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在金铜矿中顶板诱导崩落技术的应用分析
摘要:社会经济的不断发展对金铜矿的需求量也越来越大,传统的采矿技术存在回收率低、采场顶板困难等缺陷,易诱发安全事故。紫金山金铜矿开采中应用顶板诱导崩落技术,有效提高了资源的回收率,并采用安全经济的手段减少了地质灾害的发生。文章对紫金山金铜矿开采区具体的施工技术应用进行分析。
关键词:顶板诱导崩落;金铜矿;技术应用
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)05-0177-02
社会经济和科技的进步,对矿体开采的研究也在不断推进,传统的地下大型矿体存在很多技术难题。新的时期,为提高资源的整体回收率、减少矿区安全事故的发生等,采用顶板诱导崩落综合施工技术。在工程实践中,诱导崩落技术在降低采矿成本、安全施工等方面都有很大的技术突破,目前已被很多地下大型矿体开采中应用。
1 顶板诱导崩落技术介绍
诱导崩落技术与传统的采矿和空区处理技术不同,它通过人为干预等方法引起矿岩岩石力学系统发生突变进而失稳的一项技术,我国有色金属大型地下矿区均有使用。地下矿山采矿区是一个较为复杂的工程施工系统,其中包含了很多相互作用的子工程,项目构成复杂,而子工程又具有不确定性、突变型、随机性等特点,施工难度大。尤其是矿山受到多种因素的综合作用,系统的平衡易被打破,诱导技术便是基于地下矿区的这一主要特征,并通过人为作用,来改变系统局部平衡,按照事先设定的方向保证这种平衡的发展,保证空区处理和残矿的回收。在地下采矿施工中,先前采矿的过程会影响到空区顶板和其周围的残矿,尤其是矿区裂隙发育异常,影响到生产施工的安全性。研究发现,矿区系统的失衡状态是有规律可循的,在扰动力学中有关突变理论和时空差异理论的指导下,可知矿区失稳存在两种效应,即临界微扰失稳、超前强失稳。在临界稳定状态下,微小的扰动可引发岩体失稳;系统处于临近临界稳定状态时期,可通过强扰作用诱发岩体失稳。因此,在地下矿区作业过程中,可进行采空区顶板处理,来充填空区,使得该矿体能使用露天采矿,从而为露天采矿剥离到采空区时扫除安全隐患。
2 顶板诱导崩落技术的具体应用
工程概况
紫金山金铜矿床是一个特大型上金下铜的金铜共生矿床,金矿体产于600 m标高以上的氧化带中,为特大型低品位氧化金矿。铜矿床产于600 m标高以下的原生带中,属斑岩成矿系列,次火山高硫中低温热液矿床,是一个埋藏深、储量大、品位低的特大型矿床。目前,地下空区已经成为制约矿山发展的一个重要难题,随着露采标高的降低,地下460~570 m标高之间的采空区制约着露天台阶的向下推移,给露天开采带来了严重的安全隐患,给矿山工作人员和设备带来了严重的威胁。同时金铜矿联合开采的方案将无法实施,严重影响到铜矿资源的利用、矿山生产能力及效益。为此,必须对铜矿地采460~570 m标高间的采空区进行处理,既消除了矿山的安全隐患,又能有效地保证露天采场安全、平稳、高效地向下推进。
崩落方案的选择
通过多种崩落方案的筛选,采空区处理方案采用先崩落510~530 m水平矿柱以及矿房采场采空区上部的隔离矿柱充填至460 m中段的采空区,此时,460 m中段的采空区与520 m中段的采空区贯通,然后在露天采场转运低品位矿石直接充填至余下的采空区。方案的具体实施