陈光毅，曹 阳，安久长

（1.福建金东矿业股份有限公司，福建 三明 365000，2.江苏省有色金属华东地质勘查局805队，江苏 南京 211500）

在社会现代化进程中，相应提升了各行业发展速度，因此对于铅锌矿的需求量增加。为了全面做好开采工作，维护开采作业人员的安全，增加矿产企业经济效益。在开采金属矿产时，开始广泛应用浅孔留矿法。经过长期生产实践，逐渐形成固定的、具备安全性的浅孔留矿模式。浅孔留矿法被广泛应用到金属矿产开采作业中，主要是由于技术工艺简单，操作便捷性高，材料消耗少，可以应用到急倾斜极薄矿体开采作业中。

1 矿块构成要素

（1）阶段高度。现阶段，浅孔留矿法的阶段高度一般为40m～60m，当矿体围岩不稳固时，矿脉产状存在突变问题，需要降低阶段高度，约为30m～40m，避免采准和回采的时间比较长，围岩出现片落问题，从而加剧放矿难度，导致矿石损失与贫化。

（2）矿块长度。矿体围岩稳固性、矿脉赋存状态，对矿块长度的影响较大，主要表现在矿脉的断层构造、尖灭再现、分支复合等影响中，还会改变矿体厚度。当具备通风防尘要求、回采工作组织时，也会对矿块尺寸造成影响。一般情况下，薄矿脉矿块长度约为40m～50m，针对埋藏条件复杂、围岩不稳固的矿体，应当缩短矿块长度，约为25m～30m，同时加快回采速度，减少围岩暴露面积与时间，还可以避免矿石损失和贫化，确保集中放矿工作的顺利开展。围岩具备良好稳固性，且埋藏条件稳定，可以适当加大矿块尺寸，约为60m～80m，减小采准工程量，还能够提升经济性与技术性。

（3）矿柱尺寸。在应用浅孔留矿法开采薄弱矿脉时，需要严格控制矿柱留设数量，尤其是对贵重矿物、高品位矿物回采来说，能够改善浅孔留矿法的技术性与经济性。针对品位低、工业价值较低的矿床，需要通过技术与经济指标比较，确定留设矿柱。在进行中厚矿体开采中，将底部平巷作为下阶段回风巷。因维护时间较长，则需要保留底柱。

（4）布设采准方案。采准工程质量对深孔凿岩、出矿效率、爆破质量的影响较大。因此采矿多应用分层胶结采矿方式、预控顶分段充填采矿法。上向分层充足填采矿法，可以应用到复杂形态、矸石量多的矿场。回采方式比较多，且技术方法灵活，采切工程量小。

第一，按照矿块天井类型与数量分类：首先，在矿块两端布设1个先进天井，天井两侧留设安全矿柱，矿柱宽度为（2×2.5）m。当为高品位、贵重、围岩坚固矿石时，在一侧留设矿柱。在矿块中央布设1个先进天井，两端各设置1个顺路天井。此种布设方案可以将中央天井作为回采自由面，材料从上风巷向下运输。但是需要多开设1个顺路天井。部分矿山在中央天井内部设置天井吊罐，为运输人员提供材料运输路径，能够提升回采工作效率。矿岩稳固性良好时，可以应用水平梯段留矿方案，间隔几个采区设置1个先进天井，中部天井随着工作面回采，逐渐增加高度。第二，按照底部结构分类。①针对带有底柱的结构。带有二次破碎水平的浅孔留矿法，底部结构采准工作量大，采场可以控制大块，因此应用较少。带有电耙巷道的浅孔留矿法，可以减少放矿漏斗数量，生产能力较高。然而底柱高度较大，一般应用到中厚矿体内。针对不带二次破碎水平的浅孔留矿法，能够简化底部结构，减少矿柱量，属于常用方案。②针对无底柱底部结构。带有假底结构浅孔留矿法，当为高品位、贵重薄矿脉时，可以先进行底柱矿石回采，之后应用混凝土、金属或者木材构件，制作假底结构。无假底结构浅孔留矿法：在部分矿山中，脉幅小、品位高，回采中的大块较多，应用普通底部结构浅孔留矿法，会加大放矿难度，且作业强度大，存在严重丢矿现象。为了解决该项问题，需要简化底部结构，将假底结构转变为无假底结构，应用效果显著。第三，制约因素：当存在夹石、矿体厚度变化大，且矿石硬度较高。在实际生产作业中，因落矿前度与生产效率差别，采矿设计应用单一采矿方法，合理性不足。在新设计中，应当掌握地质资料、矿体赋存状态，联合采矿方法，全面发挥出采准巷道作用。在建设矿山时，揭露矿体和前期地质资料差距大。揭露矿体和运输大巷距离比较接近，大巷和矿体实际水平距离小于8m，顶底板为稳固性不足的片麻岩。巷道应用锚网支护方式，主要为锚杆悬吊机制、组合梁机制、组合拱机制。

