张良贵 ZHANG Liang-gui

（冬瓜山铜矿技术部，铜陵 244031）

（Technology Department of Dongguashan Copper Mine，Tongling 244031，China）

老鸦岭空区下部矿体采矿方法的探讨

张良贵 ZHANG Liang-gui

（冬瓜山铜矿技术部，铜陵 244031）

（Technology Department of Dongguashan Copper Mine，Tongling 244031，China）

本文从空区的规模和稳定性、矿床的地质条件和回采强度、空区对生产的危害性等方面阐述了崩落法在特定条件下，可以不进行人工放顶，以形成空场出矿条件，获得良好的经济效益。

空区；废石垫层；矿柱；回采时间

1 老鸦岭矿床简介和地质概述

老鸦岭矿床是冬瓜山铜矿狮子山矿区的一个组成部分，与西狮子山矿床毗邻。主要矿体赋存于青龙群和大隆组中，共有大小矿体144个，其中主要矿体3个，次要矿体4个；走向延伸最长为1117m，一般为400m，埋深最浅距地表100m，赋存标高+4m～-200m，个别矿体最深为-452m。其它矿体赋存标高-61m～-545m。有用矿物主要为铜。矿石类型一般为矽卡岩型。矿石较坚硬，f=12～15，围岩f=1～16，均属致密坚固，但从目前坑下揭露的情况看，由于成矿前后断层多，褶皱起伏频繁，岩墙穿插，造成断层及岩墙附近矿岩较破碎，地压大，采场不宜大面积暴露，另外局部围岩层理发育，也给顶板管理带来一定的难度。

2 开采现状

2.1 采矿现状 老鸦岭矿床自1980年正式投产以来，-160m中段以上矿体品位较低（一般0.8%左右），采用崩落法；下部矿体品位较高（1.7%），采用充填法开采。-220m中段作为充填法的首采中段，设计成南东翼和北西翼两步骤回采充填方案，到96年底为止，充填总量达11.5万m3。充填空区主要分布在-150m～-140m（6#～10#川1.4万m3全尾砂）和-220m中段南东翼(4#～12#川8.7万m3砼、尾砂、尾胶均有)，-220m中段北西翼(6#～8#川1.4万m3，全尾砂)。这个方案在实施过程中由于种种原因的影响，结果-220m中段南东翼全部按要求充填完毕，北西翼除6#～8#采场外，采空区均未充填。见图1。

老鸦岭上部空区于1986年7月2日冒通地表，陷落漏斗纵向长160m，横向90m，主要位于4#～10#川之间。空区顶板距地表平均厚为110m，表土厚约为5m。陷落区山地坡度26度，山地面积5800m2，移动带3300m2，其平面面积6000m2，顺山坡汇水面积23200m2。到目前为止，整个陷落区趋于稳定，在下部中部生产过程中未发现表土和地表杂物，证明采宛若区冒落体均是围岩。从地表看，陷落区内无积水，证明冒落体透水性较好。

2.2 空区的形成和分布 老鸦岭矿床自投产至96年底，一共采出矿石量230万吨，其中崩落法采矿178万吨，充填法采矿52万吨。-160m中段以上(用崩落法回采的)矿体已全部回采结束，-220m中段的充填法采场已近尾声，-250m中段开始采矿，-280m中段已在开拓。老鸦岭空区现有42万m3，详情见表1。在42万m3的空区中，能够形成一定规模的空区22.6万m3。另外，-100m无矿带以上，FG6断层以南部分由于空区较集中（约20万m2）距地表较近（约110m）现已冒通地表。这部分空区基本上被围岩充实。F6以北空区都是体积较小的盲空区。

表1 各中段空区分布表

2.3 目前各中段保有的地质储量（见表2）

表2 目前各中段保有的地质储量（万吨）

3 深部矿体采矿方法选择

3.1 充填采矿法 充真采矿法最突出的优点是：矿石贫化损失小，能有效地防止发生大规模的岩层移动，从而保证生产作业的安全。但从老鸦岭矿床的实际情况来看，它具有以下弊端：

3.1.1 生产能力受到制约 充填采场生产周期长，采场能力小，不能满足计划要求，加上充填采场渗出的大量泥砂造成运输巷道水沟淤积，以致运输道积水成患，严惩地影响运输的效率和作业环境，又制约了生产能力。

3.1.2 加大了生产成本 充填生产工艺复杂、管理难度大、工序多、工效低、成本高。充填采场砼封闭量大，质量要求高，施工难度大。充填采矿下部需做人工底柱，否则下部矿体回采需留较厚的顶柱。还有尾砂脱泥不彻底，采场脱水困难，造成充填采场腔内压力非常大，给生产带来不安全因素。如果将-220m中段和-190mD-1矿体的采空区全部充完，那么增加成本266万元，加上-250m中段还要形成18万m3空区，则仍会增加300万元生产直接成本（注：胶结成本是24.8元/立方米，尾砂充成本8.5元/立方米，为93年直接成本。现有空区按胶结和尾充各50%计算）。

3.2 崩落法工艺回采的好处 老鸦岭-120m中段以下所使用的崩落法采矿，基本上是在空场情况下出矿的，这种独特的采矿方法极大地提高了生产能力和资源利用率，同时也大大降低了矿石的贫化损失和生产成本，给冬瓜山铜矿生产创造了一定的经济效益。与充填法相比这种方法在经济上有着无可争议的优势，但在安全方面仍需进行必要的论证。

