第40章
巴里克牛蛙矿的地下切割和充填
Dan Kump 和 Tim Amold
40.1引言
在历史中的牛蛙采矿区，巴里克牛蛙矿位于内华达州西部6.4公里的（4英里）Beatty处。 最初的牛蛙矿由Frank（Shorty）Harris和Ed Cross在1904年夏天发现，位于巴里克矿以西约5.6公里（3.5英里）处。
1988年8月，Bond Gold开始建设牛蛙露天矿工厂。 1989年7月25日，LAC矿业公司收购了牛蛙矿，并于1994年9月收购了巴里克 Gold LAC矿物。 从1989年7月到1991年6月，所有牛蛙矿石的生产都来自露天矿。 牛蛙地下矿山于1991年7月投入生产。拉美地质公司的地下作业目标是开发和运营1000吨/天（1,102吨/天）的矿山。 巴里克收购该公司后，目标是进一步开发地下矿山，并将其产量增加到1,815吨/天（2,000吨/日）。 巴里克于1998年12月挖掘了地下矿井。
本文目的是讲述牛蛙地下矿山事件。 在牛蛙矿上使用的几种开采方法。 露天开采占矿石开采量的约5％。 溶侵采矿占了10％。 剩余的85％是使用地下切割和填充开采方法。 切割和填充采矿方法的工作面出来后，然后进行填充。 下一工作面为上一个工作面提供生产，活动，设备运行的场所。
40.2牛蛙矿
40.2.1生产历史
1990年，北方延伸区被牛蛙探险组发现。 采用38米（125英尺）间距的钻井从矿石表面划出矿体。到1991年1月，已经完成了足够的钻探，以评价基于露天方法和地下方法开采矿床的可行性。 研究在经济上的可行性，以证明使用露天采矿的优势。 而地下采矿的决定主要基于事实。由于剥离上覆岩层的时间问题，以及露天矿废物处理的潜在困难，该厂将在1年内关闭。
1991年2月，有人提出了通过地下开采以确定矿物储量，地质结构和岩壁岩土条件。 这一请求于1991年4月批准。准备工作于5月开始，1991年6月18日，开采平台建在1006米台阶上。 试验开采证明，所提出的底部开放式方法不经济，故采用了外切式填充法。 该计划是在1992年6月之前将地下产量提高到1000吨/天（1,102吨/天）。在对地面条件进行评估后，再对矿石手工开采所产生的成本估量，表明使用手工技术是过时的。
1992年，矿山过渡时期来临。 在矿井的其余部分，底层切割和填充是主要的开采方法。从1996年到1998年，在允许的情况下，使用了更高效的台式和切片方法。
40.2.2地质
矿体西面约45英寸，矿体的总走向是南北，矿化从海平面以上1010米（3,314英尺）的高海拔延伸到海平面以上775米（2,543英尺），北部矿区的爆破长度从坑壁北延伸至650米（2,133英尺）;总攻击长度为1500米（4,921英尺），主要包括在矿坑底部以下的西南延伸线。
矿带是由通过超热工艺沉积的石英，方解石和锰氧化物的裂隙矿脉和储层组成的静脉角砾岩。 矿区非常脆弱，抗压强度从0到35MPa不等（5,000psi）。 悬挂墙是硅化的流纹岩凝灰岩，下墙主要是方解石。 该岩床底板开发是在一个更坚固的岩石上，抗压强度从35到100 MPa（5,000到15,000 psi）。 由于矿区的长度不足，回填提供了比岩石本身更好的平台; 因此，优选的采矿方法是地下切割和填充法。
在可行性研究的过程中，岩石质量评价值由Steffen，Robertson和Kirsten（1991）确定如下：挂壁= 39，矿石= 23，底壁= 44。Steffen，Robert-son和Kristen 确定矿体的厚度等于5.6m（18.4ft），品味小于15％的矿石长度小于1.7m（5.6ft），并且品味小于15％的厚度大于11m（36ft）。
40.2.3采矿详情
最初开采在1,006米（3,300英尺）的高度。 该矿通过从露天矿北端的下坡道进入。 矿石在5米宽，4米高（16.44平方米）长13.143米的主斜坡以15度角运输。 坡道倾向距离矿石体40米（131英尺），以便有足够的空间从一个坡道交叉口进入矿体。 1994年8月，建立了880米（2,887英尺）的北门，1995年4月，在880米（2,887英尺）高度的坑底建立了880米（2,887英尺）的南门。 三升系统使用两个500-hp风扇和一个300-hp风扇，耗尽了总共14,000 m3 / min（500,000 ft3 / min）的空气。 这导致所有门户都是进气通道。
