维普资讯 http://www.cqvip.com 第２卷第３期 Ｖｏ１．２ ＮＯ．３ 采 矿 技 术 Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００２年９月 Ｓｅｐ． ２００２ 凡口铅锌矿盘区机械化中深孔留矿法的应用 张木毅 （中南大学，湖南 长沙４１００８３） 摘 要：盘区机械化中深孔留矿法是一种结合ＶＣＲ法、留矿法和盘区回采优点的新采矿 方法，是以机械化设备配套为前提，采用上向中深孔侧向落矿、配以深孔装药设备和相应 的新型粘性粒状铵油炸药，选用爆破效果良好的爆破参数和爆破网络，使盘区开采形成高 度机械化配套的采矿工艺，从而达到生产能力大、效率高、技术先进、生产安全可靠的目 的，而且间柱采场出矿完毕后可以采用废石非胶结充填，节约生产成本，经济效益显著。 关键词：盘区；中深孔留矿法；机械化；采准切割 １ 前 言 凡口铅锌矿是我国目前规模最大的铅锌矿山， 投产３０年来，依靠科技进步，不断改进采选生产工 艺，使矿山生产蒸蒸日上，经济效益不断提高。特别 是自２０世纪７０年代末以来，相继在我国率先试验 成功盘区上向分层充填采矿法、大直径深孔球状药 包崩矿采矿法、盘区上向机械化中深孔充填采矿法 ２０～５０ｍ，最厚达１００ｍ，倾角一般为６０。～７Ｏ。，局部 为２０。～４０。。矿石中主要有用矿物为方铅矿、闪锌 矿和黄铁矿。上部铅锌品位较高，向下硫增高，并出 现单一黄铁矿石。矿石稳固性好，＿厂一８～ｌ３：矿 体上下盘为灰岩，属中等稳固，＿厂一８～】３，小部分 为页岩和砂质岩，属不稳固，厂＝＝＝４～６，极易冒落 和遇水泥化。矿石由于含硫较高，易结块发热。矿 山水文地质条件复杂，卡斯特溶洞发育。矿体上部 为含水的壶天灰岩所覆盖。地面的建筑物需保护， 采区范围内不允许地表塌陷。 ２．２盘区机械化中深孔留矿法的使用条件 等达到国际先进水平的采矿工艺，使矿山采矿工艺 技术在国内处于领先水平。 盘区机械化中深孔留矿法是凡口矿“十五”期间 首项自行完成的采矿工艺科研成果。该项目首先由 凡口铅锌矿麦炽权副总工程师提出，并在】９９９年完 成项目可行性研究，同时列入２０００年度科研汁划， 同年成立盘区机械化中深孔留矿法试验小组组织试 验。经过２０００￣２００１年前后两年努力，顺利完成了 狮岭一２４０ｍ中段Ｎ１～２号间柱、一３２０ｍ中段Ｎ９ 号矿房、一２８０ｍ中段Ｓ８～９号间柱等３个采场的回 采试验，共回采９个分层次，采下矿石共７６７３８ｔ。试 （１）回采矿块含硫低、形态规整、无分支复合、矿 体倾角大于５５。，从而保证较好的贫化损失指标和 避免因矿石发热结块或最终放矿角度不足造成采下 矿石大量损失。 （２）矿岩稳固性中等以上，间柱采场两帮充填体 质量较好，从而确保回采安全和在落矿及集中放矿 过程中不会造成两帮相邻采场充填体大量塌陷混入 采下矿石中，造成采下矿石严重贫化。 （３）采场应位于盘区斜坡道系统之中，以便无轨 采矿设备进入采场作业。 ２．３采场结构要素 验证明：盘区机械化中深孔留矿法是一种机械化程 度高、安全高效的采矿方法。 ２ 采矿方法试验研究 ２．１开采技术条件 （１）试验采场垂直矿体走向布置，采场长度为矿 体水平厚度，一般为３０～６０ｍ，宽度为８ｍ，高度为 ４０ｍ，底柱高为８ｍ。 凡口铅锌矿是一个产于碳酸盐类岩石中、矿石 成分简单的层控矿床。