陡倾斜薄矿体无顶底柱采矿法浅析

2012-11-17郭利华

采矿技术 2012年1期

关键词：脉岩底柱采矿方法

郭利华

（山东黄金集团蓬莱矿业有限公司，山东蓬莱市 265621）

陡倾斜薄矿体无顶底柱采矿法浅析

郭利华

（山东黄金集团蓬莱矿业有限公司，山东蓬莱市 265621）

齐家沟金矿床为矿体薄、品位高、控矿构造复杂、矿化连续性差的小规模矿体，针对此类矿床地质特征，经过多年的采矿实践，将脉内运输有顶底柱浅孔留矿法改为脉外运输无顶底柱采矿法。方法改进后，大大提高了生产效率和安全系数，同时也提高了矿石回采率，这对中小型较富的石英脉型矿床的开发利用有较好的经济意义和现实意义。

地质特征；陡倾斜薄矿体；无顶底柱采矿法；齐家沟式金矿床；尖灭再现

1 齐家沟式金矿床地质特征

齐家沟金矿位于山东省蓬莱市东南部的大柳行镇，矿床类型属于含自然金石英脉型，走向为10°～45°，主体走向20°，倾角为45°～80°，大多数矿脉和矿体倾角都大于65°。矿体一般由厚度不到20cm的石英脉及黄铁绢英岩组成，最厚处（透镜体、构造交汇处）不超过1.5m。矿体品位较高，一般都在几十克／吨到几百克／吨，有的地段几百克至几千克／吨，个别地段产出自然金。

矿脉严格受NE及NNE向压扭性构造控制，无论走向还是倾向上都有波状弯曲、产状多变，时有膨胀夹缩、尖灭再现特征（见图1）。

图1 矿体走向变化特征

矿体多被后期脉岩穿插和破坏，脉岩有花岗细晶岩、伟晶岩、闪长玢岩、煌斑岩等。各种脉岩都继承性侵入含矿构造内，如图2所示，有的将矿体一分为二，脉岩上下盘各随机一部分；有的切穿矿体而且发生一定距离的位移；有的被厚大脉岩斜穿，分两段居于脉岩两侧，对探矿和采矿带来较大困难。

图2 脉岩穿插矿体特征

2 开拓方式

鉴于矿脉及矿体赋存特征，本区选取的开拓方式为竖井开拓。由于矿体薄，采取沿脉探矿并作为运输巷道，含矿地段采取脉内采矿、脉外运输，见图3。

3 采矿方法的选择

3.1 原浅孔留矿法

多年来矿区一直运用浅孔留矿法，开采工艺为：脉内探矿—脉内运输—漏斗穿—上返漏斗—拉底巷—浅孔—爆破—留矿—脉内运输出矿，见图4。

图3 无顶底柱浅孔留矿采矿法

图4 不同采矿工艺剖面示意

该方法有利于探矿，能及时掌握矿体变化情况，但坑道随矿体弯曲度变化较大，许多不稳固地段需要支护，须保留矿房顶、底保安矿柱。且采矿过后由于地压强烈变化，容易引起支护等部位坍塌，造成的安全隐患较多，常常需要二次支护和经常维护等，给矿石运输和继续探矿带来困难，工人劳动强度较大。

3.2 无顶底柱采矿法

针对上述情况，对采矿方法进行改进。方法改进后采矿工艺为：脉内探矿—脉外运输—联络穿—浅孔—爆破—留矿—脉外、脉内混合运输出矿。

此种方法的优点是减少了脉内巷探矿工程。施工顺序是：先打脉外巷，用联络穿控制矿体变化情况，当矿体尖灭或无矿段时，工程则沿控矿的蚀变构造带掘进；当矿体重新出现或变厚，工程转向脉外（见图1）。这样能够避免脉内巷探矿的危险性，且支护工程较少，矿石运输较为安全畅通，不用留保安矿柱，风水管路等架设不易被塌方、放炮等破坏；而且减少上返漏斗、拉底巷等较难施工的切割工程，减少了探采周期。

4 采矿方法变动前后对比

走向矿块长度50m，倾向阶段斜长50m，每个矿房需要10个（5m／个）出矿联络穿及上返漏斗。每个中段按500m沿脉探矿，50%的含矿系数可控制5个矿房计算。

从表1可以看出，有顶底柱采矿方法相比改进后的脉外无底柱采矿方法，5个矿房共多掘进350 m，即每个矿房采取新方法可节省70m，按综合成本1000元／m计算，则可节省7万元；沿脉巷规格1.5m×1.8m比2m×2m规格可节省1.6万元，每个矿房可节省采准工程施工时间15～20d；且脉外无底柱采矿法可提高不打掘进上返漏斗造成的安全系数，减少安全隐患；可提高采矿速度和出矿效率，减少矿石损失率；可多回收顶底柱矿石（上下矿柱）324t，按3g／t 500元计算，可提高效益16.2万元；矿山每年生产10个矿房（10万t矿石），可节省248万元；并有利于对采空区进行废石充填，减少探矿工程废石提升量，节约提升设备用电。