无底柱浅孔留矿法在矿山开采中的应用

采矿工程
M ining engineering 无底柱浅孔留矿法在矿山开采中的应用
叶 鑫
（浙江省遂昌县湖山莹石矿，浙江　遂昌　３２３３０８）
摘 要：本文介绍了无底柱浅孔留矿法在矿山开采中的应用情况，从采场结构参数和回采工艺方面对无底柱浅孔留矿
法进行了综述，取消了传统浅孔留矿法底部结构，增加出矿进路，通过电动装岩机出矿，脉外巷道运输，提高了劳动效
率、矿体回采率和采矿作业安全，降低了采矿贫化率。

关键词：浅孔留矿法　；无底柱平底结构；　进路装岩机出矿；　回采率
中图分类号：ＴＵ８７９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１８）０８－００６３－２
Application of shallow hole retention method without bottom pillar in mining
YE Xin
（Ｚｈｅｊｉａｎｇ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｓｕｉｃｈａｎｇ　Ｃｏｕｎｔｙ　Ｈｕｓｈａｎ　ｆｌｕｏｒｉｔｅ　ｏｒｅ，　Ｓｕｉｃｈａｎｇ　３２３３０８　，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｈａｌｌｏｗ　ｈｏｌｅ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｂｏｔｔｏｍ　ｐｉｌｌａｒ　ｉｎ　ｍｉｎｉｎｇ，　
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｈａｌｌｏｗ　ｈｏｌｅ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｂｏｔｔｏｍ　ｐｉｌｌａｒ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｔｏｐｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　
ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ａｎｄ　ｃａｎｃｅｌｓ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｓｈａｌｌｏｗ　ｈｏｌｅ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｄｉｌｕｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｉｓ　
ｒｅｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｒｅ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｒｏｕｔｅ，　ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｒｅ　ｂｙ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｌｏａｄｅｒ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｏａｄｗａｙ　ｏｕｔｓｉｄｅ　ｔｈｅ　ｖｅｉｎ，　ｓｏ　
ａｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｏｒｅｂｏｄｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．
Keywords：Ｓｈａｌｌｏｗ　ｈｏｌｅ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ；Ｂｏｔｔｏｍｌｅｓｓ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；　Ｏｕｔｇｏｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｍａｃｈｉｎｅ　；Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ
无底柱浅孔留矿法作为空场法中的一种采矿方法，在小型金属矿山开采中得到了广泛的应用，尤其在极薄贵金属矿床的开采中应用较多。

与传统的浅孔留矿法相比较，无底柱浅孔留矿法取消了底部结构，增加出矿进路，通过电动装岩机装车，脉外巷道运输[1]。

提高了劳动效率和矿体回采率，降低了采矿贫化率。

1 矿床开采条件
我矿年生产能力为8万t/a,矿体主要赋存在破碎带中，矿体顶板围岩在相同标高其岩性近于一致，一般在275m标高以上为下白垩统碎屑岩类，275-225范围内顶板为下白垩统碎屑岩，底板为钾长花岗斑岩225米标高以下，顶、底板围岩均为钾长花岗斑岩，岩性致密稳固[2]。

矿区范围内共圈定出4个工业矿体，分别编号为Ⅲ-1号矿体、Ⅲ-1支矿体、Ⅰ号盲矿体、Ⅱ号盲矿体。

Ⅲ-1号矿体：位于原琴圩乡矿至外垅一线的山脊及其北坡，呈脉状，沿走向呈波状弯曲。

矿体地表断续出露长670m，总体向北西侧伏，LD306（标高380m）沿脉控制矿体长746.20m，为矿体最长部位，延深至标高250m，矿体长510m左右，往下延伸至标高-80m左右，矿体长约300m，再往下渐趋尖灭。

矿体中部311-319线矿体最大倾斜延伸长为670m、其与走向长度之比近于1，西段矿体倾斜延深已至—80米标高段、东段LD306-CyD14矿体延深仅40m左右。

