谦比西铜矿深部开采的技术实践

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1、谦比西铜矿深部开采的技术实践　　【摘要】随着浅部矿产资源的枯竭，大规模开发深部金属矿产资源是世界矿业发展的必然趋势，深井开采已成为我国乃至世界矿业界特别关注的问题。由于地应力大而导致地压活动频繁，地下水、地热及高额的回采成本等，严重影响矿山正常生产。为此，结合谦比西铜矿的深部开采技术实践情况，为深部开采技术应用提供借鉴和参考。　　【关键词】深部开采地质灾害通风支护　　随着社会经济发展，人类对资源依赖程度越来越高，但随着工业化开采，浅部资源正在面临着枯竭或消失，为了工业经济发展的需要，必须进行深部开采提高工业资源供给率，但深部开采

2、面临着各种各样的技术难题，本论文是以赞比亚谦比西深部开采技术实践，为同行业深部开采借鉴。　　1概述　　赞比亚谦比西矿隶属于赞比亚铜业联合公司，因公司经营不善破产，后为中国有色收购。谦比西铜矿属于典型的沉积岩型矿床，层理发育，按照地质赋存状态从上盘至下盘以次为石英岩（隔水层）―白云岩―矿体―下盘砾岩―泥质石英岩，总体来说矿体上盘不稳固，下盘中等稳固，此外矿山含水量较大，日排水量达到50000m3，目前开采深度已经达到900m深，属于典型难采矿体。　　2地质条件与岩石工程质量分级　　2.1岩石物理力学试验参数9　　根据岩石力学试验测

3、试报告：在单轴和三轴力学试验条件下，谦比西主矿体深部岩体力学参数如表1。　　以上数据表明：基底花岗岩、硫化矿、长石石英岩、底砾岩的抗压抗拉强度很高，氧化矿和泥质石英砂岩抗压强度一般，燧石白云岩抗压强度相对较差，白云岩和氧化矿抗拉强度相对较差。　　2.2现场地质力学与裂隙节理调查调查　　为了反映深部岩体地质力学性质，我们调查现场，位置选定在-878ml泄水巷，根据现场岩石性质，对矿体上下盘和矿体进行现场的地质力学与节理裂隙调查，并将调查出来优势裂隙节理组反映在施密特等密面图上，（如图1）。　　通过对裂隙节理调查，我们发现：泄水巷道

4、内矿体上盘岩石层理和裂隙比较发育，节理平均密度约为18m/条，走向为180°，倾角约为80°，岩石顶板存在明显淋水；矿体下盘岩石产状较复杂，大体上被3组主要优势节理组切割，这3组优势节理分别为68°∠80°，40°∠89°，330°∠70°，3组节理组近于垂直，尤其是在距离矿体1m处，底砾岩与泥质石英岩交界处颗粒填充一层约为0.5cm～1cm厚的石英岩，易受采动影响，总的来说，矿体下盘岩体极破碎；矿体内，岩石呈层理分布，主要有有一组优势节理组，这层优势节理组与上盘优势节理组基本一致，由于矿体倾角较大，在水的作用下，容易沿着层面离

5、层形成垮落。　　2.3岩体工程质量分级与评价9　　根据现场结构面调查、钻孔RQD统计、矿岩物理力学参数测试结果，采用RMR岩石质量分级打分表，对谦比希铜矿主矿体各组岩体打分评价见表2。　　根据各岩层的参数的分类结果，RMR分类结果表明：长石石英岩质量中等，矿化板岩和砾岩质量差，而砂层质量很差。　　根据以上岩石物理力学试验和工程地质调查表明：谦比西矿体深部岩体地质条件比较复杂，岩体稳固性为不稳固到中等稳固；由于岩体内本身强度不大，岩体中没有多余应变能，因此不会发生岩爆；深部岩体受水影响较大，在水的作用下，岩体层面之间更加光滑，工程

6、岩体质量更加不稳固，前期开拓过程中，必须加强疏水，减小水对岩体工程质量的破坏。　　3深部开采存在技术问题　　根据目前开采现状井下采矿主要存在如下几个问题：　　3.1地下水是制约井下开采最重要的因素　　井下测水报告显示整个主矿体井下每天涌水量达到近50000m3，目前深部开采开拓工程基本完成，整个深部开采正在进行采准，采场已经在采用嗣后充填采矿法试生产阶段，从现场试生产情况表明：疏水工程相对好的区域，采场稳定性相对较好，采场内地压易于通过支护控制；涌水量大的采场，易冒落，采场稳固性差，施工难以控制。　　3.2地热是影响井下开采的另

7、一个重要因素　　深部开采地热问题已经在国内外形成共识：地下岩层温度随着深度的增加而增加。据统计，常温带以下，岩层温度以3℃/loom的梯度增加。千米以上的深井，岩层温度将超过人体温度。深井开采工作面气温的升高导致工作条件的严重恶化。在持续的高温条件下，9人员的健康和工作能力将会受到很大的损伤，这影响到采掘工作的正常进行，使劳动生产率大大下降。据统计资料，超过适合人体温度后，温度每增加1℃，工人的劳动生产率将降低7%～10%。在高温条件下，高温对井下无轨设备损害很大，发动机经常因为高温被烧坏。谦比西矿体深部开采，井下刚刚拉开的泄水

8、巷道内温度高达42°，涌水的温度约50°，水的比热容大，放热很多，高温难以褪去，井下开采通风降温非常困难。采矿作业过程中，效率非常低，无轨设备故障骤增。　　3.3采场地压控制又是一个制约回采重要因素　　工程地质实践表明：随着开采深度的增加，地应力随之增大。大多数