香格里拉铜厂沟铜钼矿开采方案优化

梅社华

（香格里拉鼎立矿业有限责任公司，云南 香格里拉 674400）

铜厂沟铜钼矿区属扬子地台盐源—丽江中生代台缘坳陷铜钼铅锌金银成矿带。矿区圈出3个工业矿体—KT1、KT2、KT11矿体。其中KT1、KT2矿体主要赋存于矽卡岩中，矿床工业类型为矽卡岩型。矿石中有用金属元素以铜、钼为主。矿区矿床成因类型为热液接触交代型及斑岩型。

KT1表现为铜钼共生矿，铜钼元素的垂直分带性明显，矿体浅部以铜为主，中部为铜钼共生矿，深部以钼为主。矿体平均厚4.69m，铜平均品位1.45%，钼平均品位0.17%。KT2平均厚度7.18 m，钼平均品位0.17%，矿体以钼矿化为主，局部伴有较弱铜矿化。矿体围岩主要为灰岩及玄武岩。顶、底板围岩基本无矿化，矿体与顶、底板岩石界线比较明显。矿区矿床规模为大型。

基于矿业开发的需要，委托某设计院进行初步开采设计，现场也小断面的完成开拓探矿工程。

1 采矿方法的选择和改进

1.1 采矿方法的选择

KT1矿体中厚度小于5m的薄矿体约占该矿体原生矿矿量的13.9%，占矿山总原生矿矿量的8.86%。矿产品开采价值高。根据其产状及地质情况，设计院推荐普通上向水平分层充填采矿法（见图1）。

1）采场结构参数。阶段高度为50m，沿走向布置，长40～50m，分层高1.5～2.0m，留底柱不留顶柱，但对采场最上部1.5～2.0m进行高强度尾砂胶结充填；在矿体下盘布置沿脉装矿平巷，向上布置人行、通风、材料天井，切割平巷、放矿溜井及滤水井靠近矿体底板布置，先架设模板，后充填成井，然后掘进分层联络道。

图1 普通上向水平分层充填采矿Fig.1 The ordinary upward horizontal cut and fill stoping method

2）回采。采用普通钻机凿岩，浅孔落矿，采用电耙出矿。回采主要从下往上逐层回采；待矿石出完后，每个分层先用灰砂比1∶40充填料充填，上面再用灰砂比为1∶4的砂浆充填0.3～0.5m厚一层，作为上部分层回采时的底板。

3）通风。新鲜风流经井巷开拓巷道、人行泄水井进入开采工作面，由充填上山进入上中段联络回风巷道。

经验和资料证明，普通上向水平分层充填采矿法采切工程量相对小、损失贫化率相对低、安全可靠。但其工艺复杂，采场生产能力相对较小，充填与开采需足够间隔时间，要求备采矿块多，充填成本高。

1.2 采矿方法的改进

根据地质报告描述及现场踏勘获知，铜厂沟铜钼矿成矿受F2断层控制，其中KT1矿体自身稳定性尚可，而KT2矿体自身稳定性稍差。针对上述不利因素，为了简化生产组织管理、降低生产成本，对KT1矿体顶板稳定性尚可的矿段进行浅孔留矿嗣后充填采矿方法的试验工作。对其进行技术改进。改进后的浅孔留矿嗣后充填采矿法见图2。

浅孔留矿嗣后充填采矿法较普通上向水平分层充填采矿法在采切工程量及贫化损失方面相对较大，但其回采工艺简单，采场生产能力大，安全可靠，生产效率高（见表1）。

具体改进的内容包括：

1）改变采矿方法

普通上向水平分层充填采矿法改为浅孔留矿嗣后充填采矿法。回采工艺由原来的分层落矿、分次出矿、分次充填改为一次落矿、一次出矿、一次充填。可减少25个充填循环次数，同样，减少了25个分层胶结面，每个分层胶结面按100m2、单价73.8元／m2计算，预计每个采场可节约费用18.45万元。

图2 留矿嗣后充填采矿Fig.2 Shallow hole shrinkage and subsequent filling mining method

表1 采矿方法技术经济指标表Table 1 The technical and economic index for different mining methods

2）提高采场出矿能力

由原来的在人行通风天井联络道放置1台电耙出矿，现在改为有底部电耙出矿，减少了电耙在各分层移动8次，减轻劳动强度；出矿效率由原来的30～40t／台班提高到现在的90～110t／台班，生产能力大大提高。预计为每个采场降低人工出矿成本74.35多万元（未计算采矿效率）。

3）装车方式的选择和改进

KT1矿体目前已经完成穿脉探矿工作，原设计在下盘布置沿脉装矿平巷，由于采用了有底部结构的电耙出矿，现可灵活变更为穿脉装车。虽电耙出矿增加了斗穿斗颈和溜矿井的进尺，但原沿脉装车断面尺寸大，土石方相对减少。电耙出矿（50m＋5 m＋20m）×2m×2m＝300m3，沿脉装矿50m×2.6m×2.9m＝377m3。

同步，减少了一条50m充填天井和一条50m滤水井。单个采场节约资金约20万元。

2 运输设备选型调整

初设上各中段运输巷道分别为7t电机车配1.2m3侧卸式矿斗，中段沿脉断面为2.6m×2.9 m。目前各中段开拓探矿已经基本形成，其中大多沿脉2.2m×2.4m，穿脉1.6m×1.8m。按照设计全部均要扩帮。为充分利用现有断面的巷道，对现有道床不做过大调整，又满足1 000t／d供矿运输能力要求，现在调整为：

1）对穿脉1.6m×1.8m扩帮为2.2m×2.4m。

2）同时相邻采场共用一条扩帮穿脉，采用1、3、5、……间隔性的扩穿。

3）运输设备调整为3t电机车配1m3翻转式矿斗。

3 地压控制措施

为防止局部顶板不稳固，避免顶板对生产造成安全威胁，采取的补救措施如下：

1）制定周密的施工组织计划。严格落实“三强”，一旦出完要及时充填空区。

2）局部在顶板采用锚杆挂网。

3）采用光面爆破。当采高达到2.0m时，以3b～5b倾角在采场宽度方向凿1.8～2.2m周边眼，孔距600～900mm，最大为1 100mm，抵抗线550～850mm，最大为1 100mm，采用乳化炸药爆破。为使采场自然成拱，减少岩面对爆破的夹制作用，在宽度方向的两个角取400～500mm，周边眼的密集度系数取0.8～1.0，周边眼施工结束，即实现宽度方向全断面一次爆破，然后在已形成的光面层下后退式回采。周边眼采用间隔装药（见图3）。

图3 光面爆破周边线眼装药方法Fig.3 Charge method of periphery holes in smooth blasting

4 经济效益

综上所述，单个采场节约充填费用18.45万元、出矿人工费74.35万元、采准费用20万元。按照KT1矿体中厚度小于5m的薄矿体约占矿山总原生矿矿量的8.86%来计算，采场个数为13 021.81万t×8.86%／（3.82万t／个）＝302个。综合累计节约资金34 065.6万元。

5 结语

开采工艺改进后的浅孔留矿嗣后充填采矿法，不仅缓解矿山基建初期资金紧张和无充填料的问题，对少数民族地区发展工业带动地方经济，而且对具有高品位、矿产品开采价值高、矿岩稳固或中等稳固的中小型矿山来说，具有一定的参考意义。

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