2 某铅锌矿矿体介绍

某地区存在一个小型铅锌矿床，通过测量计算可知，该矿体倾角为60°～87°，真厚度为1.7m～4.3m，平均真厚度为（2.3±1.5）m。矿体品位约为7.5%，铅为4.2%，锌为3.3%。铅锌矿床倾伏角为27°，矿体延伸深度约为88m。铅锌矿床的矿体上盘为蚀变岩，下盘为石英斑岩，上盘与下盘均出现明显硅化，硅化带可观察到黄铜矿和黄铁矿。矿体的稳固性非常强，且矿体和岩石具备清晰边界。在采矿作业中，能够简化布眼、矿岩分离操作。按照技术人员勘测和确认铅锌矿矿体赋存条件，矿床设计应用竖井开拓方式，因此选择浅孔留矿法作为采矿方法。

该铅锌矿矿体中段高度为50m，采场沿着走向布设，长度约为50m。矿石主要包含脉石矿物和矿石矿物。其中前者主要包含白云母和方解石；后者主要包含黄铜矿、方铅矿、闪锌矿。方铅矿在矿石中分布比较多，呈现出不规则颗粒状，且粒度变化比较大，主要分布在脉石矿物裂隙中。从空间分布来看，其与其他硫化物生成团块状。在矿石中闪锌矿分布也比较广，呈现出不规则颗粒状，且粒度变化比较大，主要分布在脉石矿物裂隙中。从空间分布来看，矿石分布不均匀，并且与其他矿物共同组成团块状。镜下观察到与黄铜矿固溶体分离现象。对于矿石结构构造来说，其主要包括他形粒状结构和自形态-半自形粒状结构。矿石构造包含稀疏浸染状与分散浸染状。应用下盘脉外运输巷道，联合平底结构，巷道和拉底巷道运输及连接，均通过7.5m漏矿口实现，同时作为装岩机矿口。

完成采准工程后，技术人员明确人行天井的布设方案，第一种方案为常规脉内排列方式；第二种方案为天井置于矿体下部形式。在开采作业中，根据采矿准则内的制度与内容执行操作，当遇到中等厚度、大厚度矿体时，需要将天井布设在矿体下盘接触带。所以，矿体天井放置位置在矿脉内。然而，铅锌金属矿的市场价格较高，且矿体品位持续提升。将人行天井放置在矿脉内，将会弃置该部分矿石，或者在集中放矿期，将该部分矿石收集起来，避免后期高空场内回收时，出现残留矿体，无法彻底回收干净。因此在布设人行天井时，需要将其置于矿脉外。联合技术人员和开采人员，比较分析矿脉内与矿脉外布设方式，论证方案安全性与获益率。

3 比较两种布设方案

3.1 方案一：人行天井置于矿体内

将矿区的人行天井置于矿体内，工作流程涉及到下盘运输巷道、人行天井、装矿口、拉底平巷、分层脉内联络道。在第一种方案中，天井两侧走廊、走廊柱子顺序必须遵循“由上至下”排列原则。在采场集中作业时，随着采场矿平面的下降，会逐渐缩小矿柱回收工作面。开展下矿体回收作业时，相关人员应当保留上部天井结构完整，避免后期采空区上板门脱落。当上板门脱落后，会掉落到回收柱子内，此时将会损害天井内的矿体。在矿柱回采作业中，在天井两侧预留3m宽矿柱，以此形成间距。

3.2 方案二：人行天井置于矿体下盘接触带

在工程作业中，将天井放置于矿体下盘接触带周边，和矿体的间距控制在4m，之后开展采切工作时，工作流程涉及到装矿口、下盘运输巷道、人行天井、拉底平巷。在两条天井间布设人行联络道时，必须确保高度交错布设，便于作业人员进入。在第二种方案中，采矿作业人员能够利用天井、分层联络道进入到采场，以此开展采矿工作，无需在矿体内设置保护矿柱，可以保证开采作业人员的安全，全面提升矿石回采率，还能够降低作业成本，增加经济效益。对于进尺量来说，尽管增加下盘联络巷道，然而也省略了矿柱内的人行联络道，通过比较可知，每一个采矿场内的节约进尺量为14m。

4 比较两组布设方案

（1）经济性比较。基于经济性分析可知，方案二比方案一的采切工作量增加14m，成本增加3万元左右。第一种方案采场内保留矿石量高于第二种方案，约为3075t，工程成本约为212万元。所以通过比较可知，将人行天井置于矿脉内，单个采场内造成的损失约为220万。

（2）安全性比较。按照专业人员的论证与验证结果可知，第一种方案实施期间，工作人员需要及时测量和监督保留的矿体宽度，企业管理为了追求经济效益，会缩小矿体宽度，从而导致下部回收工作的安全隐患较多。如果应用第二种方案，在采矿作业中可以明显提升安全性，工作人员只需在回采作业中进入采场内，无需开采人员进行残采工作，可以维护开采人员的生命安全。

（3）施工难度分析。基于施工难度角度分析，采用第一种方案，随着矿体的变化，也需要改变人行天井，确保天井一直处于矿脉内。当天井位于矿脉薄弱位置时，矿体可能会偏移天井范围。如果应用第二种方案，能够简化整个作业过程，基于安全角度分析，下盘外脉人行天井布设方式，能够维护人员安全，经济效益明显。

5 结语

综上所述，对于铅锌矿区浅孔留矿法工艺来说，在采准工程布设中，必须按照矿体实际情况分析，选择适宜的结构参数和布设方法，以此保证铅锌矿采矿作业的安全性与顺利性。通过本文可知，应用人行天井置于矿体下盘接触带，能够维护开采人员的安全，保证整个开采作业的顺利性，维护矿产企业经济效益，值得推广应用。