緩傾斜礦體小斷面切頂采礦技術(shù)在金渠金礦應(yīng)用

景宏祥　贠洪波

【摘 要】金渠金礦S1礦體1575水平307采場由于受斷層及其派生斷層的作用，礦體在傾向上變緩，厚度疊加，形成中厚緩傾斜礦體。由于以前的礦體都是傾斜礦體，礦體產(chǎn)狀發(fā)生變化，就決定了采礦方法也要發(fā)生一定的變化。文章針對中厚近水平礦體采礦方法進(jìn)行探討，可供賦存相近的礦體開采參考。

【關(guān)鍵詞】緩傾斜；小斷面放頂；采礦技術(shù)

河南金渠黃金股份有限公司金渠金礦礦區(qū)面積10.448平方公里，采選能力1100噸/日。1987年10月，經(jīng)國家黃金局和三門峽市政府批準(zhǔn)，金渠金礦開始籌建。2002年4月11日，注冊成立了河南金渠黃金股份有限公司，是一家從事黃金礦山勘探、開采、選礦、冶煉為主業(yè)，以經(jīng)營超硬材料系列產(chǎn)品及其上游產(chǎn)品的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、為補(bǔ)充的現(xiàn)代化股份有限公司，隸屬于中金黃金股份有限公司。

1520坑口S1礦體，由于受斷層及其派生斷層的作用，礦體在傾向上變緩，厚度疊加，形成中厚緩傾斜礦體。由于以前的礦體都是傾斜礦體，礦體發(fā)生變化，就決定了采礦方法也要發(fā)生一定的變化。

一、礦床開采技術(shù)條件

（一）地質(zhì)條件

S1脈位于礦區(qū)北部，規(guī)模中等。埋藏較深，出露標(biāo)高在1650m至1200m左右，垂高450m以上，長近1500m，斜深約900m。平均走向近東西，北傾，傾角30°～40°。礦脈厚0.5～1.3m，局部地段厚達(dá)1.8～2.5m。礦脈連續(xù)性好，呈較穩(wěn)定層狀，中等穩(wěn)固，體重2.74t/m3，節(jié)理發(fā)育，鑿爆性好。

（二）礦床開采巖石力學(xué)條件

礦層底板為閃長玢巖，呈中厚層狀產(chǎn)出，致密較堅(jiān)硬，普氏系數(shù)f=7～10。礦體沿節(jié)理面有泥質(zhì)充填，易冒落，不穩(wěn)固，f=6～9。礦層的直接頂板為大理巖，中等穩(wěn)固。

礦體頂、底板圍巖主要有混合巖、偉晶巖、斜長角閃片麻巖以及這些巖石經(jīng)動(dòng)力變質(zhì)而形成的一系列構(gòu)造巖（碎裂巖、糜棱巖、碎裂—糜棱巖）。金渠金礦頂、底板含金明顯比含金石英脈低的多，一般在邊界品位左右，個(gè)別地段達(dá)3～5g/t。

根據(jù)礦區(qū)巖石的成因、巖性及產(chǎn)出形態(tài)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，分為以下工程地質(zhì)巖組。

（1）片麻巖組

主要包括斜長角閃片麻巖、黑云斜長片麻巖、混合巖化黑云角閃斜長片麻巖、混合巖化黑云斜長片麻巖等。粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。發(fā)育2～3組裂隙，面裂隙率1.22～2.26%，裂隙間距一般1～2m，寬度一般小于0.2mm，延伸不遠(yuǎn)，多呈閉合型。巖芯長度在0.15～0.3m。巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）91～99%，巖石一般致密、堅(jiān)硬，飽水極限抗壓強(qiáng)度65.8～128.7Mpa。巖體呈塊狀結(jié)構(gòu)，巖體穩(wěn)固。

（2）石英巖組

由石英巖組成，它形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。發(fā)育有3組裂隙，面裂隙率4.28%，裂隙間距0.05～0.25m，延伸不遠(yuǎn)，裂面有鈣質(zhì)充填，巖芯長0.05～0.1m，巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）在40～52%以下。巖體呈層狀碎裂結(jié)構(gòu)，巖體穩(wěn)固性中等。

（3）構(gòu)造巖組

主要由糜棱巖、含金石英脈、碎裂巖等組成。巖石一般致密、堅(jiān)硬，角礫不明顯，硅質(zhì)膠結(jié)好。發(fā)育3～4組裂隙，面裂隙率1.02～1.7%。裂隙間距一般在0.8～1.5m，局部在0.2～0.3m，閉合型，延伸不遠(yuǎn)。巖芯長度在0.2～0.4m，局部裂面上有鐵質(zhì)或泥質(zhì)充填，巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）80～90%，飽水極限抗壓強(qiáng)度79.4～124.8Mpa。巖石彼此咬合，巖體呈破裂鑲嵌結(jié)構(gòu)，巖體穩(wěn)固。