矿体赋存于泥盆系中统、上 统和石碳系下统石灰岩系中，金星岭、狮岭和狮岭南 （２）采场底柱设置放矿漏、斗和出矿进路，漏－ｔ・中 心线距离为８ｍ，每８ｍ高有一条与盘区斜坡道分段 平巷连通的采场进路，采场内靠矿体上盘设置通风 为矿区主要矿化地段。凡口矿的矿体形态较复杂， 走向长２００ ５００ｍ，倾斜延伸１００～４００ｍ，平均厚度 天井兼作爆破掏槽井（见附图）。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２卷第３期 张木毅凡口铅锌矿盘区机械化中深孔留矿法的应用 采用ＭＯＮＯＭＡＴＩＣ ＨＳｌＯ５Ｘ 上向自动接杆凿岩台车钻凿仰角 ８５。～８８。的上向炮孔，孔深８．４ ｒｎ，爆 破孔网参数视矿岩条件按孔距１．２ ～１．３ ｒｎ，排距１．４～１．５ ｒｎ，呈梅花状 排列，掏槽孔网视矿石可爆性加密为 １．０ｍ×１．０ｍ，间柱采场边孔距两帮 孵庇柱 ：． ， 。＿ ：， 分层充填体０．４～０．５ｍ，距ＶＣＲ大 爆破充填体０．７～０．８ｍ。矿房采场 为保证边帮平直，每隔３～５ｍ用 ＭＯＮＯＭＡＴＩＣ ＨＳｌＯ５Ｈ／Ｖ水平台 ’ ｒ采墙 充填体 魏 车钻凿一个仰角４５。，孔深３．８ｍ的 边帮控制孔。 每一分层采场炮孔凿完后一次 —１ｒ、 ｌ１ 越 ．丕垃鑫 Ｈ－．ｍ ｖ￣－７ ；恤 装药爆破落矿，使用炸药为粘性粒状 铵油炸药。所有爆破器材用吉普车 由炸药厂直接从大斜坡道运到采场。 装药采用芬兰ＮＯＲＭＥＴ公司制造 Ｉ１ ２ ｆ ｌ ＂／、 ＼ ＼Ｉ 一 ＼ ｌ、ｌ 留 惦回幕 －－．…ｚ ，ｌ ＃ ！，Ｌ分段ｆ口：： Ｈ１ ： ：：：＼ 几分 （璺 Ｉ ０＿、 ＼甘 一 ＼、 ｜ 、 ＼ 、 ． 的Ｎ＇Ｉ、３０／ＮＢＢ１５０型井下装药台车。 装药车设有１５０Ｌ药罐一个，并带有 一 ， 小型空压机ｌ台，散装粒状铵油炸药 在４～５ＭＰａ工作压力下，通过直径 七舒［段 】＝（一 ）＝： ＼ ｔ ｌ Ｉ－ －一ｎ舞 一 ｊ＼＼Ｉ： Ｉ ［／ＩＩ １ ８虎ｊＩ‘＼＇＼ ＼ ＩＩＩ ｕ —＼一１８ｒａｍ的装药管进行机械化装药，由 装药管将导爆索引导至孔底，而孔口 ■露蕊１ ｌ ＼ 则装填简装乳胶炸药和毫秒雷管作 附图 Ｓｈ－２８０ｍ ｓ８～９号盘区中深孔留矿法 为起爆弹。拉槽区和侧向爆破区根 ２．４机械化设备配套 据炮孔排数分别采用常规ｌ～ｌ５段 毫秒雷管或】～３Ｏ段高精度毫秒雷管，边孔滞后一 段起爆。整个爆破网络同段分组并联，采用导爆索 与导爆管微差非电复式网络起爆，侧向崩矿落矿。 ８ｍ高的分层仅一个班即可完成装药爆破落矿工 序。 盘区机械化作业设备由芬兰ＴＡＭＲＯＣＫ公司 生产的ＭＯＮＯＭＡＩＣ ＨＳｌＯ５Ｘ型上向自动接杆凿 岩台车２台（１台在用，ｌ台检修备用），ＭＯＮＯＭＡ— ＩＣ ＨＳ１０５Ｈ／Ｖ上向水平凿岩台车ｌ台配套组成， 形成专门负责盘区凿岩爆破的中深孔采矿机械化作 业线，承担各工区所属盘区留矿法采场的采矿任务。 ２．７出矿及充填 采场落矿后用３ｍ。铲运机出矿。 ２．５ 采准切割 每分层爆破落矿后松散矿石堆高约ｌ２ｍ，为进 行采场顶板安全处理和取得下一次回采循环的凿岩 首先在采场下部穿脉巷道掘进出矿进路和放矿 斗颈，放矿斗颈与第一分段进路进行的采场拉底贯 和补偿空间，需进行二次定量放矿，第一次放出落矿 量约ｌ／６，使碴堆至采场顶板出露约２ｍ空间，以便 人员进入采场在碴堆上进行顶板边帮松石处理，完 成后再放出崩矿矿量的ｌ／６，并用铲运机通过采场 通后按设计扩漏形成符合规格的放矿漏斗，最后挑 顶形成高度约４ｍ的凿岩空间，同时使用３ｍ 铲运 机平整由矿石铺垫的底板，以便机械化设备进入采 场作业。