图40.1典型采矿方法
采矿是从1006米（3300英尺）水平进行到782米（2565英尺）水平。 使用单吊杆钻探矿石并用棒状粉末喷砂， 泥渣堆由斜坡道运输出去。 使用1.8米（6英尺）分体式锚杆支护，可以完全覆盖到2.4米（84％）的旋风型金属丝网。 矿石支撑的网格范围由境界线（至少）到喷浆混凝土的全覆盖。采矿中使用2.7-m3（3.5-yd3）装载卸载（LHD）装置进行扒渣，矿石由载重量为16吨的矿车从矿山中运出。
矿石外部的开采使用双臂吊臂，4.6-m3（6-yd3）LHD装置和24-吨（26-吨）后卸载运输卡车进行。 地面支撑主要是钢垫或钢丝网，1.8米（6英尺）的拆分锚杆和不常用的钢管。
地底切割和充填开采技术包括沿着下墙或悬墙到水平巷道，用回填法填充水平巷道。 另一个水平巷道，在矿石回填的旁边继续工作运行。 重复这一过程，直到去除了地平线上的所有矿石（图40.1）。 如果矿石厚度不能保证另一个水平巷道的建成，那么矿石通常在退矿时进行平面运输。 一旦地平线完成，就开始在最后一个地平线下面的采场进行工作，该过程被重复，但是只回填覆盖面。
40.2.4喷浆混凝土，岩石力学性质和其他
生产力改善：一些最成功的生产率改进涉及岩石力学性质和喷射混凝土。 矿山的矿石是不寻常的岩石。它可以很好地保持形态，但是巷道尺寸必须保持为4times;4米（13times;134％）的横截面并快速喷射。由于水平巷道的宽度超过4米（13英尺），采矿巷道并不一定成为问题，但是随后的开采巷道在主巷道旁边或下面是有问题的，因为回填不能紧紧地跟在其后。让水平巷道尺寸下降的主要重点是挖掘一个统一的采矿单元，从而确保所有其他周围采矿单元将很好地配合在一起挖掘。
喷浆混凝土大大提高了矿石的硬度。 牛蛙矿的表面不是“重的”，也不是呈块状。它只是非常脆弱，一些区域酷似已经干燥过的又被打湿的糖果。 它成为一个问题的原因是一种“空气松弛”现象的结果，导致小颗粒粉尘进入网格。喷浆混凝土是在问题区域中进行锚杆紧固后立即施工的，并且在1周后进行检查。 这消除了“空气松弛”现象，水平巷道能使用更长的时间，并且燃烧爆炸的危险几乎被消除。
喷浆混凝土通过由批量卡车进料的悬臂卡车施工。 批量车有用于骨料和水泥的分开的隔室，并且通过螺旋输送器供给喷浆混凝土罐。 这是一个简单的系统，但工作的很好。将其施工到5cm（2英寸）的标准深度。除了有大问题的区域外，很少有纤维被施加到喷浆混凝土上。
行业的趋势是在安装铁丝网和锚杆之前进行喷浆混凝土。这被认为是在大多数岩石条件一般的情况下更好的施工系统。然而，出于对矿石脆性的担心，牛蛙矿没有采用这种方法。即使喷浆混凝土可以施加到岩石，但岩石可能没有拉伸强度来保持喷浆混凝土。施加几英寸的喷浆混凝土就想产生支撑梁，这是不可行的，因为喷浆混凝土设备的可用性和利用率是一个问题。
40.2.5岩石力学性质
保留岩石等级并花时间观察，然后根据我们所保留的岩石等级来施工以提高生产力。矿工，主管，地质学家和测量师都负责岩石等级和性质。当我们的开采达到高于和低于回填水平时，保留的岩石等级和性质的重要性就显现出来了。如果操作员挖得太深，那么最后的水平巷道太窄，就不能用我们的卡车回填。如果它起伏太大，则回填将是不均匀的。
最初进入北部和南部矿石的交叉点以T形构造开挖（图40.2）。在这些交叉点需要解决在钢材的一些问题之后，再设计了一个Y型通道，将一段底壁岩石结合在支柱中（图40.3）。柱子的开采是在撤退时完成的，并成为回采的标准。
提高牛蛙矿最大的生产力的方法之一是矿石获取方法。最初，随着底部的下降并穿过每12米（40英尺）的地平线，矿石开采量上升了15％。由于从这条通道开采了4米（13英尺）高的三个矿石，所以它将矿石分成了水平的矿石块。调度块以使得在巷道附近的其他采场施工相对简单。
