某“V”字型矿体多分层协同开采方案的应用

邹文敬

摘要：本文主要结合大屯锡矿某“V”字型矿体的开采方案及现状，总结出该矿体采用多分层协同开采方案的优势及可行性；该方案应用的主要过程，则是通过前期对矿岩性质及矿体三维形态的综合分析，划分出合理的采场结构参数，以及后期严格按规定的采充顺序进行回采，从而达到理想效果。通过与常规逐层开采方案对比，其主要优势在于：提高了采区内生产能力以及采充效率，对实现采充平衡具有更大的调控性；该方案的应用对于后期开采类似矿体，具有一定的参考价值。

关键词：多分层协同开采；协同开采；上向分层进路式充填法；“V”字型矿体

1前言

近年来，随着国内高效设备和数字化技术的不断发展，为各大矿山企业进一步实现安全、高效、经济、环保的生产目标奠定良好基础。云锡大屯锡矿高峰山矿段一直以来均以高效生产方式为主，所运用的采矿方法大多为上向&下向分层进路式充填采矿法，采用的高效设备主要包括阿特拉斯K41X凿岩台车、WZL-220A履带式挖掘装载机、UK20运矿卡车等。该生产方式不仅灵活高效，而且由于其机械化水平的提高，进一步减少对工人的体力消耗。但该生产方式的系统运行，往往需要有稳定良好的矿石资源供其消耗，以及采矿、充填之间的充分协调，否则可能因采场衔接不及时，导致设备、人员长距离频繁搬家，继而导致生产效率下降，人工、设备运行维护成本增加等不良局面。因此，利用协同开采这一理念尽可能为某一矿体或某一采区内的采场创造出相互协调、互相衔接的开采条件将逐渐成为一种趋势。

2工程概况

2.1地质概况

该矿体赋存于中三叠系个旧组卡房段T2g15地层。矿体赋存标高：1425m~1570m，近似于南北走向，向西南方向侧伏，走向长约200米，倾斜长约120m，矿体南高北低，倾角15-75度之间，矿体厚度0.2米至12米。上盘为灰白色细晶大理岩，中等稳固；下盘为白色黑云母粒状花岗岩，接触带部位风化程度较强，不稳固；矿石类型主要以矽卡岩型接触带硫化矿为主，主要矿物有：黄铁矿、磁黄铁矿，含少量黄铜矿。主要有用元素为锡和铜。垂直矿体走向剖面或单分层水平面观察，其形状均类似“V”字型。

2.2开拓及开采现状

矿体自上而下已分为1510中段、1480中段、1420中段，各中段水平开拓巷道均已穿入矿体。其中：1510中段为有轨运输巷道，已形成部分崩落法采场，该中段往上至地表已经形成完整回风系统。但由于上部矿体及围岩变化较大，以现有技术条件，暂时无法在短期内快速将上部矿体完全回采。1480中段、1420中段均为无轨运输巷道，且已形成部分进路式充填法采场。位于矿体附近，三中段之间尚未形成相互联通的运输系统。

3开采技术条件分析

根据高峰山矿段现阶段生产需求，结合矿体赋存条件以及周边开采现状，本次主要考虑中部1480中段至1510中段（标高：1505m~1545m）内矿体的回采。经部分升级工程揭露：该范围内矿体属极倾斜薄矿体，且倾角和厚度稳定，矿石储量307960吨，锡品位1.482%，锡金属：4564吨，铜品位0.715%，铜金属2202吨；

4开采设计

4.1采矿方法选择

根据开采技术条件结合开采现状，在回采该部分矿体时，需对1510中段以上不产生影响，故不能采用崩落法和空场法进行回采。结合工区现有设备及成熟回采工艺，可选用上向分层进路式充填采矿法、下向进路式充填采矿法进行回采。由于矿体厚度在2~8m之间，不宜采用下向进路式充填采矿法。因此，选用上向分层进路式充填采矿法进行回采。

4.2采场布置及结构参数

根据回采范围的标高（1505m~1545m），将矿体分为10层，每层高度为4m。各分层内采矿进路沿矿体走向布置。采矿进路高度为分层高度：4m,宽度为设备正常运行最小宽度：4m，长度则为矿体走向长度。各采矿进路未充填时上下左右最小间柱为8m。

4.3开采方案选择

本次回采方案主要通过调整回采顺序，将传统逐层开采方案与多分层协同开采方案分别从总工程量、充填成本、产能、采矿工效、充填效率进行对比，之后按经济、高效的原则进行选择。

①传统逐层开采：

由下往上逐层进行回采，每采完一层，需待充填结束后方能回采上一层，共需十个采充循环。第一循环（第一层）需布置底筋。

②多分层协同开采：

由1505m~1545m的标高，按8m的顶柱间隔共选择出3个分层，作为第一循环同时回采，回采结束后，同时采用混凝土进行充填，之后在此基础上进行二、三循环的回采，共需三个采充循环。第一循环（第一层、第四层、第七层、第十层）需布置底筋。

通过生产实践，可得出相关经济参数对照，如表1所示：

	传统逐层开采	多分层协同开采
总工程量(m)	7200		7200
总回采矿石量(t)	315600		315600
日产能(t/d)	150		600
采矿工效(t/工班)	15		20
充填成本(元/m³)	360		380
充填效率(m³/班)	400		500

表1 经济参数对照表

5结语

通过两种开采方案的对比可知：多分层协同开采方案相较于逐层开采方案，虽然第一循环充填成本比逐层开采方案略高，但其产能、采矿工效、充填效率得到较大提升，符合地下矿山高效开采、强化开采的理念，且由于作业面相对集中，不仅便于协调管理，更充分的利用了采区内包括通风、供水、供电等系统。

由此可见，在矿体资源有限且具备类似该矿体赋存条件的情况下，采用多分层协同开采方案，往往不仅能提高采区产能，还能综合高效利用人力、设备等资源。

参考文献

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