倾斜切割天井在阿尔哈达铅锌矿的应用与分析

2022-09-11

一、概述

阿尔哈达铅锌矿位于内蒙古锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗满都胡宝力格苏木辖区内, 处在东乌旗的北东方向, 距离约225km。矿区位于东乌旗褶皱束额仁高毕复式向斜的东南翼, 受多期构造运动影响, 区内褶皱、断裂以及节理、劈理构造发育, 后期 (成矿期) 构造对早期断裂构造的叠加改造作用强烈。其中1号矿脉带位于矿区北部, 带宽350—600余m, 工程实际控制长度3400m, 即西起24线东至111线, 矿带走向290°-325°左右, 总体走向305°, 倾向南西, 倾角25°-55°, 矿脉厚度1-7米, 局部矿体上盘围岩极不稳固。

二、矿山现状

1. 原采用的采矿方法:

锡盟山金阿尔哈达矿业有限公司, 设计中段高度40m, 单个采场长度50米。井下所采用的分段空场法中, 分段高度10m, 矿体倾角50度。切割工作一直采用垂直切割天井与切割巷配以中深孔联合拉槽的方法, 拉出切割立槽作为最初的爆破自由面及补偿空间。

2. 存在的问题:

由于阿尔哈达铅锌矿矿体倾角较缓, 施工垂直切割天井时考虑到矿体损失和贫化的原因, 通常是将切割天井布置在矿体上盘矿岩各半的位置, 如图1所示。

而拉槽所采用的中深孔是在分段切割巷内平行于切割天井施工垂直上向扇形孔, 排距为1.5-1.8米, 孔径100mm, 拉槽时采用逐排爆破的方式拉出立槽。由于阿尔哈达的矿体上盘围岩不稳固, 采用此种方法存在如下几个问题:

(1) 造成矿量损失。由图1可以看出, 采用该方法布置切割天井, 将使切割巷最前端的部分矿石在本分段内损失, 由于拉槽时未能将该部分矿体爆落, 导致正常回采时该部分矿石在走向上无自由面, 从而造成不小的矿量损失。

(2) 造成贫化。同样由图1看出, 采用该方法布置切割天井, 天井端部处于围岩中, 拉槽时不可避免的将该部分围岩爆落, 造成部分贫化。由于该矿地质条件, 上盘围岩不稳固, 拉槽时爆落围岩的过程同样也是将上盘破坏的过程, 使得本就不稳固的围岩更加破碎, 在正常回采过程中, 一次又一次的中深孔爆破, 直接导致上盘大面积冒落, 造成大量损失, 严重时会将采场报废。

以上种种原因, 致使浪费宝贵资源, 采选成本增加, 造成矿山的经济损失, 从而影响了矿山的经济效益, 难以实现科学的生产管理。

三、切割井新方案

即将原来采用的垂直切割天井布置方式改为倾斜切割天井的布置方式。倾角与矿体倾角一致, 天井规格为2.5×1.5米, 沿矿体上盘施工。在掘进倾斜切割天井时应注意控制矿岩界线, 确保切割天井的角度与矿体倾角一致。施工扇形拉槽孔时沿分段切割巷穿凿上向中深孔, 排距1.5-1.8m, 爆破切割槽时将拉槽排中深孔自浅至深, 采用分段微差爆破, 计算好补偿空间后一次逐排爆破或者分次爆破。如图2所示:

四、综合技术分析

两种切割井施工方法的综合比较:

1. 工程量比较

通过实际工程量对比来看, 采用原来的垂直切割井方法, 工程量较小, 在分段内长度为10米, 规格为2×2m, 合计工程量为40m3。而采用倾斜切割井的方法施工, 在分段高度内, 斜长14米, 规格考虑到无需扩井, 施工为2.5×1.5m, 合计工程量为52.5m3。

2. 两率比较

采用倾斜切割天井后, 由于天井是沿矿体上盘面施工, 首先不会破坏上盘, 避免了拉槽部分废石混入, 而且避免了因破坏上盘后引起的大面积冒落, 因此贫化率较垂直切割井大为减少。另因该施工方法是将切割巷端部的矿石在爆破切割巷过程中也一起爆落, 不仅拉槽时就避免了该部分损失, 而且在正常回采爆破过程中也不会造成走向上的大量损失。

结语

通过实践及理论分析得出:采用倾斜切割天井配以中深孔联合拉槽法适用于倾斜急倾斜薄至中厚矿体, 并且有效的控制了矿石的损失和贫化, 减少了因采出大量废石而造成的采选成本的升高, 提高了矿山的经济效益, 为创建节约型矿山创造有利条件。此种方法在同等条件下值得大力推广。

摘要：在分段空场采矿法中, 切割拉槽至关重要。目前该采矿方法大多采用垂直切割天井与切割巷配以中深孔联合拉槽的切割立槽方法, 但该方法在拉槽过程中不但损失一部分矿量, 而且对上盘破坏严重, 回采爆破过程中上盘极易垮塌, 造成大量贫化。本文对在阿尔哈达铅锌矿成功应用的倾斜切割井进行了分析, 提出推广用倾斜切割井进行拉槽的方法, 对提高资源利用率以及创建节约型矿山具有重要意义。

关键词：分段空场法,倾斜切割井,损失贫化