第２６卷第３期 ２０１０年６月 湖南有色金属 ＨＵＮＡＮ Ｎ０ＮＦＥＲＲＯＵＳ ＭＥＴＡＬＳ ・采选・ 黄沙坪矿低品位厚大多金属矿体采矿方法选择 徐 勇 ，彭 康２ （Ｉ．湖南有色金属研究院，湖南长沙摘４１００１５；２．中南大学，湖南长沙４１００８３） 要：根据多金属矿的资源特征和开采技术条件，提出了３种采矿方案，即分段凿岩阶段空场嗣 后尾废充填采矿法、并中段分段凿岩阶段空场嗣后尾废充填采矿法和矿柱护壁充填和矿房分段凿 岩阶段空场嗣后尾废充填联合采矿法。对３种方案进行了设计，阐述了它们的特点、结构参数和优 缺点。最后，通过综合比较分析，推荐选用分段凿岩阶段空场嗣后尾废充填采矿法作为深部低品位 厚大多金属矿体开采的实施方案。 关键词：采矿方法；分段凿岩阶段空场嗣后尾废充填采矿法；厚大；低品位 中图分类号：ＴＤ８５３．３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—５５４０（２０１０）０３—０００１～０３ 采矿方法对矿山企业生产的诸多生产指标有着 重要的影响。在设计阶段，采矿方法选择的合理、正 确与否，将直接影响到企业能否ＪＪ￣－ｑ投产，能否按期 这些岩石多为比较稳定且不易风化的矿物组成，结 构紧密，矿石含硫低，不自燃，不结块。多金属矿岩 物理力学性质列于表１。 表１ 多金属矿岩物理力学性质表 达产，是矿山工程设计中的一项十分重要的工作。 在矿山生产中，根据对矿体赋存形态、矿岩物理力学 性质、地质活动规律的深入了解和掌握，以及随着技 术的进步、设备的更新，应适时地改革采矿工艺，甚 至改变采矿方法，使企业始终保持在最佳经济效益 状态下运作＿ｌ Ｊ。因此，有必要针对多金属矿体的 开采技术条件，进行采矿方法方案的设计和优选。 １．２现用采矿方法述评 １ 开采技术条件与现用采矿方法述评 １．１ 多金属资源的开采技术条件 矿山现用上向水平高分层干式充填采矿法开采 铅锌资源，矿房沿走向布置，采用７６５５型凿岩机钻 浅孔，３０ ｋＷ电耙出矿，用废石充填，将阶段划分为 矿房和矿柱，先回采矿房，后再回收矿柱。 矿房以水平分层自下而上进行回采，一个分层 回采作业包括凿岩、爆破、出矿、充填、浇面和养护等 工序，该分层完成后，再转入下一分层作业。为了提 黄沙坪矿是多金属矿床。矿体形态极为复杂， 矿体大小不等，走向长一般为７０～４００ ｎｌ，沿倾向长 一般８０～２４０ １１３，最长３６０ Ｉｌｌ，矿体厚１Ｏ～３０ ｍ，最厚 ６０ ｎｌ。在地质剖面上，单个矿体呈似扁豆状、舌状、 新月状、带状等。 从已开拓和采准出来的Ｗ１—１钨钼多金属矿 高矿柱的回收率，在矿房每一分层充填前于两侧浇 筑０．３ Ｉｎ厚的混凝土隔墙，以防回采矿柱时矿房内 充填废石的混入。 该方法的主要技术经济指标为：矿块生产能力 ４０—５０ ｔ／ｄ，贫化率１０％，损失率１０％，万吨采准比 ６０．５ ｍ／万ｔ。 体看，矿体走向呈南北向，产状近乎直立，矿体不同 部位矿化连续性差异大，品位跳跃性强，钨钼均有顺 裂隙矿化而呈网脉状的特点，且矿体与非矿体围岩 界线模糊，无法用肉眼界定。矿体的赋矿围岩为矽 卡岩、矽化灰岩、石英斑岩等，围岩和稳固性较好。 作者简介：徐勇（１９６３一），男，高级工程师，主要从事采矿方法与充 填工艺方面的设计与研究工作。 上向水平高分层于式充填采矿法具有工艺十分 复杂、安全条件差、劳动生产率低、作业成本高的缺 点，如何实现多金属矿床的高效低成本开采成为一 ２ 湖南有色金属 第２６卷 大难题。 高度３７ ｍ，宽为矿体厚度；大于ｌ５—２０ ｍ时矿块垂 直走向布置，其矿块尺寸应根据矿体的安全暴露面 积和矿体厚度来确定。 一２采矿方法方案选择 ２．１采矿方法选择原则与思路 个矿块沿倾向划分为底柱和分段，底柱高度 黄沙坪多金属矿体采矿方法方案选择原则除了 共有原则外，还有如下要求 ，６ｌ：（１）采矿方法选择 由底部结构确定，采用双电耙单侧斗川配堑沟的底 部结构，其高度为６．４ ｍ，斗川交错布置，当矿体厚度 小于８ ｍ时，采用单电耙单侧斗川配堑沟的底部结 构；分段高度则由矿体厚度和分段巷道的位置来确 定，矿体厚度小于１５ｍ且分段巷道居中时分段高度 确，采场结构参数合理，解决稳固围岩下的厚大极倾 斜矿体的安全开采；（２）生产效率高，采场生产能力 大，满足矿山１００万ｔ／ａ的要求；（３）保证资源合理的 回收率，延长矿山服务年限；（４）开采废石回填，实现 资源、生态、环保的和谐发展。 根据黄沙坪多金属矿体采矿方法方案选择的具 体原则，选择其采矿方法方案的思路为：（１）凿岩、爆 破和出矿作业应在暴露面积不大的水平巷道内进 行，这样工作比较安全、方便和高效；（２）爆破、出矿 和充填全部或部分利用自重，这样生产成本和经济 效益就会好；（３）凿岩、爆破、出矿和充填平行作业， 这样凿岩、出矿和充填的工效高，劳动生产率高就自 然高；（４）在矿块全高上凿岩、爆破、出矿和充填，这样 回采强度高、采场生产能力大；（５）用两种采矿方法组 合，可以充分合理地回收地下资源，采矿损失率降低。 ２．２采矿方法初选 由于多金属矿床矿岩稳固，不能选用崩落采矿 法，考虑到充填法的生产能力小、成本高被排除。空 场法有浅孔、中深孔和深孔三种方法，因浅孑Ｌ方法生 产能力小、不安全而被排除，深孔方法不能很好地适 应多金属矿厚度和倾角变化大的特点。因此，黄沙坪 矿多金属矿床矿房回采方案应选用分段空场采矿法。 由于地表不允许陷落，必须对采空区进行处理， 考虑长久维持空场的矿柱损失大而不选用，同时矿 山也应解决井下废石消化，因此空区处理采用嗣后 废石和尾砂耦合充填。 基于以上考虑，初步选出了在技术上可行的采 矿方法方案，它们分别为＿７ Ｊ：（１）分段凿岩阶段空场 嗣后尾废充填采矿法（方案一）；（２）并中段分段凿岩 阶段空场嗣后尾废充填采矿法（方案二）；（３）矿柱护 壁充填和矿房分段凿岩阶段空场嗣后尾废充填联合 采矿法（方案三）。 ２．２．１ 分段凿岩阶段空场嗣后尾废充填采矿法 将中段矿体划分为矿块，矿块又分矿房和房间 柱，先采矿房，后采矿柱。根据矿体厚度不同，矿块分 沿走向布置和垂直走向布置，以１５ ｍ矿厚为界，小 于１５ ｍ时矿块沿走向布置，其矿块尺寸为：长６６ ｍ， 应小于１５ ｍ；矿体厚度大于１５ ｍ且分段巷道居中时 分段高度应小于１２ ｍ。 ２．２．２并中段分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法 当矿体为直立厚大矿体时，为了提高回收率、降 低采准切割工程量、加大矿块的生产能力，通常中段 高度一般设定为６０～７０ ｍ。基于此，并兼顾到黄沙 坪矿中段开拓的实际情况，考虑将两个中段并为一 个中段进行回采方案设计。 回采方案还是分段凿岩阶段空场嗣后尾废充 填，与方案一不同的是：（１）中段高度变大，并中段前 中段高度变为３７ ｍ，并中段后中段高度变为７４ ｍ； （２）矿块结构尺寸变大，并中段前矿块尺寸为６６ ｍ （长）×３７ ｍ（高），并中段后矿块尺寸为６８ ｍ（长）Ｘ ７４ ｍ（高）；（３）底部结构不同，并中段前底部结构高 度为６．４ ｍ，并中段后底部结构高度为１０．４ ｍ；（４） 采切比降低，并中段前采切比为５．３７ ｍ／ｋｔ，其中作 为副产的采切比为５．０８ ｍ／ｋｔ，工程在废石中的采切 比为０．２９ ｍ／ｋｔ；并中段后采切比为４．７２ ｍ／ｋｔ，其中 作为副产的采切比为４．５９ ｍ／ｋｔ，工程在废石中的采 切比为０．１３ ｍ／ｋｔ。 ２．２．３矿柱护壁充填和矿房分段凿岩阶段空场嗣 后充填联合采矿法 该方案特点是分段凿岩阶段空场，要求将中段 矿体划分为矿块，矿块又分矿房和间柱，首先回采间 柱，然后对房间柱进行钢筋混凝土护壁分层废石胶 结充填，接着回采矿房，采后对其进行尾废充填。 根据矿体厚度不同，矿块分沿走向布置和垂直 走向布置，以矿厚１５ ｍ为界，矿厚小于１５ ｍ时矿块 沿走向布置，其矿块尺寸为：长７５ ｍ，高度３７ ｍ，宽为 矿体厚度；矿厚大于１５～２０ ｍ时矿块垂直走向布置。 ２．３各采矿方案的综合比较 通过对分段凿岩阶段空场嗣后尾废充填采矿法 （方案一）、并中段分段凿岩阶段空场嗣后尾废充填 采矿法（方案二）、矿柱混凝土护壁充填和矿房分段 第３期 徐勇，等：黄沙坪矿低品位厚大多金属矿体采矿方法选择 ３ 凿岩阶段空场嗣后尾废充填联合采矿法（方案三）三 个方案的全面分析，三个方案的优缺点及主要技术 经济指标的比较列于表２。 差，且其生产能力偏小；方案一和方案二安全性均较 好，方案一生产能力小于方案二，但方案一回收率较 高，且与目前黄沙坪矿中段高度一致，较适合黄沙坪 现有的开采经济技术条件，是可行的较好方案，因此 从表２可以看出，三种采矿方案各有优缺点。 方案三充填成本高，充填在空区下作业，安全性 推荐用方案一作为实施方案。 表２各采矿方案综合比较 ３结论 工业出版社，２００６． ［２］谢世俊．金属矿床地下开采［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９９５． ［３］孙宏华．对我国金属矿床深部开采技术的探讨及展望［Ｊ］．有 色金属（矿山部分），１９９６，（６）：５—８． ｆ４］王玉国．采矿方法选择对工程设计和矿山生产的重要影响 ［Ｊ］，有色矿山，１９９５，（３）：４一ｌ１． 在对黄沙坪矿现用采矿方法——上向分层充填 采矿方法分析基础上，根据多金属矿的资源特征和 开采技术条件，提出的３种采矿方案通过综合比较 其结构参数、工艺过程、技术经济指标和优缺点。最 后推荐方案一：分段凿岩阶段空场嗣后尾废充填采矿 法作为黄沙坪低品位厚大多金属矿体开采的实施方 ［５］孙豁然，周伟，刘炜．我国金属矿采矿技术回顾与展望［Ｊ］．金 属矿山，２００３，（１Ｏ）：６—９． ［６］ 中南大学．深部厚大低品位多金属矿体采矿方法研究［Ｒ］．