篦子沟铜矿的有底柱分段崩落采矿法

（1）地质概况。篦子沟铜矿床为沉积、变质型。开采的主矿体（2号矿体）赋存于片岩和矽化大理岩接触处。该矿体沿走向长度250～300m，延深450～500m，倾角30°左右，水平厚度30～100m。含矿岩石大多是矽化大理岩，f=8～12，中等稳固。上盘岩石为黑色片岩和不纯的大理岩，下盘岩石为黑色片岩，f=6～8，不太稳固。矿体与围岩接触界线不明显。

（2）矿床开拓。669m水平以上为平硐开拓。669m以下为平硐、盲竖井联合开拓。阶段高度45m。如图1所示。

图1 矿区开拓系统、采矿顺序示意图
1-辅助竖井;2-进风井;3-回风井;4-1号主溜井;
5-2号主溜井;6-3号主溜井;7-深部主井;8-深部副井[next]

阶段运输采用环形运输系统，穿脉巷道间距30m。

通风系统采用抽压混合式机械通风。新鲜风流由两个专用进风井压入，经专用进风道直接送至电耙巷道水平层。污风由下盘专用回风道经回风井抽出。当沿矿体走向布置电耙巷道时，风量分配困难，较难管理。

（3）矿块结构参数与采准切割。应用有底柱分段崩落法开采倾斜厚矿体时，应注意探采结合，因为开采倾斜矿体时，必须布置下盘漏斗，尽量减小下盘矿石损失，如果矿体形态不清楚，下盘漏斗布置不合理会造成下盘矿石大量损失。

该矿在确定合理的矿块结构参数及采准工程布置方面取得了一些经验。

根据矿体倾角和厚度，按矿石损失贫化和采准工程费用最佳原则，确定合理的分段高度。生产前期的分段高度为15m，后改为22.5m。

电耙巷道的布置先后采用过三种布置方式：

（1）单一垂直走向布置，分段高度15m。

（2）单一沿走向布置，分段高度22.5m，电耙巷道间距12m，漏斗间距6m。如图2所示。

图2 电耙巷道沿矿体走向布置
1-人行、运料、通风天井;2-穿脉联络巷道;
3-电耙巷道;4-放矿溜井;5-回风井[next]

（3）以垂直走向为主，沿走向布置下盘漏斗的混合式布置，分段高度22.5m，电耙巷道间距15m，漏斗间距6～7.5m。如图3所示。

图3 电耙巷道以垂直矿体走向为主的混合式布置
1-上盘进风道;2-下盘回风道;3-电耙巷道;4-放矿溜井

多年的生产时间表明，当矿体水平厚度为30～60m时，采用以垂直矿体走向为主的混合式布置为宜。矿体水平厚度小于30m或大于60m时，应采用沿矿体走向布置，沿矿体走向长60m为一个盘区，这种布置方式较为合适。沿矿体走向每隔30m布置一条穿脉联络巷道，自阶段运输水平靠上盘适宜位置开掘人行、运料（兼作通风）天井与穿脉联络巷道贯通，在该联络巷道靠下盘处向上开掘回风井和上阶段平巷接通。每条电耙巷道按耙运距离30m布置放矿溜井。[next]

增大斗穿、斗颈的断面尺寸（见表1），以及保证放矿溜井有一定的储矿量，可提高电耙耙矿效率。

表1 我国应用有底柱分段崩落法矿山的开采技术条件

矿山名称	矿体
矿山名称	含矿岩石名称	普氏坚固性系数f	稳固性	走向长度(m)	倾角(°)	厚度(m)
松树脚锡矿	矽卡岩	10~12	稳固	500~800	10~25	5~8
因民铜矿	含泥质矽化白云岩	8~10	中等稳固	400	55~75	8~10
黑山沟铁矿	阳起磁铁石英岩	8~12	稳固	1900~2680	65~80	5.8~7.2
金河磷矿岳家山分矿	磷块岩	5~6	不稳固	3807	65~90	0~40
马甲脑铁矿	矽卡岩磁铁矿	10~12	中等稳固	680	18~50	3~58
锦屏磷矿	磷块岩	6~10	中等稳固		30~75	2~30
马庄铁矿	含铜磁铁矿	6~10	不稳固	2500	45~60	6~28
柴河铅锌矿	白云岩	8~10	中等稳固	120~270	60~80	5~20
易门铜矿三家厂分矿	黑色和灰白色泥质白云岩	4~6	不稳固	600~900	65~85	2~50
胡家峪铜矿	矽化大理岩	8~10	中等稳固	500	35~50	10~15
篦子沟铜矿	矽化大理岩	8~12	中等稳固	250~300	30	30~100
青城子铅矿	混合变质岩	8~10	稳固	1500	30~55	1.5~25
金山店铁矿	矽卡岩	<0.5~7	不稳固	250	57~87	30~68

