南京银茂铅锌矿采矿方法介绍

南京栖霞山铅锌矿应用的上向水平分层充填采矿法介绍南京银茂铅锌矿业有限公司2010年9月9日提纲一、矿山基本情况及开采现状二、矿山使用采矿方法沿革三、目前使用的上向水平充填采矿方法介绍四、使用中的安全与技术管理问题一、矿山开采现状南京栖霞山铅锌矿是一个多金属矿床，主要金属有铅、锌、伴生硫、银，矿区北距长江1.5公里，九乡河流经矿区中部进入长江，著各的南京栖霞山风景区中的栖霞寺、千佛岩位于矿山附近。栖霞镇有部分居民住在矿体上部。矿山北靠长江，西邻南京新生圩外贸港口、长江二桥，沪宁高速公路、沪宁铁路自矿区南侧穿过，交通运输十分方便。矿山1957年筹建并进行露天锰矿开采，1960年后逐步转入地下开采，71年前后，开始进行铅锌矿床开采，年采选能力1.5～5万吨，1980年开始，进行技术改造扩建设计，年采选规模10万吨，于88年建成投产。1990年至1994年再次进行技改扩建，年采选生产能力为20万吨，矿山通过挖潜改造，目前采选生产能力已达到35万吨。矿山开拓系统为平硐盲竖井开拓，平硐位于+14米水平。主井为罐笼提升井，井深从+14米中段到-475米中段，井筒净直径为4.5米，提升机为JKMD—2.8×4型落地多绳提升机，罐笼有双层，每层装固定式矿车2辆。矿石提升到+14米中段后，二次运输倒入箕斗井，再提升到+53米地表选矿厂原矿仓内。箕斗井净直径2.4米，箕斗斗容为1立方米。井下目前正在进行-475米至-625米新中段开拓工作，由-475米主、副井和-525米、-575米、-625米三个中段组成。矿山开拓中段高度为50米，中段运输巷道为环形布置。井下现有+14米、-75米、-125米、-175米、-225米、-275米、-325米、-375米、-425米、-475米、-525米、-575米、-625米等中段，-375米、-425米和-475米中段为目前的开采中段。矿山井下通风为多级机站通风方式。+14M、-325M回风机站统一采用K45-4-№14（132KW/台）型号风机，叶片角度均为40°。矿井总风量61m3/s，系统装机容量264KW。通风系统有效风量率为79%，回风机站平均运行效率为80%。二、矿山使用采矿方法沿革△1960年以前进行露天锰矿的开采。△1960年～1971年地下-28米以上采用开采方式分层崩落法露采，浅孔留矿法开采锰矿。△1971年以后转入开采地下铅锌矿，1971年～1984年采用采矿方法有浅孔留矿法、分段空场法。多年地下空场法开采在地下累积有15万米3的采空区，成为安全隐患。△1984年开始与北京有色冶金设计研究总院合作进行上向水平分层充填法的试验，试验矿段为3#矿体-75米中段的301、302采场。1986～1987年与马鞍山矿山研究院合作在301、302采场进行了“破碎矿体顶板加固综合技术研究”。△1990～1994年进行了铅锌银矿20万吨/年扩建工程施工，设计单位是北京有色冶金设计研究总院，设计的采矿方法为上向水平分层充填法。△1994年以后，-175米中段以下的全部中段采用上向水平分层充填法。目前已开采至-475米中段。采矿方法变化原因：△保护地表“三下开采”△有利于环境保护，尾矿、矸石处理△提高矿石回收率。△防止硫化矿堆积过久产生自燃。三、目前使用的采矿方法介绍⑴标准采矿方法介绍矿块沿矿体走向布置，长50m，中段高50m，宽为矿体水平厚度，矿块间留4m的矿壁作为间柱，底柱高5m，顶柱高3m，采场内根据矿岩条件不规则地留有点柱，点柱尺寸4×4m，点柱中心距16～20m，每个点柱分担面积300～400m。2采准为下盘及脉内联合采准，布置有下盘中段运输道及脉内平巷，穿脉间距为50m，每个采场内至少布置一个充填井，2个顺路人行井及2个顺路溜矿井，顺路井均用厚12mm或10mm钢板焊接而成，直径为1.6m。矿山回采在已布置采准好的矿块上进行切割拉底工作，拉底以切割巷为自由面进行刷帮，拉底层高度为2米，在刷帮未到边前不得落矿，拉底层刷帮必须按设计要求留好点柱、间柱，并保持好其形态和规格。