人工底部结构采用立模充填形成。 ２．６回采及爆破 进路进入采场平场，形成一个空高约４ｍ，底部较平 整的凿岩补偿空间，然后转入下一个分层回采循环。 每个采场经过３～４个回采循环后即完成采矿 维普资讯 http://www.cqvip.com ２６ 采矿技术 作业，最后用３ｍ 铲运机在底部进路进行大量出矿。 采场出矿完毕后封闭进路进行充填。为回收底 （１）盘区中深孔留矿法采用机械化集中凿岩、爆 破，２～４个循环采完一个采场，采矿效率高，安全性 好，劳动强度低，落矿结束后可连续出矿，具有机械 化配套合理，机械化程度高的工艺特点，属国内首 创。 柱，底部１０ｍ采用胶结充填，其余空区可采用尾砂 或废石非胶结充填。因此，该采矿方法可以大量降 低充填水泥消耗量，从而明显降低采矿成本。 ２．８主要技术经济指标 （２）提高了采场综合生产能力，贫化损失率低。 （３）工艺简单，减少了采矿过程中空区充填次 据９个分层统计，盘区中深孔留矿法最高采场 综合生产能力为２６６．６ｔ／ｄ，最低为２００．３ｔ／ｄ，平均 采场综合生产能力为２３６．６１／ｄ，是盘区浅孔水平落 矿工艺采场综合生产能力的２．４倍，各项技术经济 指标均大大高于盘区浅孔水平落矿采矿法。盘区中 深孔留矿法与盘区浅孔水平落矿采矿法主要技术经 济指标的对比见附表。 附表 盘区中深孔留矿法的主要技术经济指标 数，特别是采后空区可进行大量废石回填，减少废石 提升量。与原充填工艺相比，可降低废石破碎费用 和水泥用量，从而对降低采矿成本有明显的作用，与 盘区分层充填法配合使用有利于盘区采充平衡和大 量发展废石充填工艺，提高矿山经济效益。如Ｓｈ一 ２４０ｍＮ１￣２号中深孔留矿法空场回填废石５４６６ｍ ， Ｓｈ一３２０ｍＳ８～９号空场回填废石４６７０ｍ。，节约充 填成本ｌ３０．７５万元。 （４）盘区上向深孔留矿法的成功应用，促进了凡 口铅锌矿采矿方法的优化使用，在凡口铅锌矿具有 广阔的使用前景，也值得我国同类井下矿山借鉴，在 我国有条件的矿山和合适的矿床值得推广应用，以 提高矿山的装备水平和实现机械化采矿，降低生产 成本。 ３ 结 论 总结盘区中深孔留矿法在凡口铅锌矿厚大矿体 中的应用，得出如下结论： （收稿日期：２ＯＯ２一Ｏ７一Ｏ４） 作者简介：张木毅．教授级高工．中南大学地读博士．凡口铅 锌矿副矿长。 文史哲辑，包括文学、艺术、旅游、历史、哲学、宗教、体育、人物传记等； 经济政治与法律辑，包括经济学、商贸、金融、保险、政论、党建、外交、军事、法律等； 教育与社会科学综合辑，包括社会科学研究方法、社会学、民族学、人口学、人才学、各级各类教育等； 电子技术与信息科学辑，包括无线电、计算机、自动化、新闻与传媒、图书情报、档案等。 详情请访问：ＣＮＫＩ电信全国中心ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ 中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ教育全国中心ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｄｕ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ 清华同方光盘股份有限公司 光盘国家工程研究中心