大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究

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1、大红山铜矿可控顶采矿方法可行性研究一、概论1.研究课题的来源及研究意义矿床埋藏条件千变万化，矿山生产错综复杂，影响因素繁多，它们之间既互相联系又相互制约，从系统科学观点来看，矿山采掘系统是一个关系十分复杂而且互相对立统一的多目标决策系统，这就决定了矿床开采的工艺设计、生产过程控制和经营管理存在很大的难度，所以，矿山企业一直是国民经济的薄弱环节。缓倾斜矿床，尤其是倾角在5-30°，厚度在5-12m的缓倾斜中厚矿体，由于埋藏角度缓，其开采难度又要比其它矿床大得多，这类矿床的开采是采矿界难题。玉溪矿业公司大红山铜矿

2、正在大力开发的西部矿段，在提交的D级共5463.38万吨铜矿石储量中，几乎全是缓倾斜矿体，而且铜品位较低，对于中厚及其以上厚矿体，该矿一直沿用分段空场法，该采矿方法因为矿体倾斜角度小，崩落矿石不能借自重直接从矿房底部完全放出；在采场内用铲运机运搬矿石，由于分段较多，采切工程量大；同时因为要在底盘开掘出矿通道，岩石中巷道工程量多，而矿体厚度若不大，将导致采切比大，矿石生产成本高，采场生产周期短。常规采矿方法的严重缺陷，长期阻碍着的矿业可持续发展，更是玉溪集团发展目标的一大障碍。因此，抛弃传统落后的采矿技术，寻求

3、适合于这类矿体回采的优化采矿方法是当务之急，是摆脱矿山困境，促进采矿科技进步的必由之路。虽然大红山铜矿采矿技术和矿山装备水平达到了较高的程度，但对于缓倾斜中厚难采矿体的开采存在着较大问题，随着西部矿体的开采，继续用现有的采矿方法，矿体变薄，采切指标必然增大，如何开采西部部分矿体并降低贫化损失率，降低生产成本，就显得尤为重要和紧迫。2.主要研究内容和设计指标(1)、综合考虑安全、经济、高效率等因素，进行采矿方法选择和合理化设计；(2)、空区控顶参数的研究；(3)、采矿工艺方案的研究；(4)、采矿工艺技术指标研究

4、。设计指标是：(1)、矿石贫化率：5-10%；(2)、矿石损失率：15%；(3)、矿块平均生产能力：100～150t/d（单侧后退式采场）、150～240t/d（由中央向两侧后退式）。3.研究思路及技术路线一般来说，矿山尽管采用矿柱支护，但仍不能有效控制采空区顶板下沉和破坏，显然采用高强度矿柱支护方式谋求采场稳定有时是不现实的。由于矿体埋藏较深，西部矿段矿体适于采用地下开采，对于一般的2.5m左右的矿体采用全面法开采，矿体厚度的为中厚左右，可考虑崩落顶板，避免“强支求稳”，造成矿石的损失，为此根据井下矿块布置

5、及回采顺序，矿块间尽量不留矿柱，提高回收率，并较好地控制了地压。技术路线：我们认为最优的技术路线应为：变“强支求稳”为“诱导冒落（崩落）”实现地压控制，将以可控顶采矿法为主体采矿布置格局。如此，方能保证矿山产量稳定和安全生产。二、缓倾斜矿体开采的国内外研究现状与发展我国许多金属矿床和大部分非金属矿床都属于缓倾斜矿床，一直采用常规方法开采，效果普遍不好，尤其是用传统方法开采在我国占有很大比重的中厚缓倾斜矿体时，以及开采厚度虽然不大，但顶板岩石稳固性不好的缓倾斜体时，问题更多。因此，此类矿体至今仍被认为是难采矿体

6、。前者，由于没有找到更有效的开采方法，长期来国内多数矿山不得不采用房柱法或底盘漏斗分段空场法，虽然可提高开采的安全性，但因在底板岩石中的采切工作量大，导致千吨采切比很高（有的高达30-50m/kt），开采成本也很高，矿块或采场生产周期长。开采厚度小于7-8米的矿体时，问题更严重。由于存在这些严重缺陷，发达国家已很少采用此类方法，而用其它方法代替。如葡萄牙的内维升——科尔沃（Neves-Corvo）铜矿（其铜品位高达8%-14%）采用横向分层充填法，法国的拉让蒂耶（Largentiere）铅锌矿采用普通房柱法和

7、充填采矿法（铅7%，锌1%的富矿断层带部位），美国的斯托尔湖（Stalllake）铜矿（铜品位＞40%，还有金、银、锌90%产量用充填法回采。我国的一些缓倾斜中厚矿床如黄沙坪铅锌矿采用充填法开采。目前国内外使用的各种充填法存在的问题，主要是生产能力低和开采成本高，有的（如胶结充填）采掘工艺复杂，充填系统庞大，技术难度高，中小矿山不易掌握。这些缺点对于矿床价值较贵的矿山并不严重，那些矿山可以用产品价值高这一优势来抵消或缓解充填法的一些缺点。但是，我国大多数缓倾斜中厚矿床价值或品位都不高，对充填法难以适应。目前，

8、国内斜中厚矿体一般采用房柱采矿法和有底部结构的分段空场采矿法，少数矿山采用留矿全面采矿法、爆力运搬空场采矿法和分段崩落采矿法等。目前国内在缓倾斜厚—中厚矿体开采方面应用的房柱法方案主要有：浅孔普通房柱法、浅孔喷锚及人工点柱房柱法、普通中深孔房柱法、浅孔预控顶中深孔房柱法和中深孔超前切顶房柱法等几种较点型的方案。为保障人员和设备的安全，防止局部的复杂地段造成的安全威胁，扩大房柱法的使用条件，采场护顶技