然而，这种方法存在固有的问题。如果下降发生在进入矿体的任何地方，除在中间附近外，矿石提升器要到北部或南部创建。这意味着一些矿石提升器运行了多达2年。随着岩石的脆性增大，即使在施加喷浆混凝土之后，这也会导致在矿石主体中使用大量的钢。
以这种方式开采的解决方案是重新设计在底板通道中的“子板”或“小型下降位”。这将矿体分成多达六个矿石主体，其中一次只有一两个。通过显示从这种矿石通道中回收的矿石量和提高的生产率来保护其成本，对其进行评估。
另一个系统的尝试是首先挖掘底部运输起驱动器，因为悬挂的墙壁通常比底部栏杆的坡度低。此外，挂墙没有抗压能力。理论是：如果遇到地面控制的任何问题，我们可以放弃该地区，但是我们已经开采了大部分的矿石。我们甚至可以选择将一些矿石留在截止层以下的挂墙附近。
虽然理论是健全的，但实践成了一个问题。当水平巷道从脚墙横向进展到悬挂墙时，会产生横跨巷道垂直于冲击的拱起，这也会从挂墙延伸到下墙。然而，如果在第一次通过而不是最后一次通过时就固定悬挂壁（较不能承受的岩石），则只会产生较少的地面控制问题。“底层第一”的方法在大多数矿山都被放弃了。
40.2.6治水
1992年初，地下水首次在牛蛙矿地下矿井中遇到，海拔934米（3,064英尺）。从1992年4月开始为了整个矿山的正常开采，需要治水。最初，泵送是用地下蓄水池进行的。从1993年到1998年，三个治水井用于抽水。直到1996年，排水泵配合还算良好。
图40.2 T交叉 图40.3 Y相交
泵送：通常，在给定时间里只有一个井工作，三个井中的其他两个被放弃。随后的开采中，通过将其用于地下矿井中的钻井水来进行管理，从而进行回填。在地面和地下运输道路上进行喷洒以进行粉尘控制，把干燥处淋湿，并在渗透池中渗滤。水位的最终总下降量为152m（499ft），平均泵送速率为2426W / min（641gal / min）。
40.2.7地面牵引
地下卡车司机将矿石拖出矿井，并堆放在门口附近的地面上。矿石通过带有地面拖运卡车的露天承包商运到磨机房。
40.3牛蛙矿回填
40.3.1介绍
牛蛙矿回填料是水泥，骨料和水的混合物。在两个表面配料厂中制备回填料。大多数情况下，在任何一天只有一家工厂运行。第一个工厂，1006工厂，位于牛蛙矿的1006米（3,300英尺）的台阶上，1992年4月投入生产，该工厂直到1997年11月退役。另一个工厂，880工厂，建在底部。
表40.1牛蛙调试工厂使用的年表矿
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说明 |
时间 |
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地表地下开采时间 |
1991年7月1日 |
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1006回填厂 |
1992年4月 |
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1006筛选厂 |
1993年7月 |
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880破碎机 |
1995年3月 |
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880回填厂 |
1995年5月 |
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880罚款增加Dlant |
1997年11月 |
回填厂位于880米（2,887英尺）海拔和投入生产在1995年5月。矿山的整个开采中都在使用。 25％的回填是在1006工厂生产的，75％是在880工厂生产的。880工厂投产后，1006工厂很少使用。
两
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