铜山矿段13#矿体回采方案设计与回采实践

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[摘要]针对铜山铜矿的13#矿体地质条件，采用有底柱分段崩落的采矿方法，按垂直矿体走向布置采场并进行方案设计。文中详细地介绍了回采的工艺和经济技术指标，以及采场的积水处理方式。

[关键字]铜山 铜矿 回采 方案设计 分段崩落

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-87-1

铜山铜矿是一座具有五十多年开采历史的老矿山，有三个主要开采矿段，即铜山区、前山区、前山南新区。铜山区采用坑采，后上部改为露采，下部改为坑采，主要矿体有1#矿体、5#矿体、13#矿体。在进行13#矿体回采设计时，1#矿已开采结束，5#矿体属高硫低铜矿体且埋藏较浅，现正进行露天开采。本文主要介绍13#矿体回采方案设计与回采。

1 地质概况

铜山铜矿铜山区13#矿于铜山区西部，在铜山露天西侧边坡下盘，矿体有局部进入铜山露天凹坑下方，东端与铜山区1#矿体相连。矿体范围主要在-86m--140 m两中段之间，局部在-86米以上尖灭。矿体长度约100米，高度60米左右，走向东西，侧向南，倾角为20°～70°，水平厚度15m-60m，矿体扭曲幅度大。品位0.3%～0.9%，设计范围矿石储量为40万吨。矿体上缓下陡。顶板围岩为大理岩，（f=8-12），边帮保持完整，底板为煤系和少量的闪长岩（f=2-4），局部被风化，剥蚀。矿石类型为含铜矽卡岩型，含铜闪长岩型。含铜磁铁矿型。

2 采矿方法的选择

在设计初期，铜山铜矿曾设想采用房柱法开采。我根据矿体地质条件以及铜山区具体情况，认为该矿体不适宜用房柱法。其主要原因有：

①房柱法回采，在我矿生产实践中几乎没有用过，无实践经验借鉴。作业人员一时难以适应。

②房柱法在回采矿床时要保留连续或间断的规则矿柱。而矿柱矿量所占比重较大（间断矿柱约占15-20%）。且一般不进行回采。因此矿石损失大，矿石回采率低。

③该方法适合于开采水平和缓倾斜矿体。而13#矿体仅上部矿体（-99米水平以上）为缓倾斜，且所占比例较小，不到10%，且品位低，约为0.3%，在当时技术经济条件下，无开采价值。下部矿体（-99米以下）均为急倾斜矿体。

④房柱法是一种空场采矿法。它使用基本条件：矿石和围岩稳固。但13#矿体邻近露天边坡，地压活动剧烈，难以满足这一基本条件。

因此选择采用有底柱分段崩落法。

3 方案设计

（1）采场布置：采场垂直矿体走向布置。（以一条电耙道为一个独立回采单元，称之为采场）。采场长度为矿体水平厚度，采场宽度为12.5米。

（2）运输放矿系统：主要运输系统是-140米中段底板沿和顶板沿、矿内沿组成环形运输系统，矿石运至铜山区5#溜井，放至-170米运输至选矿。也可通过多次导段，矿石由铜山1#溜井放至-170米运输至选矿。

（3）通风系统：采用上向对角式通风系统，新鲜风流由-140米中段经-119米/-140米人行通风井，至电耙道水平，再通过电耙道尾部联络道和尾部人行通风井（-99米/-119米、-86米/-99米）至盲风井。

（4）其它系统：由于铜山采区是一个相对比较独立的采区。拥有比较完备的系统工程。

4 回采工艺

（1）采场布置：在采场底部开掘电耙道漏斗，底台高度5-7米，漏斗交错排列。在矿石顶盘和底盘上掘人行通风天井。在矿体厚度大的部位上掘切割天井，并在每个分段水平的凿岩巷道与切割天井连接处，向采场两侧拉切割凿岩横巷。

（2）采场切割：在各分段切割凿岩横巷内，以切割天井为自由面，用YG-90型凿岩机向上打垂直接杆炮孔，其最小抵抗线（即排距）为1米，拉槽爆破后即形成采场垂直切割槽（采矿自由面）。

（3）回采与出矿：回采作业各分段凿岩巷道内，从切割立槽边缘后退打扇形接杆炮孔，最小抵抗线为1.2米，孔底距为1.5-1.8米，爆破后用电耙出矿。随着采场回采工作的推进，相应超前扩大漏斗的喇叭口。在上向垂直扇形中深孔落矿中，进行拉槽爆破时，采用挤压爆破，崩落矿石后所需要的补偿空间是由崩落矿体中的井巷空间所提供。常用的补偿空间系数为15-20%。过大，不但增加了采准工程量，而且还可能降低挤压爆破效果；过小，容易出现过挤压甚至“呛炮”现象。对后续实施采场大爆破，向相邻崩落矿岩进行挤压爆破，在爆破前，对前次崩落的矿石进行松动放矿，以便本次爆破时借助爆破冲击力，挤压已松散的矿石获得补偿空间，如此逐次进行，直至崩落全部矿石。

放矿采用平面放矿方案，即在放矿过程中，矿岩界面保持近似水平面下移，根据平面移动要求控制各漏斗放出矿量和放矿顺序。

（4）底台回采：对于布置在矿体中的采场底台，在采场回采结束后，必须回收。主要采用无底柱进路回收底台。通常在两条电耙道底台之间施工回采进路，采用深孔凿岩，利用原电耙道的漏斗作自由面，实施爆破。利用原导段电耙道出矿。

（5）主要技术经济指标：采切比15-20米/千吨，采矿工效45-50吨/工班，炮孔崩矿量4-6吨/米，贫化率20-25%，损失率20-25%，炸药单耗0.3-0.35公斤/吨。

（6）采场积水的处理：由于该矿体与上部露天坑相近，有较强的水水联系，在采场电耙道出矿时，积水多，常常出现“泥矿”和“水矿”，它们不仅降低了采场出矿能力，而且还带来了安全隐患，当“泥矿”和“水矿”进入溜井，进行溜井放矿时，易产生“瀑矿”现象，危及作业人员安全和矿石的二次损失。为此，我们在采场电耙道出矿口前施工一导段泄水井，与运输大巷相通，积水从泄水井下放至运输巷水沟排走，保证了进入矿车矿量无积水，从而提高出矿效率和安全生产。沉定在泄水井井窝的粉矿定期清理回收。

5 小结

（1）经生产实践证明，用崩落法回采13#矿体技术经济上可行，安全上可靠，至13#矿体回采结束。采出矿矿石量35万吨。

（2）在露天边坡附近回采，在矿赋存条件允许情况下，采场底部结构应尽量垂直露天边坡布置，并采用“强采、强掘、强出”组织实施。以加速采场周转，缩短巷道服务时间。

（3）对底板极不稳固的岩体，应将工程尽量布置在脉内，提高巷道稳固性，保证安全生产。

（4）矿体回采结束后，所有通往采区的坑道应适时封闭，并结合采区放水系统形成完备永久的疏水系统。