标准采矿方法图35012505012345ⅡIIⅡ20.5.ⅡⅡ15756155032160°80°～ⅢⅢ2.52.52.52.55.05.04.01.81016.53624.0462356114?4?4ⅢⅢ⑵.-475米中段采场设计介绍293036-236-340-240'-240'-342-2人溜溜-475米中段垂向上位于-425米水平至-475米水平之间,矿体形态大致为似层状，走向方向长500米左右，铅锌矿厚数米至30米，平均厚16米左右。中段布置采场10个。生产勘探后估算铅锌基础储量(111b)100.6万吨,平均品位：铅4.56%、锌8.23%、硫28.19%、银178g/t、金0.89g/t。1.1102采场地质概况矿块范围及形态产状该矿块是虎爪山矿段1号矿体的一部分，走向上位于28线东18米至28线西29.3米之间，垂向上位于-425米水平至-475米水平之间。矿块矿体呈脉状,走向近北东，倾向北西,倾角较大。由于受北西向小构造的影响，使小分枝增多,矿体在形态产状上均有所变化。围岩矿体围岩北西盘为黄龙组底部（C21）粗晶灰岩、白云质灰岩,高丽山组（C12）粉砂岩、和州组（C13）泥灰岩、钙质页岩，南东盘为弱矿化黄龙组（C22）灰岩。矿块储量矿块铅锌矿储量表面积（米2）储量（吨）Pb(﹪)Zn(﹪)S(﹪)Ag(g/t)425m水平5316.828.9227.21184450m水平6355.699.4025.86320475m水平4215.879.3618.12163968256.009.2824257矿块的划分：本矿段位于26副线~28副线之间，沿走向长约47.3m，-425米水平矿体平均宽度约18.6m，矿体面积为531m2；-475m中段矿体平均宽10.6m,Pb-Zn矿体面积421m2。2、采矿方法-425米水平平面图28085095009600SSSS231C21CC1人23人人人溜内3人溜溜人人22人溜溜8009550间柱间柱采场分界线750700点柱2#溜井3#溜井1#人井2#人井4#溜井接替人行井充填井1928FFF矿砂、页岩(2)1#溜井2#溜井3#溜井接替人行井充填井28'间柱间柱-475矿岩界线-475水平巷道采场分界线采场分界线1#人井2#人井4#溜井夹石-475米水平平面图点柱采场分界线9500960080095507507001928FFF矿砂、页岩(2)S1#溜井2#溜井3#溜井接替人行井充填井28'间柱间柱-475矿岩界线-425矿岩界线-475水平巷道采场分界线采场分界线1#人井2#人井4#溜井夹石0850950096009550800750700人23人人人溜人溜溜人人22人溜溜-425、475米水平综合平面图点柱-425水平巷道1#溜井C22-472.5m9550-422.5mSPb-ZnAAA--A剖面2#溜矿井2#人行井充填井532～2.5-425水平巷道-425矿岩界线1102采场单体设计图采场要素：采场沿走向长约47.3m，高度为50m(-422.5m～-472.5m)，设计采场留有底柱5.0m，顶柱3.0m，东西部之间根据实际情况设点柱，点柱与间柱宽度均为4m，点柱与间柱列入损失计算。3、采准工作与切割工作采准工作：采准工作包括布置横贯矿体穿脉采准运输巷，溜矿井4个，人行井2个，利用28线原有临时通风井作为充填井，充填井兼做通风井及设备井，利用原探矿天井作为接替人行井。溜矿井和人行井待拉底层完成后开始采用φ1.6m钢模，顺路架设角度均为90。采准设计图SSSS1#溜井2#溜井3#溜井接替人行井充填井28'间柱间柱95209540956007800760074007209580-475矿岩界线-425矿岩界线-475水平巷道采场分界线采场分界线Aβ=72.49R=12000mmT=8800mmL=15175mm4000mm1#人井2#人井4#溜井B夹石设计采准巷β=88.01R=10000mmT=9660mmL=15353mm080095001928FFF矿砂、页岩(2)切割工程：切割工程包括以下两方面：（1）人行井溜矿井的井口刷帮，刷帮范围以井筒中心为圆心，直径为5米的圆，高度2.0米。