未完，见续表1[next]

续表1

矿山名称	上盘岩石				下盘岩石
矿山名称	岩石名称	普氏坚固性系数f	稳固性	与矿体界线	岩石名称	普氏坚固性系数f	稳固性	与矿体边界
松树脚锡矿	大理岩	4~6	中等稳固	明显	矽卡岩	14~16	稳固
因民铜矿	矽化白云岩	8~10	中等稳固	不明显	紫色板岩	7~9	中等稳固	明显
黑山沟铁矿	斜长角闪片岩绿泥斜长片岩	6~8	不稳固	明显	混合岩、角闪片岩	6~8	中等稳固	明显
金河磷矿岳家山分矿	黑色沙质白云岩	8~10	不稳固		花斑白云岩	5~6	中等稳固
马甲脑铁矿	闪长岩、石灰岩	8~12	中等稳固	明显	闪长岩、石灰岩、矽卡岩	8~12	中等稳固	不明显
锦屏磷矿	大理岩、云母片岩	5~8	中等稳固	明显	大理岩、云母片岩	6~10	中等稳固	明显
马庄铁矿	大理岩	6~8			蚀变闪长岩	6~8
柴河铅锌矿	白云岩	6~8	中等稳固	明显	白云岩	6~8	中等稳固	明显
易门铜矿三家厂分矿	青灰色白云岩	6~8	中等稳固	不明显	泥质白云岩和板岩互层	4~6	不稳固	不明显
胡家峪铜矿	黑片岩或钙质云母片岩	6~8	中等稳固	明显	厚层大理岩	8~10	稳固	不明显
篦子沟铜矿	黑色片岩和不纯大理岩	6~8	不稳固	不明显	黑色片岩	6~8	不稳固	不明显
青城子铅矿	石英白云大理岩	6~8	不稳固	不明显	云母片岩、混合质变砾岩	6~8 12~14	中等稳固	不明显
金山店铁矿	角岩、变质砂岩矽卡岩	8~11 3~6	不稳固	不明显	石英闪长岩、大理岩、矽卡岩	10~14	稳固

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切割包括开掘堑沟和补偿空间两项工作。堑沟底柱结构形式及其施工方法，如图4所示。采用的结构形式与图中不同指出是斗穿为错开式布置。补偿空间是用“J”字型拉槽法形成的。

图4 堑沟底柱结构形式
1-电耙巷道;2-斗颈;3-堑沟巷道;
4-中深孔;5-桃形矿柱;6-堑沟坡面

（4）回采。回采凿岩爆破工作是钻凿垂直扇形中深孔，采用挤压爆破技术。使用YG-90重型凿岩机，钻凿孔径为68～72mm的炮孔，孔深一般为8～15m。最小抵抗线1.8～2.0m，炮孔密集系数1.0～1.2。落矿方案有小补偿空间挤压爆破（如图5所示）和侧向挤压爆破，如图6所示两种。补偿空间系数一般为12～18%。[next]

图5 小补偿空间挤压爆破方案
1-电耙巷道;2-拉底巷道;3-切割天井;
4-切割巷道;5-凿岩巷道;6-中深孔

图6 侧向挤压爆破方案
1-上盘进风巷道;2-下盘回风巷道;3-电耙巷道;
4-放矿溜井;5-斗穿;6-斗颈;7-堑沟巷道;
8-切割天井;9-凿岩巷道;10、11-炮孔

采用侧向挤压爆破时，一次崩矿厚度一般以不超过15m为宜，而且应严格控制相邻松散矿岩的厚度必须大于一次崩矿的厚度。爆破前，自相邻松散矿岩中必须放出30%左右的矿岩量，以保证具有足够的挤压深度，为爆破时提供必要的补偿空间，否则爆破质量会受到影响。上述两种落矿方案，前者使用较多，如果矿石稳固，矿体厚度大，形态稳定，则使用后者为佳。[next]