长 沙：中南大学，２００８． 案，该采矿方法适合黄沙坪的开采经济技术条件，是 可行的较好方案，能够给矿山带来可观的经济效益。 参考文献： ［１］古德生，李夕兵．现代金属矿床开采科学技术［Ｍ］．北京：冶金 ［７］ 阳国盛，胡训华．分段凿岩阶段空场嗣后干式充填采矿法在黄 沙坪矿的应用［Ｊ］．湖南有色金属，２００８，２４（６）：１—５． ［８］吴贤振，饶运章，潘建平．电耙漏斗分段凿岩阶段矿房嗣后充 填法工艺改进的研究［Ｊ］．矿业工程，２００４，２（４）：１６—１７． 收稿日期：２０１０—０２—２７ Ｍｉｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕａｎｇｓｈａｐｉｎｇ Ｔｈｉｃｋ Ｌｏｗ・ｇｒａｄｅ Ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃ Ｏｒｅ ＸＵ Ｙｏｎｇ ，ＰＥＮＧ Ｋａｎｇ２ （１．Ｈｕｎａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗｏｌｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１５，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃ ｏｒｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍｓ，ｎａｍｅｌｙ ｓｕｂ－ｆｉｅｌｄ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｈａｓｅ ｓｐａｃｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｔａｉｌｉｎｇｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｓｕｂ—ｆｉｅｌｄ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｈａｓｅ ｓｐａｃｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｌａｗ ａｎｄ ｗａｌｌ ｐｉｌｌａｒ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｓｔｏｐｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ａｎ ｅｍｐｔｙ ｆｉｅｌｄ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｉｆｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｔａｉｌｉｎｇｓ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｐｒｏｇｒａｍ ｄｅｓｉｇｎｓ，ｔｈｅｉｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｓｅｐａｒａｔｅ－ ｌｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｂｙ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔ ｒｅｃｏｍ ｍｅｎｄｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｓｔａｇｅ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｆｉｌｌ ｓｔｏｐｅ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｄｅｅｐ ｍｉｎｉｎｇ ｏｆ ｌｏｗ ｇｒａｄｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃ ｏｒｅ ｂｏｄｙ ａｓ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｌａｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ；ｓｕｂ－－ｆｉｅｌｄ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｈａｓｅ ｓｐａｃｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｔａｉｌｉｎｇｓ；ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ；ｌｏｗ・－ｇｒａｄｅ
