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1、缓倾斜薄矿脉混合开采工程实践（湖南辰州矿业股份有限公司，湖南 怀化 419607）摘要：针对湘西金矿深部开采时矿体空间形态复杂，开采技术条件差，进行了混合采矿法的工程实践研究，解决了同一矿块内矿体变化较大时采用单一常规采矿方法所产生的弊端，达到提高矿石回采率，降低贫化率，进而达到最大限度地回收矿产资源的目的。关键词：深井开采 缓薄矿体 混合采矿法 前言湘西金矿深部矿体地质情况复杂，在国内外缓倾斜矿体的岩金矿山中具有代表性。其矿体成因复杂，赋存条件差，应运用经济、合理的采矿方法进行回收。本文根据矿体深部开采实际条件，开展了混合采矿法 i实践研究，来解决缓倾角和深部开采对开采综合技术的影响：(1)
2、深部矿体地质情况复杂，深部采区地质构造多，地压活动剧烈，开采条件差别大，但矿石品位高，应采取合理采矿方法保证较高的回收率。(2)矿体缓倾斜，矿脉薄和极薄，且分支复合现象明显，节理、断层和褶皱发育，采空区顶板岩体极易沿裂隙塌落威胁生产。(3)由于采用削壁充填采矿法时干式充填体对采场顶板围岩稳定性作用有限，造成回采工作面应力集中、电耙道顶板极易冒落，将影响回采工作的正常进行。1 地质慨况湘西金矿深部矿体的地质情况复杂，在国内外缓倾斜矿体的岩金矿山中具有代表性。其沃溪金锑钨矿床赋存于板溪群马底驿组第二岩性段紫红色绢云母含钙板岩中，含矿石英脉沿层间断裂、分支断裂及次级张剪裂隙充填。按产出形态可分为层脉
3、、网状细脉（网脉）和切层节理脉三种类型，层脉规模最大，网脉次之。矿脉的富集基本上受岩相的控制，产于马底驿组的紫红色绢云母含钙板岩中，在空间上受褶皱、层间断裂和节理裂隙控制。矿区内矿体呈脉状、网脉状，平均厚 0.8m，倾角 2535，走向长 35350m，倾斜延伸 3002280m，6 条相互平行脉体，具有工业价值的有 6 条。按其产出状态，可分为层间脉、网状细脉和节理脉。目前沃溪矿床现正开采中深部 24 平至 30 平，上部矿体已基本采完，深部勘探至 38 平。试验矿块 3409 位于 30 平 V3-1 边缘，倾角2223，顶板围岩节理发育，有小断层。此矿块为 V3 脉，半截矿块。下中段对应
4、为 3149 矿块未回采，两侧无矿块，正下方相距 6m左右为 V3 脉 3041 矿块（未回采） ，北侧为 V3。2 混合采矿工艺根据矿块地质赋存情况和现有开采技术条件，拟对该矿块划分为8 个矿房进行混合采矿法回收矿体。 （） （） （） （）采用削壁充填法进行回采；（） （） （） （）采用房柱法进行回采（如图 1 所示） 。矿块整体回采顺序为：从（）至（）单个矿房以切巷和底巷或天井为自由面，里向外，以上往下退采。 （）矿房以平巷为自由面。自里向外，自下向上扇形开采。出矿方式：切巷以上采用电耙加斗口出矿，底柱采用电耙加装岩机出矿。护顶措施采用削壁充填法的矿房要及时打木支柱护顶，捡边充填；采用
5、房柱法的矿房每隔 46m 架设尺寸为 32m的人工矿柱护顶。图 1 混合采矿法采场布置图2.1 削壁充填法在回采（） （） （） （）矿块时，矿体顶板围岩不稳固、矿脉与围岩接触明显，矿体厚度 0.20.7m，适合采用削壁充填法开采。矿块结构参数：沿走向布置矿块，长度 3060m，中段垂高25m，斜长 5570m。不留间壁和顶柱。只留底柱。底柱斜长 710m由下中段回收。回采时的工作面跨度控制在 22.5m，采幅控制在1.21.6m。采准切割：中段沿脉平巷布置在脉内，沿走向掘进，规格为2.22.3m 在生产探矿过程中已形成。先进天井布置在矿块两侧，从本中段沿脉平巷通上中段沿脉平巷。规格 2.01
