龙云刚

(福建省新华都工程有限责任公司)



空场嗣后充填采矿法在上西坑钼矿的应用

龙云刚

(福建省新华都工程有限责任公司)

根据上西坑钼矿开采技术条件，从采场构成要素、采准切割工作、回采工艺、采场通风及空区处理等方面对矿区内主要矿体Ⅳ1进行了阐述。通过空场嗣后充填采矿法的应用，生产能力达到了计划要求，各项技术经济指标达到了预期目标，地压活动得到了有效控制，确保了安全生产。

开采条件空场采矿法嗣后充填采空区处理

分段空场嗣后充填采矿法主要适用于倾斜-急倾斜、厚大且较为连续稳定矿体的地下开采，具有生产能力大、安全可靠等优点，已在国内外许多矿山推广应用[1-4]。上西坑钼矿设计采选规模30万t/a，采用平硐开拓方式。为降低采矿作业成本，提高生产效率，根据矿床开采技术条件和矿体的赋存状态，矿山采用了空场(分段空场法与无底柱浅孔留矿法相结合)嗣后充填采矿法进行回采。

1　矿山概述

上西坑钼矿为平硐开拓，共设置5层平硐，分别为850，800，750，700，650m平硐，主平硐设在650m水平，平硐口在18线附近。主平硐内设3条矿石溜井，与其他4层平硐连接。矿石溜井分别布置在10线、2线、5线附近，井下所有矿石经溜井集中到650m水平运到地表，主平硐是人员、材料、设备的进入通道，并兼作矿井进风口。另在2线、5线附近各有一条通往地表的副平硐，担负650m中段的废石运输，兼作进风井。700，750，800，850m各中段均设2个平硐出口，各平硐之间均与主溜井连接，在7线附近设主通风天井，与各平硐口形成对角式通风，采用机械抽出式通风方式。

2　矿床开采技术条件

矿段内岩体由坚硬的黑云斜长变粒岩及少量片麻花岗岩等变质岩组成，岩石结构类型主要为层状、条带状或块状。受风化、构造影响，矿段岩石自上而下呈由碎裂至完整、由软弱至坚硬的渐变关系。矿段内浅部Ⅳ、Ⅴ级结构面尤为发育，Ⅱ、Ⅲ级结构面较少，矿体及围岩稳固性良好，矿床开采条件较好。

坑道在施工过程中，一般仅局部小规模有顶板崩塌、掉块，主要发生于构造破碎和裂隙发育密集带中，尚未见到较弱夹层引起的崩塌现象。

矿体及其顶底板岩性单一，主要为黑云斜长变粒岩，Ra=117.5～136.8MPa，属坚硬岩石。矿体及其顶底板围岩稳固性好，矿段坑道围岩稳固性为稳固～基本稳固。

矿床工程地质条件属以坚硬半坚硬块状、条带状岩类为主的脉状矿床的简单类型。矿床水文条件简单，正常涌水量729m3/d，最大涌水量769m3/d。

矿体赋存状态，Ⅳ1主矿体出露连续且稳定，沿走向及倾向均未出现分叉尖灭等现象，矿体虽受后期脉岩侵入破坏，但均为局部，破坏性不大，矿体仍保持完整性和连续性。矿体以0线为界，0线以南倾角较陡，为75°～80°，局部直立；0线以北倾角变缓，为6°～75°，少量为50°，矿体沿走向有扭曲现象。

3　采矿方法选择

根据矿床开采技术条件和矿体赋存状态，选择空场嗣后充填采矿法开采。采场沿走向布置，采场长50～60m，中段高50m，不留底柱，顶柱6～8m，间柱6～8m，回采率为82.2%。对于水平厚度大于8m的矿体采用分段空场采矿法(中深孔落矿，约占35%)，见图1所示，对于水平厚度小于8m的矿体采用浅孔留矿采矿法(约占65%)，见图2所示。