（2）井口刷帮工程完成后，将各井口贯通，然后掘进切割平巷，其规格为2.0m×1.8m，其底板标高为-467.5米，切割巷要达到矿岩边界，兼有探矿作用。切割设计图080095001928FFF矿1#溜井2#溜井28'95209540956007800760074007209580-475矿岩界线-475水平巷道采场分界线采场分界线设计切割巷充填井1#人井2#人井接替人行井夹石3#溜井4#溜井拉底工程：拉底工程是在切割之后，根据地质探矿情况而设计施工拉底层底板平均标高为-467.5米。拉底以切割巷为自由面进行刷帮，拉底层高度为2.0米。在刷帮未到边前不得落顶，拉底层刷帮必须按设计要求留好点柱、间柱，并保持好其形态和规格。今后分层回采依据本设计按分层回采设计具体情况保留其形态和规格。拉底图7409540720760780956095809520人人溜溜灰岩灰岩泥灰岩泥灰岩灰岩硫矿体铅锌矿体铅锌矿体间柱间柱充2828'采场分界线采场分界线设计拉底边界-475矿岩界线点柱拉底方向拉底方向4、回采工作采幅高度：根据矿岩稳定程度，结合找顶工具及YT-24凿岩机操作要求，并考虑安全因素，设计采幅2.5m，分层回采结束后，采场控顶高度不超过4.5m。回采顺序：采场设计采用自下而上连续逐层回采方案，为保障安全。同时减少可免损失，要求每一分层刷帮到矿岩边界，再进行落矿工作，遵循先探矿到边再刷帮最后压顶的原则，分层回采落矿方向由分层设计实际情况而定。原则上由下盘向上盘推进。回采工艺：ⅰ落矿工作：采场设计落矿采用YT-24气腿式凿岩机配φ40mm“一”字型钻头，人站在矿堆上进行凿孔工作，孔深1.8m~2.5m，压顶必须采用控制爆破技术，周边孔上倾角不大于2~3。，各孔均要互相平行，顺直前进并要求孔底在同一垂直面上，爆破后保证顶板平整并略呈拱形，严禁顶板有“倒挂”现象，确保安全。落矿工作完成后，要对采场进行找顶等工作，确认安全后，方可进行耙矿作业。ⅱ耙矿工作：采场耙矿使用2DPJ-15KW或2DPJ-37KW电耙，溜矿井井口先用I14工字钢布置350mm×350mm格筛，溜矿井底部安装振动漏斗，采场内的大块矿石二次破碎后，再耙入溜矿井，严禁在格筛上进行二次爆破，电耙必须安装在安全的顶板和帮面下，对不稳固的顶板和帮面要施以锚杆或锚索等支护措施，具体设计见分层设计。分层回采结束后，架设钢模前必须清整采场残矿，清理结束后，进行钢模架设和充填作业。矿柱回采：采场设计间柱与点柱作为永久损失，采场回采过程中必须严格保证间柱、点柱的位置、规格、尺寸和直立度。顶柱按正常顺序回采。底柱回采则在下一中段采场顶柱回采结束并完全接顶后进行，本单体设计采用进路法回采底柱，故而要求本采场胶结假底，在采场中铺设钢筋网同时采用浓度65%~72%左右的全尾砂水泥砂浆（灰砂比1：5~1：4）进行胶结充填。5、充填工艺充填前采场工作人员应彻底清理采场，并全面检查顶板、帮面的稳固情况，对不稳固情况进行找顶等处理工作后，方可进行钢模架设。钢模架设：人行井钢模厚10cm，溜矿井钢模厚12cm，直径均为1.6米，每节钢模高度为1-1.5米，在地表割成四块运到采场再拼装合拢，按设计要求移筑在指定加高的井筒上，要求上、下钢模焊接要吻合，并且焊接严密。充填：采场充填料为选厂全尾砂，现行充填浓度65%～72%，采场正常充填灰砂比1：8～1：5，胶结假底（采场第一分层回采后充填）、胶结面灰砂比均为1：5～1：4，采场胶结面不低于0.5米厚。6、采场通风及安全采场通风与防尘：1102采场采用上向式通风，其线路如下：新鲜风流→-475米水平巷道→顺路人行井→采场工作面→污风→1102充填井→-425米回风巷→进入