6、.8m。底板运输平巷布置在下盘围岩中，距中段沿脉平巷 1214m，规格 2.22.3m。切割巷道在底柱上部沿矿脉走向开凿，与天井相通，规格为 1.81.8m。放矿漏斗布置在底板运输平巷内，反向上掘，连通切割巷道，规格 1.71.5m。电耙绞车硐室布置在切割巷道靠近放矿漏斗上盘或端部，规格为 2.22m，长度 2.5m。回采工艺：以切割巷道和先进天井为回采自由面，以放矿漏斗为圆心，扇形递倾斜向上推进，先削取底（顶）板围岩抛掷充填，人工检边充填接顶，然后排顶（刷底）回采矿石，电耙漏斗出矿。新鲜风流自人行道上进入作业面，污风上行至上中段回风巷。工作面与充填边的最大距离 2.5m。2.2 浅孔房柱法
7、在开采（） （） （） （）矿块时，矿体为不连续的扁豆体，走向长 20120m，脉厚 38m，倾角 2035，矿石和围岩中等稳固。矿块结构参数：中段垂高 25m，斜长 5060m，矿块沿走向长4060m，矿房间距 8m，矿房净跨度为 5m，房间矿柱尺寸一般为34m。柱间 5m 左右。矿块一般只留底柱，不留顶柱，且底柱由本中段回收。采准切割工程量布置：采准切割工程包括中段沿脉平巷、底板运输平巷、切割巷道、放矿漏斗、矿房天井等，矿房天井自切巷内开掘，规格 2.01.8m，为回采的主要自由面。回采工艺：以切巷为自由面，沿脉掘进切割天井划分矿房，矿房跨度控制在 8m，在回采过程中，从上往下回采，并留不
8、规则矿柱。2.3 顶板管理根据文献 iiiii研究结论以及矿体稳固情况和其它条件，以充分利用免压拱的承载能力为依据，分别采用锚杆、喷浆、喷锚、长锚索短锚杆、长锚索与锚网喷等多种支护形式，使采矿方法的回采工艺得到简化、提高采矿强度、缩短回采周期、降低矿石贫损率、相应的扩大矿山生产规模。2.4 应用分析该矿块()矿房与底脉可能相连回采时随揭露情况考虑() 矿房于底脉相连部分划分为下分段回采。与底脉同时回采时，应注意施工安全；该矿块对应下中段 3149 矿快未回采，须保证 30 平平巷完好，以便 3149 矿块废石胶结充填。进入采场作业前应及时做好防尘、松石处理工作，并及时采取护顶措施，于脉幅较大处
9、打拉杆护顶，采用人工矿柱则须及时构筑。削壁充填采矿法 iv采用单次凿岩，分次爆破矿脉和围岩方式，矿石运搬至漏斗放出，围岩就地充填于采空区中，既能降低出矿贫化率，减少运输与提升的费用，又能提高出矿品位和金属回收率，但人工搬运废石充填，劳动强度大的问题。房柱采矿方法 v在沃溪坑口应用比较多，出矿能力大，贫化损失较小，适用脉幅较厚的缓倾斜矿体开采。但留下的矿柱，带来一定损失，因空区暂不处理，给以后的矿柱回收带来一定难度。2.5 经济指标项目名称 采幅(m) 出矿贫化 损失率 生产能力(%)房柱法 脉幅 5% 8% 8.5t/d充填法 1.21.5 4.5% 5% 2840t/d3 结论湘西金矿深部矿
10、体地质情况复杂，包含了层石英脉、网状细脉和含金钨蚀变板岩脉等多种矿石赋存形式，属缓薄难采矿体。在这些开采技术条件复杂的矿段，适时推广多种采矿方法混合开采工艺研究，同时采取必要的辅助措施，可充分回收资源，降低贫损率，确保回采质量和安全：1）在矿体空间形态复杂，矿石与围岩稳固性差的情况下，可选择多种合适采矿方法，同时尽可能做到采准、切割巷道能共同使用，达到安全可靠、技术可行、经济合理，进而最大限度地回收矿产资源的目的；2) 完善顶板管理措施，采取有效支护措施和科学监测手段降低贫化率并确保作业安全；3) 在矿山开采年限长，深部开采应力不断增大的困难情况下，在合理处理采空区的前提下，仍需加强对盘区点柱
11、、壁柱和顶底柱以及残矿回采的研究工作，进一步降低损失率。参考文献：i 曾炜仪,谢仰文 .混合采矿法在庐沽铁矿的应用J. 四川冶金,1989(4):1-4ii 丁德馨 ,包东曙.湘西金矿极不稳固顶板的稳定性控制研究J. 中南工学院学报, 1994,8(1):51-57iii 刘用章,郝中秋. 湘西金矿采场支护技术成就及发展J有色矿山,1995(5):19-56iv 宋育仁,自学增 ,肖凤元,等. 湘西金矿缓倾斜薄矿脉采矿法试验研究J矿业研究与开发, 1992(1):16-21v 孙宏生.浅孔采矿方法在缓倾斜中厚矿体中的应用J. 金属矿山,2006(9):29-33湖南辰州矿业股份有限公司排热降温
