浅孔留矿法在不连续急倾斜薄矿体中的应用

北段铅矿设计产能 15 万吨/年，由于在生产过程中，发现矿体在走向和倾向上变化太大，造成原设计采矿方法不能有效地控制贫化和损失，且矿山产量难以持续稳定，为解决这一问题，技术人员结合矿山矿体的赋存条件，在原采矿方法的基础上进行了改进和优化，提高单个采场的回采率，以稳定矿山月度产能。

1 开采技术条件及存在的问题

北段铅矿为磷矿的异体共生矿产，铅矿与磷矿无平面重叠，铅矿控制标高 1825m～1470m 。矿段内铅矿仅有一个工业矿体，呈脉状产出，走向近南北向偏东，倾向西，倾角 65^∘～85^∘ ，平均倾角 75^∘ ，与围岩产状斜交。走向长 1460m ，倾向宽 155～580m ；矿体延展规模属中型。矿体厚度 0.3～ 5.9m ，平均厚度 1.6m ，属较稳定型矿床，矿区内矿产主要为铅、锌、萤石及银矿石，矿石资源量约 130 万吨，其中铅平均品位 3.03% ，锌平均品位1.66% ，萤石平均品位 29.85% ，银平均品位 29.43g/t 。矿区内水文地质与工程地质条件均为中等类型。

北段铅矿原采矿方法采用有底柱浅孔留矿（嗣后充填）采矿法进行回采，采场沿矿体走向布置，走向长 50～60m ，斜长 40～55m ，采场间留设8m 宽间柱，顶柱高 4m ，底柱高 5m ，采用无格筛漏斗自重放矿底部结构，但由于回采过程中发现矿体在倾向上变化较大，存在多组正断层错断矿体，断层倾角 9～45^∘ 不等，断距 2～20m 不等，使得单个采场在回采到断层位置后多数均不能继续上采，同时单个采场由于预留矿柱损失矿量大，造成单个采场的生产能力大幅降低，难以达到设计生产规模。

2 优化后的采矿方法

2.1 采场布置

充分发挥胶结充填的优势，选用无底柱浅孔留矿采矿法替换原设计的有底柱浅孔留矿采矿法。

采场沿走向布置，长度 50～60m ，沿脉外运输巷每 8m 布置裝矿巷，靠近充填体一侧的采场通风人行天井布置在下盘脉外（距矿体间距 3～5m) ），远离充填体一侧的采场通风人行天井布置在脉内，沿天井每 5～8m 高度布置采场联络巷，不留顶、底柱，间柱视充填体凝固情况预留3m或不留，采场回采高度 22～30mm 。

2.2 回采工艺

（1）回采顺序

整体上先采下中段，后采上中段，下中段工作面应超前上中段至少一个矿块的距离；单个采场自下而上进行回采。

（2）凿岩爆破

回采采用 YT28 凿岩机凿岩，回采时在矿堆上进行浅孔凿岩，钻孔孔深不大于 2.5m ，倾角 45^∘～60^∘ ，炮孔采用梅花形排列，炮孔直径 40mm ，最小抵抗线 0.6m ，炮孔间距 0.7～0.8m 。

采用浅孔爆破，同时作业的采场数共 5 个。即同时采准凿岩的采场 2 个，同时回采中的2 个，出矿的采场1 个。

（3）出矿

采下的矿石采用 WJ-1(E)型地下内燃铲运机加 UQ-12 型地下自卸车出矿。采场共分两次放矿，即局部放矿和大量放矿。采场回采期间采用局部放矿，一次放矿量为崩落矿石量的 30% 左右，其余暂留采场垫采，确保回采工作面保持 1.8～2.2m 高的作业空间；整个采场回采结束后，即可开展大量放矿。

2.3 充填工艺

为解决采空区地压问题，结合矿山的实际情况，矿房回采结束后，需及时对采空区进行充填，以便控制地压，同时提高矿体回采率。通过实验及技术论证选取了尾矿胶结充填方式充填采空区。

结合优化后的采矿工艺要求，为了单个采场回采过程中不留顶、底柱，又须确保相邻采场能安全回采，充填空区时，在采空区底部约 5m 高的空间充填灰砂比 1:4 的胶结料浆，在采空区顶部 4m 高的空间充填灰砂比 1:6的胶结料浆，在采空区中部的空间充填灰砂比1:20 的胶结料浆（通过实验论证：灰砂比1:4 的充填体7 天强度 > 2MPa，28 天强度 55MPa ；灰砂比1:6的充填体7 天强度>1MPa，28 天强度 >2MPa ；灰砂比1:20 的充填体可结块成型）。

3 解决措施

（1）采场内构建桃型矿柱法

若单个采场回采过程中遭遇正断层错断矿体，且 3m≤断距≤8m时，选择在采场内矿体错断位置构建桃型矿柱结构（见图 1），斗颈规格为2.5m×2.0m ，倾角 >45^∘ ，结构完成后再继续向上回采矿体至上中段或上一个矿体错断位置止（控制采场高度在 30m 内）。

图1 构建桃型矿柱法

（2）构建分段法

若单个采场回采过程中遭遇正断层错断矿体，且断距 >8m 时，采取下中段回采至矿体错断标高位置止，于矿体错断上端标高位置构建分段，分段内重新布置采切工程回采上部矿体至上中段或上一个矿体错断位置止（控制采场高度在 30m 内），且中段巷道不再布置采切工程，一方面控制掘进工程量，另一方面提高矿体回采率。

4 成果

通过两年时间对采矿方法的技术改进，该矿的技术经济指标得到了较突出的提高，主要表现在以下几个方面：

（1）使原来极其被动的生产局面得到了根本性的扭转，技改前生产能力不足 300t/d ，技改后生产矿石量稳定在 600～80000. 。

（2）提高和稳定了出矿品位。该矿萤石矿石地质品位 29.85% ，技改 前出矿品位时高时低，综合出品位 26% ，技改后出品位稳定在 27.5% 左右。

（3）提高了回采率，技改前由于矿体一方面原设计采矿方法预留了大量的矿柱，另一方面受倾向上断层错断的影响，单个采场的回采率不足70% ，技改后单个采场的回采率达到 94% 以上。

（4）通过技术改进，采切比虽然由原来的 40m/kt 增加到了 42m/kt ，但由于回采率的提高，单位掘进的摊销成本由之前的66 元/t 下降到现在的59 元/t。

5 结语

热熔型矿床类矿种矿体复杂多变，采用常规的采矿方法会浪费大量的采切工程和投入费用，同时也会使大量的矿石损失，企业应本着“应采尽采”的原则，在矿山建设初期尽可能掌握矿体赋存条件，选取最适合矿山的开拓布置方式，确保以低成本最大限度回收有限的矿石资源。

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作者简介：张凯峰 1986 年 12 月 13 日 男 四川省巴中市 汉族 全日制本科 采矿工程师 研究方向:采矿工程