1、明泥湾矿床地质特征
明泥湾矿区总体受F44和F403区域性大断层控制, 将矿区划分为南矿块、北矿块和西矿块, F44和F403属于逆断层, 矿区主矿体走向150---200 (北东走向) , 倾向1050---1100, 倾角150---190, 陡矿体位于F44和F403逆断层下盘靠近断层面附近受拉伸所至, 矿体倾角450---900直至倒转, 矿体厚度1.2——2.6m, 平均厚度约2.3m, 矿石品位较高, P2O5含量在32——34%。由于受大断层拉伸的影响, 局部矿休中夹有30cm----50cm厚的白云岩。 (参见图1) 。
2、开拓方式
由于明泥湾矿区主矿体为缓倾斜矿体, 以及矿体的赋存特征, 且开采深度已达600m, 选取的开拓方式为竖井与斜坡道联合开拓, 现已建成730主下延斜面坡道和二期提升竖井, 为降低开采成本, 采取脉内斜坡道和分层平巷运输方式。
3、采矿方法选择
3.1 原棱形采矿法
2003年初采用的棱形采矿法是基于地表浅部的陡倾斜矿体, 矿体采高在30m内, 在矿体的底端开掘一条脉内拉底平巷, 沿拉底平巷布置矿房, 在矿房内布置两条倾角为500的折返式切割上山直至矿房上端部, 将矿房分割为棱形小单元进行回采 (见图2) 。
3.2 脉外分段平巷运输, 进路出矿法
该方法是在矿体顶板 (白云岩) 平行于矿体走向布置分段运输平巷, 按25m间距布置出矿进路 (石门) , 然后沿矿体倾向布置切割上山, 采空区形成后可进行废石充填。
3.3 中深孔落矿法
在沿脉内拉底平巷内布置矿房, 矿房两端布置切割上山, 在矿房内沿倾向布置¢=50的扇形中深孔, 中深孔排距根据矿体厚度进行调整1.6---2m。
3.4 无顶、底柱, 充填采矿
沿矿体走向布置矿房, 矿房长度25m, 宽度20m (分段高度) , 在矿房两端布置切割上山, 在沿切割上山每隔7m布置一条切割平巷, 然后至上而下进行凿孔落矿, 待采空场形成后及时组织用废碴进行充填 (见图3) 。
4、采矿方法对比
4.1 原棱形采矿法
优点:可节省分段平巷工程的布置, 一次性落矿量较大, 通过切割上山巷可更清楚的探明矿体沿倾向上的变化情况。
不足之处:每个矿房需布置两条切割上山, 掘进工程量较大;由于没有布置上分段平巷 (回风平巷) , 导致采场内的通风效果较差;回采高度已超过40m, 矿房回采周期与上部采空区顶板围岩曝露时间较长, 顶板易冒落, 安全隐患较大, 造成矿石贫化率增大, 回收率降低;矿石在自溜过程中易堵塞, 且难以处理。
4.2 脉外分段平巷运输, 进路出矿法
优点:回采功效高, 可在同一个分段平巷内同时布置多个矿进行回采;矿石回收率高;可用废石对采空区进行充填, 降低废石运输成本。
不足之处:脉外工程量较大, 工期较长开采成本高。
4.3 中深孔落矿法
优点:施工简单, 回采功效高, 成本较低。
不足之处:由于矿体较薄, 且厚度沿倾向的变化较大, 在进行中深孔布孔凿岩过程中因角度控制难度较大, 极易破顶和破底, 矿石的贫化率较高, 时有因炮孔布置不均而在顶板形成残炮, 需人员进入采空场进行二次爆破, 存在较大的安全隐患, 矿石回收率低。
4.4 无顶底柱, 充填采矿法
优点:安全性高, 矿石的回收率高 (可达75%) , 贫化率低, 采空场形成后可用于废石充填, 对采场顶板及地应力具有较大改善作用, 同时可节省废石运输成本和排矸场。
140标高以上共计2000多米的陡矿体探矿平巷, 矿房宽度25m, 矿房斜长20m, 按脉外进路出矿法需要掘2000m的脉外运输平巷和800m的出矿石门, 按3000元/m计算, 需增加840万元的成本。若用中深孔落矿法和棱形采矿法, 脉外工程量节省, 但矿石的回收率低, 贫化率高, 按140标高以上80万吨的陡矿体储量计算, 回收率提高10%, 则将多回收8万吨矿石, 按150元/吨的利润计算, 则多增加效益为1200万元。
不足之处:需增加切割平巷, 成本略有上升。
5、结论
该采矿方法已在明泥湾推广应用, 将提高明泥湾矿区陡矿体回收率, 降低贫化率, 给企业产生较大的经济和安全效益, 针对陡倾斜矿体回采具有较好的参考价值。但任何一种采矿方法均有其一定的局限性, 应根据实际情况进行选取和调整。
摘要：贵州省开阳县明泥湾磷矿位于洋水背斜北段东翼, 陡矿体位于F44和F403区域性大断层的下盘, 矿体薄, 品位较高, 规模较大, 因矿体薄, 倾角大, 顶板围岩破碎, 之前所采用的脉外分段平巷运输进路出矿法、中深孔落矿法和棱形采矿法均因开采成本高, 安全隐患大和回收率低等停止开采, 后经过反复研究与试验后确定了:陡倾斜薄矿体无顶、底柱充填采矿法方案, 大大提高了回采作业的安全性, 降低了开采成本, 提高了回收率, 这对陡倾斜薄矿体开采具有较好的参考意义。
关键词：陡倾斜,薄矿体,无顶、底柱,充填采矿
参考文献
[1] 张荣立、何国纬、李铎采矿工程设计手册, 煤炭工业出版社
[2] 王家齐, 施永禄。空场采矿法。北京治金工业出版社