12、探索与思考（湖南沅陵官庄镇沃溪， ）摘要：深井热害治理是一个庞大的系统工程，它涉及矿山多专业的配合、井下多系统的改造。文章通过对沃溪坑口地热产生及其危害分析，根据国内外高温矿井热害治理经验和新的通风理念、 矿山现有情况，提出利用风水排热的构想和综合治理方案，规划沃溪矿区排热 降温系统的建设及未来发展方向。随着对深井排热降温认识、治理的深入、系统建设和相关工程的投入，辰州矿业沃溪坑口深井开采将会迎来更辉煌的明天，同时也能为国内即将进入深井开采的同类矿山提供宝贵经验。关键词：沃溪坑口深井开采 排热降温 探索与思考1.前言辰州矿业沃溪坑口井下开采已有近百年的历史，2010 年预计第三期工程开拓到 4
13、2 平， “十二 五” 期间 第四期工程计划向更深的 52 平开拓。矿体开采斜长超过 3000 米，垂深超过 1000 米，沃溪坑口已 进入深井开采序列。深部区域原岩温度高（52 中段1010m，原岩温度 预计为 47.8）、作业环境恶劣，地热、高温 问题已成为制约沃溪坑口下一步开拓、探采、发展的瓶颈 。2.地热规律及危害2.1.地热产生一个区域的地热增温率与当地地质年代和岩浆活动时间有关，正常情况下地热增温率为 3/100m。沃溪矿区经测定为 1/39.5m。此外空气在向井下流动过程中每下降 100m 空气温度上升 1。2.2.地热现状现沃坑主要生产区域 2632 平环境温度接近或超过 30
14、，32 平以下接近或超过 35，员工进入作业区基本上只穿一条短裤，在作业面为获得暂时舒适开高压风强制通风降温。沃坑采掘作业面每年都在下降，地温逐年增高、 热害逐步加重。人所在的环境温度超过 37后不但不能放热，反而从环境中吸热，造成人体蓄热中暑。国家行业标准：井下作业环境温度超过 27，有地热危害的矿井超过27.5必 须采取 强制降温措施。3.设计手册对高温矿井相关要求1、井巷布置尽量避开局部异常高温区，尽可能设计施工在导热系数低的岩层中；2、尽可能采用分区通 风系统， 缩短新鲜空气路 线；3、 风井布置以混合式最好，对角式次之，中央式最差；4、大容量机 电设备硐 室一般应尽可能布置在靠风井附
15、近或建立独立的回风路；5、采用高效机械化充填采矿法；6、中段后退式回采；7、高温 矿井供排水应隔热 ；8、深井排出的高温 热水要隔热或经风井上排，水 仓要设计在风井附近。4.深井排热降温方法降温是将井下高温作业区域过多的热量人为转移至低温区或地表，但热是一种能量没有自已固定的形态，只能依附于媒质。深井排热降温的特点：热量巨大且连续不断。 现在能看到的国内、外 矿山井下采用的降温媒 质只有风和水，所有的降温方法和措施都是围绕着风和水展开。利用风的方法是将低温风流送至井下作业区，吸热升温后排至低温区或出地表，低温风流可以是人为 的也可是自然的；利用水的方法是将低温的水或冰用管路或容器输至井下，吸热
16、 升温后排至低温区或出地表，冰、冷水可以是人为的也可以是自然的。风、水降温方法可单独、并列、交叉使用。如将冰或冷水送至井下某一点，将井下风流冷却，再将冷风流 输至深部作业点；将人工或自然制造的冷风、冷水、冰直接送到井下。4.1 排热降温基础工作（1）建立健全井下温度测控体系，将所得资料进行线性回归分析、存档保存，查明环境温度与进出风焓、流量、流速、流经时间的关系。（2）寻找适合我矿区地热计算方法，为与排热降温相关的各系统设计提供理论依据。我公司在 06 年曾对沃坑井下热量用（前苏联的公式）类比法作过系统的计算，计算结果预计达到 42 平后，井下排热量为 407.1 万大卡/时（相当于 4738kw）。4.2.排热降温措施（1）通风排热通风作用：近地表采矿 提供井下作业人员的新鲜 空气