矿体厚0.44~11.36，平均厚3.53m，据单工程见矿厚度统计，厚度变化系数为76.44％。

矿体沿走向膨缩变化显著，自西向东共有6个厚度大于2m的膨胀段（累计长476.20m，占矿体总长的63.82%）和5个小于或等于1米的狭缩段，累计长270m，故矿体沿走向总体呈藕节状，矿体厚度在垂向上的变化为上、下厚，中间薄，即在300m标高以上矿体平均厚2.52m、标高300米至200m段矿体平均厚1.57m，200m标高以下矿体平均厚6.49m。

矿体厚度沿倾斜方向的变化较走向方向的变化较大。

赋存标高+445米-90m，产状为10°~30°∠65~80°。

Ⅲ-1支矿体：位于Ⅲ-1号矿体上盘，与Ⅲ-1号矿体基本平行，间距0m~17m，在321勘探线西约68m、标高+36m左右与Ⅲ-1号矿体归并，矿体长约270m~320m，单工程矿体厚1.60m~1.97m，矿体平均厚1.74m。

Ⅰ号盲矿体：于2008年矿山在开采过程中发现，分布在PD10平硐（36m中段）口往西约150m和PD11平硐口（-16m中段）往西约190m处，呈脉状，矿体长215m~270m，厚1.02m~3.00m，单工程矿体平均厚1.08m~1.44m，矿体平均厚1.35m，矿体产状10-20°∠75°。

Ⅱ号盲矿体：为PD6坑道掘进新发现矿体，位于Ⅲ-1号矿体上盘，走向与Ⅲ-1号矿体平行，产状基本一致，具体分布在PD6中段327线西45米-311线东11米间，矿体沿走向长度约115m~165m，矿体平均厚1.29m。

水文地质：
矿区地下水类型按赋存介质的不同可分为孔隙水、裂隙水和溶隙裂隙水三大类，孔隙水分布于残坡积亚粘土、亚砂土中，裂隙水主要分布于风化裂隙及构造裂隙发育的岩石地段，溶隙裂隙水主要发育在晶洞等溶隙裂隙发育的岩石段。

矿区主要含水体为含矿构造破碎带，含水中等，据单个
收稿时间：２０１８－０４
作者简介：叶鑫，男，生于１９６３年，浙江丽水人，采矿工程师，研究方向：
矿山采矿技术。

2018年 4月下 世界有色金属63
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涌水点观测，涌水量达31.70吨/日，动态稳定，含水极不均匀，具承压性质，主要受大气降水及风化裂隙水补给，具有较好的补迳排条件。

含矿构造破碎带为一陡倾斜的带状含水体，裂隙、晶洞和溶蚀孔隙为其主要的储水空间，构成一种特殊的含水类型，溶隙—构造裂隙水。

富水性与储水空间发育及充填程度有关，矿化强的地段，裂隙、晶洞发育，溶蚀作用强烈，含水性好。

而矿化弱的地段，石英胶结致密，裂隙不发育，晶洞少且连通性不好，溶蚀作用弱，含水性差。

因此，含水带以304线至318线间的主要工业块段最富水。

据抽水试验，含矿构造带与水库的水力联系微弱。

开采条件下，近矿地段地下水（开采范围以内）向矿坑运移，而远矿地段（开采影响范围以外）不受矿山开采疏干影响，尚与天然状态水一致。

含矿构造含水带赤山坑地段在乌溪江水库高水位（＞225m）时被淹没，在沟底下的210中段（距地表垂直距离约17.0m）矿坑内见有滴水现象，比其他地段滴水严重，说明地表水（水库水）有沿风化裂隙渗入补给矿坑，但补给甚是有限。

F6断层斜切矿体，其两侧约60m宽钾长花岗斑岩含水性较好，常以淋水、滴水等形式补给矿坑。

但由于其属弱含水层，补给量不大，不会对矿山开采产生很大影响。

由于矿山开采，近矿地段地下水降落漏斗已经形成，疏干影响范围随着矿山开采向深部的不断扩大，其影响范围也会逐步扩大，目前在倾向方向已达-80米标高段。

本次坑道编录过程中PD11（-16米）中段受地热的影响，坑道内温度也达到39°C，PD12（-68米）中段地热资源已开发利用（坑内水量小），建立了遂昌红星坪温泉度假村，但受温度过高的影响探、采矿作业很难进行。

