

2 不同礦體厚度采礦方法選擇

（1）膠結(jié)充填條帶開(kāi)采法。膠結(jié)充填條帶開(kāi)采法，它主要用于緩傾斜薄礦體的開(kāi)采，即礦體真厚度小于4m（水平厚度小于12m）的這部分礦體。它主要分布在主礦體邊緣或零星的小礦體。該采礦方法，沿礦體傾向布置采場(chǎng)，并劃分礦房礦柱，礦房寬度10m～12m，礦柱寬度6m～8m，采場(chǎng)長(zhǎng)度為礦體斜長(zhǎng)。先采礦柱，采用礦山目前采用的淺孔落礦和電耙出礦，并進(jìn)行膠結(jié)充填，形成人工礦柱；后采礦房，仍采用的淺孔落礦和電耙出礦，尾砂充填。該采礦方法的主要優(yōu)點(diǎn)是采場(chǎng)布置靈活，采準(zhǔn)工程簡(jiǎn)單。

（2）上向水平分層充填采礦法。上部水平分層充填采礦方法主要產(chǎn)生緩傾斜中厚礦體或緩傾斜厚礦體，即礦體厚度為4m～15m（水平厚度12m～45m）。該采礦方法的主要優(yōu)點(diǎn)是充分發(fā)揮無(wú)軌采掘設(shè)備靈活機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)金山礦業(yè)形態(tài)復(fù)雜的礦體，能獲得較低的礦石貧化損失指標(biāo)。

（3）中深孔分段空?qǐng)鲩_(kāi)采方法。中深孔分段空?qǐng)鲩_(kāi)采方法主要是開(kāi)采厚礦體，即礦體真實(shí)厚度大于15m（水平厚度大于50m）。該采礦方法主要用于礦體特別厚大部分。采礦方法利用機(jī)械化面板上采礦方法，采場(chǎng)垂直排列，采場(chǎng)暴露面積控制在2000平方米以內(nèi)。在分段鑿巖平巷內(nèi)，進(jìn)行中深孔鑿巖和爆破，主要在階段底部結(jié)構(gòu)集中出礦。該采礦方法的主要優(yōu)點(diǎn)是采場(chǎng)作業(yè)安全性較好，采場(chǎng)生產(chǎn)能力較大，并能為礦山生產(chǎn)預(yù)備一定的存窿礦量。

3 機(jī)械化面板上部水平分層填充方法

（1）機(jī)械化面板上部水平分層填充方法。在提高我國(guó)礦山機(jī)械化程度，充分利用采礦和無(wú)軌設(shè)備的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了機(jī)械化板的水平分層填充方法。而在中國(guó)的有色金屬，金礦甚至冶金，化學(xué)礦山已被廣泛推廣和應(yīng)用。采礦方法主要用于采集厚礦體，一般采用下板式斜坡道路，脈沖外段巷道和脈沖外礦的無(wú)軌采礦方式。采場(chǎng)鑿巖、頂板管理、采場(chǎng)出礦均采用全液壓無(wú)軌機(jī)械化作業(yè)，采場(chǎng)充填一般采用管道水力輸送(參見(jiàn)圖1)。采場(chǎng)綜合生產(chǎn)能力一般為150～250t/d，礦石損失率為5%～8%，貧化率為5%～8%。

（2）上向水平分層充填法發(fā)展趨勢(shì)。①就采場(chǎng)布局而言，大型面板中沒(méi)有支柱的連續(xù)采礦技術(shù)的發(fā)展將簡(jiǎn)化采礦過(guò)程。有的礦山配合井下運(yùn)礦卡車、頂板管理臺(tái)車的使用，使盤區(qū)長(zhǎng)度達(dá)到數(shù)百米乃至上千米。②在礦塊采準(zhǔn)系統(tǒng)方面，主要向脈外斜坡道采準(zhǔn)方向發(fā)展。制作一套采礦設(shè)備，為多個(gè)出口提供服務(wù)，充分利用無(wú)軌設(shè)備的靈活性。③在采礦機(jī)械領(lǐng)域，它正朝著大型成套設(shè)備和遙控設(shè)備的方向發(fā)展。④在巖石鉆孔和爆破領(lǐng)域，主要方向是增加炮眼的長(zhǎng)度，增加分層高度，甚至增加中深孔巖石爆破的方向。增加每層中的礦石量并減少整個(gè)停止的循環(huán)次數(shù)。⑤在采場(chǎng)安全方面，主要向長(zhǎng)錨索預(yù)支護(hù)方面發(fā)展。并通過(guò)長(zhǎng)錨索預(yù)支護(hù)，使原較破碎礦體也可以使用分層充填法。⑥在發(fā)生礦床時(shí)，如傾斜，輕微傾斜的薄至中厚礦石開(kāi)采?？刹捎脗蝺A斜順路溜礦井、單一脈外斜坡道采準(zhǔn)、脈內(nèi)轉(zhuǎn)層等方式，減少采場(chǎng)的采準(zhǔn)工程量和采切比。

（3）上向水平分層充填法回采方案選擇。上向水平分層充填法回采方案，主要開(kāi)采金山礦業(yè)灣家塢礦區(qū)緩傾斜中厚或分層礦體中，其指導(dǎo)思想與選擇原則是：①盡可能降低采場(chǎng)的采準(zhǔn)工程量，縮短采場(chǎng)準(zhǔn)備時(shí)間。②盡可能采用無(wú)軌設(shè)備出礦，提高出礦效率，增大采場(chǎng)綜合生產(chǎn)能力。③采用管道輸送分級(jí)尾砂充填和局部膠結(jié)充填，降低貧損指標(biāo)。根據(jù)上述原則和金山礦業(yè)灣家塢礦區(qū)礦體賦存情況，初步選擇的上向水平分層充填法回采方案有：機(jī)械化盤區(qū)上向水平分層充填法回采方案；下盤單溜井上向水平分層充填法回采方案；脈內(nèi)順路井上向水平分層充填法回采方案；折返斜坡道上向水平分層充填法回采方案。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)然，一個(gè)礦山要確定和選擇合適的采礦方法，是一項(xiàng)非常復(fù)雜和困難很多的技術(shù)工作。因此，現(xiàn)在所進(jìn)行的可行性論證與分析，也無(wú)法把所有問(wèn)題一一考慮周全，在試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)有很多預(yù)料不到的問(wèn)題出現(xiàn)，只有深入現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合實(shí)際情況，具體情況具體分析，不斷試驗(yàn)研究與嘗試，才能選擇出最優(yōu)的采礦方法，我們才能更好地指導(dǎo)生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。