4　采矿工艺

4.1分段空场法

(1)采场构成。采场沿走向布置，采场长50m，宽为矿体厚度，中段高度50m，顶柱6～8m，间柱6～8m，不底留柱。

(2)采准切割。采切工作主要有掘进人行材料天井、分段凿岩巷道、沿脉出矿巷道、出矿进路、放矿溜井、切割天井等。人行材料天井隔50m在间柱中布置一条，分段凿岩高度13～15m，距中段沿脉6～7m高处掘沿脉出矿巷道及出矿进路，在沿脉出矿巷道中每隔100m掘一条放矿溜井。

图1　分段空场采矿法(单位：m)

图2　浅孔留矿采矿法(单位：m)

(3)回采工艺。用YGZ-90型凿岩机钻凿垂直上向扇形炮孔。回采时，一般以布置在采场中央的切割天井为自由面向两端后退式回采。出矿采用1.5m3柴油铲运机，矿石由放矿溜井放至中段沿脉矿车中。

(4)采场通风。新鲜风流经沿脉→人行材料井→凿岩联络平巷→上中段回风道。

(5)主要技术经济指标。采场综合生产能力250～300t/d，凿岩效率30m/台班，采切比21.5m/kt，铲运机出矿效率200t/台班，损失率20%，贫化率14%。

4.2无底柱浅孔留矿法

(1)采场构成。采场沿矿体走向布置，采场长50m，宽为矿体厚度，中段高50m, 顶柱6～8m，间柱6～8m，不底留柱。

(2)采准切割。掘进人行材料天井及联络道，沿脉出矿巷道、出矿进路、放矿溜井，切割平巷等。

(3)回采工艺。采用YT-27凿岩机施工水平炮眼，炮眼倾角0°～5°。分层回采工作面呈梯段式布置，分层回采高度1.8～2m。采用人工装药，分段微差爆破，非电导爆管起爆，二次破碎在采场内进行。穿内出矿，采用Z-17A装岩机出矿，每次出采矿量的1/3，各出矿穿必须出矿均匀，保证矿石均匀下降，采场工作面平整。

(4)采场通风。新鲜风流经沿脉→人行材料天井→凿岩联络平巷→上中段回风道。独头巷道掘进以及通风困难地点采用局扇通风。

(5)主要技术经济指标。采场综合生产能力：矿房100～120t/d，凿岩效率35～40t/(台·班)，采切比18.5m/kt, 铲运机出矿效率200t/(台·班)，损失率16%，贫化率8%。

4.3采空区处理

采空区采用分级尾砂充填，尾砂充填浓度为70%。从选厂排放的尾砂，经590m分级站的旋流器分级，38μm粒级以上的沉砂进入储砂池，溢流出的细颗粒尾砂返回尾砂库。沉砂经搅拌配料制成不小于50%浓度的砂浆，用水隔离泵输送到充填站的立式砂仓，砂仓上部设有溢流管道，立式砂仓储满后进行造浆充填。根据采矿工艺要求，经水力造浆后沉砂成70%以上浓度的砂浆，自流输送到井下充填地点充填。

5　结　论

经多年的回采实践，空场嗣后充填采矿法在上西坑钼矿得到逐步完善，实际采矿技术指标为：综合采切比15.5m/kt,回采率85.3%，贫化率10%，生产能力1 200t/d，单采场最大出矿能力达600t/d。因此，空场嗣后充填采矿法在上西坑钼矿取得了成功，提高了生产效率，减少了采准切割工程量，降低了采矿作业成本。建议在今后的回采过程中不断总结经验，进一步优化设计参数，加强安全生产管理，提高设备出矿效率，充分挖掘空场嗣后充填采矿法的潜力。

[1]郭金峰.分段空场嗣后充填采矿方法的试验研究[J].江西有色金属，2000，14(3)：8-10.

[2]綦晓磊，宋肖杰.中深孔高分段空场嗣后充填法在会宝岭铁矿中的应用[J].有色金属：矿山部分，2013，65(3)：21-23.

[3]谢永生.分段空场嗣后充填采矿法在巴基斯坦杜达铅锌矿的研究[J].有色金属工程，2012，2(1)：38-43.

[4]肖保峰，姚香.阿舍勒铜矿深孔阶段空场嗣后充填采矿法试验与应用[J].采矿技术，2006，6(3)：195-198.

2016-03-10)

龙云刚(1973—)，男，工程师，364200福建省上杭县人民路366号。