综上所述，矿区水文地质条件属“中等—复杂”类型。

2 采场结构参数
采场沿矿脉走向布置，阶段高50m，矿块长50m，间柱宽8m，顶柱高5m，采用平底结构，不留底柱，进路出矿，进路间距7m，每个采场布置7-8条进路，采场两端间柱内布置脉冲内天井，天井规格2.0×1.2m，垂高上每隔5m设置凿岩巷与采场连通，保证采场2个安全出口。

3 回采工艺
3.1 采准切割
采用无底柱浅孔留矿法开采，在矿房底部增设了出矿进路，与脉外平巷相连接，采准切割步骤：①沿矿脉掘进探矿平巷兼作拉底平巷；②在矿体下盘与矿体保持6米左右掘进运输巷；③在矿块两侧掘进人行天井，沿人行天井每隔5米向采场内掘凿岩联络道；④在运输巷内每隔7米与运输巷成45°掘出矿进路。

采准切割工程包括运输平巷，矿块两侧的人行天井、出矿进路和拉底平巷、上下中段运输平巷即为该中段采场的回风平巷。

3.2 凿岩爆破
留矿法回采工艺简单，主要采用浅眼爆破，在联络巷中凿岩，以拉底平巷为自由面向上回采。

采用YT-28型凿岩机钻凿炮孔炮眼直径38mm~40mm，孔深1.8m~2.0m，炮眼成梅花型或之字型布置，眼距0.8m~1.0m，爆破器材选用乳化卷状炸药，非电雷管起爆系统。

3.3 采场出矿
每次爆破落矿后，通过电动装岩机在出矿进路从采场下部出矿，可控制每次出矿量和出矿边界品位，降低贫化率。

每次出矿量约为本次落矿量的1/3左右，使回采工作面保持1.8m～2m高的作业空间。

出矿后及时清理工作面松石，平整场地，为下一循环作业做好准备，当矿块全部采空区以后，最终集中装出所有存留矿石。

电动装岩机出矿大大提高了劳动效率，降低了工人的劳动强度，工班效率和采场生产能力都得到了很大的提高。

3.4 采场通风及安全
采场工作面利用矿井主风流通风。

新鲜风流由沿脉运输道经采场一侧的人行天井进入采场工作面，洗涮整个采场工作面后，污风由采场另一侧天井经上部回风平巷至风井排出。

4 经济技术指标
无底柱浅孔留矿法与传统的浅孔留矿法比较，无底柱浅孔留矿法虽然其采切工程量相比较会有所增加，但在回采率、贫化率和安全性指标上都得到了很好的改善，产量也有很大提高，技术经济指标提高明显，实践证明，将无底柱浅孔留矿法应用在矿山开采中具有良好的效果。

5 结论
与传统浅孔留矿法相比，无底柱浅孔留矿法在这如下优点：
（1）不设底柱，增加了对矿柱的回收，大大提高了开采回采率，提高了资源利用率，降低了损失和贫化，可充分回收地下资源。

（2）进路采用装岩机出矿，提高了出矿机械效率，加快了出矿速度，提高了劳动生产率。

（3）取消了劈漏复杂的工艺过程，直接拉底，施工工艺简单，工人易于掌握。

（4）脉外运输平巷出矿，安全性高，解决了安全，运输和生产的矛盾。

经过一年时间的实践证明，无底柱浅孔留矿法在我矿山的使用是相当成功的，同时已在公司下属矿山得到全面的推广，收到的很好的效益。

［1］ 《采矿设计手册》编委会,中国建筑工业出版社,1989.
［2］ 河南卢氏北方矿业有限公司清南铁矿二期地采工程《初步设计》
,2012.
世界有色金属 2018年 4月下64。