出矿使用28～30kw电耙，耙斗容积0.3m³。出矿程序一般是先由近而远松动出矿，疏通电耙巷道，再由远而近大量出矿，分次（一般循环3次）出完。为加强出矿管理设有出矿管理组，颁布了出矿管理制度。出矿管理组负责矿块出矿、出矿点取样、计量及损失贫化计算的安排、监督工作。近年来，用X射线荧光分析仪进行出矿品位测定，实现了样品的快速分析。

（5）电耙巷道支护及维修。1974年以前，电耙巷道均采用浇注混凝土支护。存在的问题是巷道掘完后未及时进行支护，或者仅作些木棚子临时支护，导致压力增加，使浇注混凝土工作很难保证质量。1974年改用锚喷支护，巷道掘完后便可立即进行支护，巷道掘进中若遇矿岩不稳固矿段则立即先喷一层作为临时支护。锚杆呈梅花形布置，间距1.0m，斗穿处间距为0.5m。喷射混凝土厚度一般为150～200mm。电耙巷道使用锚喷支护的实践证明，其效果优于过去采用的其他方法（金属支架支护、钢筋混凝土支护），且施工简便。对电耙巷道的维修，例如对局部被压裂脱层的部位、被崩坏的漏斗用喷射混凝土（或加金属网）补修，也取得很多的效果。

主要技术指标，见表2。

表2 我国应用有底柱分段崩落法的主要技术经济指标

矿山名称	采准比(m/kt)	矿块生产能力(t/d)	凿岩效率		出矿效率
			设备	台效(米/台班)	设备		台效(米/台班)
松树脚锡矿		169~250	01-45 YG-40		28	kw电耙	56~100
					30
因民铜矿	22.90	160~200	01-38	7.4	28kw电耙
黑山沟铁矿	19.8	150~180	YGZ-90	18	30kw电耙		50~60
金河岭矿岳家山分矿	15~18	250~350	YG-80	35	28kw电耙		80~120
马甲脑铁矿	15~17	165		24	30	kw电耙	60~100
					28
锦屏磷矿	17	200~250		14	17	kw电耙	67~110
					28
马庄铁矿	22.5~36.7	200~350			30kw电耙		70~90
柴河铅锌矿	31	200~240		15~20	28	kw电耙	100~150
					55
易门铜矿三家厂分矿	25.50	238		12~15	28	kw电耙	119
					30
胡家峪铜矿	16.4	283					91
篦子沟铜矿	14	246		20	30kw电耙		82
青城子铅矿	15.9	180		10~15	14kw电耙		60~80
金山店铁矿	10.2	124.7		13.7 7.0	55kw电耙		93.5

未完，见续表2[next]

续表2

矿山名称	采矿工人劳动生产率(吨/台班)	损失率(%)	贫化率(%)	主要材料消耗			成本		备注
矿山名称	采矿工人劳动生产率(吨/台班)	损失率(%)	贫化率(%)	水泥(kg/t)	木材(m³/kt)	炸药(kg/t)	直接 (元/吨)	原矿 (元/吨)	备注
松树脚锡矿	7.4	22.19	22.96		1.6	0.56		25.03	1982年资料
因民铜矿	16.57	15	33.3			0.564		13.36	1975年资料
黑山沟铁矿	6.0	32.51	19.6			0.46~0.55	11.70	32.67
金河岭矿岳家山分矿	12~15	20~25	15~18	1.94	1.4		9.74	23.8	1987年资料
马甲脑铁矿	11.36	26.79	17.35		1.2	0.485		21.40	同上
锦屏磷矿		20.02	22.5		1.8	0.46	3.33	11.12
马庄铁矿	6.85	25~30	8~9		1.75~3.14	0.232~0.53		18.06
柴河铅锌矿		1.5~2.0	20~30		0.7~2.1	0.243~0.308		14.6~ 16.7
易门铜矿三家厂分矿	92	11.3	27.25	0.00115	10.74	0.32~0.37		21.48	1
胡家峪铜矿	27.12	10.34	23.07	3.15	0.23	0.479		17.77	1982年资料
篦子沟铜矿	32.9	17.9	35.6	2.955	0.45	0.613		15.29	同上
青城子铅矿	14	10	4.56		0.32	0.28
金山店铁矿		30.26	8.69	5.58	0.58	0.375 0.26			1978年资料

1982年，矿山的全部产量都是用有底柱分段崩落法采出的。当年的矿山井下工人劳动生产率为454.3吨/人·年，采矿全员劳动生产率为300吨/人·年，原矿成本15.29元/吨。

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