3.2.1 矿床开采的技术条件 老鸦岭矿床矿体围岩均致密坚硬，除局部岩墙和破碎带稳固性较差外，大部分较稳固，所以空场条件下出矿是有保证的，多年来的事实也证明了这一点（-400m曾有9000平方米的暴露面积，也未有突发性大面积冒落）。

3.2.2 从老鸦岭空区分布情况看 老鸦岭-100米以上空区已冒通地表，以围岩充入后，所剩空区只有13万立方米，-100米上下近20米厚的无矿带到目前为止仍较完整。另外，-160米中段底部已充填1.4万立方米，厚约5m并留有6米的论著柱，已将-160米中段与-190米中段空区隔开。-220米中段开采已近尾声，南东翼已全部被充填。现有空区约14万立方米颁在北西部分。老鸦岭整个空区走向长度均在300米以上。其间留有6#和8#两个矿柱。6#～8#采场（-210m～-166m）现已充填与6#、8#柱形成组合矿柱（见图2）。将空区从纵向上隔成两段，提高了北西空区的稳定性。到目前为止，未发现大面积冒落，所以这些空区对-200m中段和-190m中段回采目前还不会造成危险。

3.2.3 从目前回采顺序和时间看 -190m中段截止96年底剩余矿量8.5万吨，最迟可于98年底结束，目前-220m中段空区均较稳定，所以对190m中段回采暂不会造成影响。-220m中段地质储量有56万吨，但在本中段可采矿量只有7万吨左右，采矿可以于99年底结束，这样从时间上看，现有空区不充填对-190m-220m两中段回采影响不大。-250m中段地质储量有60万吨，加上-220m中段在本中段回采的有36万吨，共计86万吨，这些矿体分布在F6以北（23万吨）南东翼（44万吨）和北西翼（19万吨）。F6以北上部是盲区，南东翼上部是充填体，对采矿均无影响，主要是北西翼（上面是-220m中段2#～8#采空区7万立方米）采矿时有点影响。因此我们计划将6#、8#柱延伸至-250m中段，另外，将-250m中段6#～8#NW采场用胶结充填，以保证整个矿柱的完整柱，趣到支撑空区的作用。如果按年产16万吨矿石量计算，-250m中段回采只需7年即可完成，按目前上部空区的情况分析-250m中段回采是安全的。

3.2.4 从对-280m中段开采影响看 从-250m现有的探矿资料表明，-250m以下矿体变得十分平缓，且向两翼伸长，这样-250m空区的正下方基本是无矿带，只要在-250m水平矿体两翼各留一个矿柱（因矿体较薄且平绘，其所占矿量非常小），就可以将-250m以上空区与-280m中段完全隔开，也就不会影响-280m中段及其以下中段的回采。

3.2.5 从现有空区内部情况看 老鸦岭空区的稳定性虽差，但也有其有利一面，一般来说坑内采矿后形成了采空区，空区扩大到一定程度时便会引起顶板围岩冒落，这种冒落一般都是零星的逐步发生的。只有在空区内有大的裂隙、滑面存在时，才有可能产生大的冒落。就是等到大面积冒落的时候，空区询问已冒落有一定厚度的围岩垫层（一般均有15米厚），这样垫层也可以消除高压气流的危害。另外从《狮子山铜矿矿空区监按及安全开采的研究》结论中可知，空区空隙率在0.45～0.5区间变化时，腔垂直深小于140米的情况下，腔内气流不能形成激波，只有高空气浪。而老鸦岭空区-160m中段以上已基本上被冒落围岩充满，所以空区最大高度是-160m～-250m计90米距离，其值仍小于140米。因此，即使军分区会大面积冒落也不会形成激波。

3.2.6 空区监控 为了确保下部生产的安全，可以在-100m无矿带和160m中段的隔离带附近布置空区监控点，以便及时准确地提供空区的变化情况。

3.2.7 空区处理 老鸦岭-250m中段闭坑后，可将一切与下部中段有联系的通道全部封闭，然后任其自然冒落，地表陷落区可能有所扩大，但与充填法相比，其经济效益是非常明显的。

4 结论

老鸦岭空区稳定性虽差，不能长期存在，但有其自身的有利因素，空区总量虽大，但形成规模的不大，其间被多个矿柱或无矿带分割而化整为零，采场内顶板冒落法继续开采是可行，经济效益也是较显著的。

[1]祝方才，潘长良，等.冬瓜山矿床岩爆发生机制分析[J].金属矿山，2002(2)：20-21.

[2]解世俊.金属矿床地下开采[M].冶金工业出版社，1984年ISBN：7502404112.

[3]周传波，郭廖武，娆颖康，等.采矿巷道围岩变形机制数值模拟研究[J].岩石力学，2009，30（3）：654-658.

[4]张志强，张宝树等.岩爆发生条件的基本分析[J].铁道学报，2005(5)：82-84.

[5]编委会.新编《矿山采矿设计手册》井巷工程卷[M].中国矿业大学出版社，2007.

On Mining Method of Lower Orebody in Laoyaling Mined-out Area

This article considers the mineral deposits geological conditions and mining intensity,the dangers derived from mined-out area for production,the size and stability of mined-out area etc aspects,expounds caving mining method under certain conditions,which does not need artificial caving and can form an empty field for mine shoveling,thus obtain a good economic benefit.

mined-out area；waste rock cushion；rock pillar；stoping time

张良贵（1963-），男，安徽铜陵人，采矿中级职称，研究方向为地下开采。

TD852

A

1006-4311（2014）13-0022-02