綜上所述，礦體受控礦斷裂帶控制，地質(zhì)構(gòu)造簡單，風(fēng)化作用弱，礦體及頂?shù)装鍘r石一般致密、堅(jiān)硬，力學(xué)強(qiáng)度較高，巖石完整穩(wěn)固性強(qiáng)，工程地質(zhì)條件屬簡單類型。在軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育部位，應(yīng)加強(qiáng)防范措施，確保施工安全。

二、原有采礦方法

由于在金渠金礦二十年的采礦史上，遇到的礦體一直都是傾斜礦體，且礦體厚度不大，遇到中厚緩傾斜礦體還是第一次，在采礦方法上還是采用全面法，在采礦過程中出現(xiàn)了如下問題：（1）由于只沿頂板掘進(jìn)了一條采準(zhǔn)巷道，切割過長，達(dá)50～80m，影響礦房的形成時(shí)間；（2）回采形成的空場大，對人員作業(yè)和設(shè)備出礦形成較大的安全隱患；（3）由于礦體厚度增加，留設(shè)礦柱造成礦石損失，回收率沒有相應(yīng)的提高；（4）形成單一的采場，礦石生產(chǎn)力低，每班只有30～50t，沒有很好地發(fā)揮設(shè)備應(yīng)有的效率；（5）由于底板礦石沒有很好地進(jìn)行回收，也造成了礦石的損失。

針對以上問題，成立了課題組進(jìn)行了采礦方法的探討。采礦方法選擇時(shí)要遵循以下原則：（1）確保人員和設(shè)備的安全，這是任何礦山企業(yè)生產(chǎn)的主題，有了安全才有效益；（2）采礦技術(shù)簡單，開采工藝易于掌握，采礦方法適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)機(jī)動(dòng)靈活，能為相同或相近條件下的礦體引用；（3）采場生產(chǎn)能力大，效率高，能滿足礦山生產(chǎn)擴(kuò)建的需要，作業(yè)安全，成本低、礦山經(jīng)濟(jì)效益好；（4）資源是不可再生的，要盡量多回收資源，礦石回收率有提高；（5）充分利用礦山現(xiàn)有設(shè)備與設(shè)施，盡量不增添新的設(shè)備，不改變原有系統(tǒng)與開采方式。

三、在用的采礦方法

礦區(qū)經(jīng)過方案優(yōu)選和現(xiàn)場實(shí)際，對采礦方法做了一定的修改，采用切頂進(jìn)路房柱空場法：在開拓巷道掘到礦體后，沿礦體傾向先掘一條切割沿脈巷道，再沿傾向上每隔20m沿走向布置采準(zhǔn)電耙道（布置2條），采準(zhǔn)施工到位后，沿走向每隔10m布置切割（切頂進(jìn)路）把各條采準(zhǔn)巷道聯(lián)通。

（一）工程布置

根據(jù)礦體賦存，開拓巷道礦體下盤處，開拓巷道掘到礦體后沿礦體傾向先掘一巷道到達(dá)邊界，沿傾向上每隔20m向東西掘進(jìn)采準(zhǔn)巷道，采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)到位后，沿采準(zhǔn)巷道在走向上每隔10m巷傾向上拉切割。通過以上采準(zhǔn)和切割工程的實(shí)施，就把整個(gè)礦體分成了若干小礦塊，使采空區(qū)變小，且能形成多個(gè)礦房同時(shí)進(jìn)行回采，提高了采場生產(chǎn)能力。

（二）采準(zhǔn)及切割斷面形狀

根據(jù)礦體賦存采準(zhǔn)及切割都設(shè)計(jì)成上寬下窄的梯形，上寬5.5m，下寬2.8m。

（三）采準(zhǔn)及切割支護(hù)

為了保證作業(yè)人員和設(shè)備的安全，根據(jù)安全管理規(guī)定：作業(yè)人員必須在有支護(hù)的頂板條件下進(jìn)行施工，禁止在無支護(hù)頂板條件下作業(yè)。采準(zhǔn)及切割采用錨桿掛金屬網(wǎng)支護(hù)，局部地段采用鋼筋網(wǎng)。錨桿支護(hù)間排距為0.8～1.0m×1.0～1.2m。比較破碎地段采用還加打錨索進(jìn)行支護(hù)。臨時(shí)支護(hù)空頂距不能大于2m。

所用的錨桿種類有：管縫式錨桿、砂漿錨桿和樹脂錨桿三種，管縫式錨桿長度有1.5m、1.8m兩種，砂漿錨桿和樹脂錨桿長度為2～3m。采用1.8m的開縫式錨桿。 金屬網(wǎng)采用8#的鐵絲，鋼筋網(wǎng)為直徑6mm的鋼筋。網(wǎng)格為100mm×100mm，鋼筋每張網(wǎng)大小為2000mm×2000mm。

砂漿錨桿和樹脂錨桿桿體采用￠18的螺紋鋼。

（四）回采順序

1.對切割進(jìn)行起底。

2.切割起底到位后，施工人工砼礦柱對頂板進(jìn)行支護(hù)。

3.砼礦柱保養(yǎng)期到后，回收小礦塊時(shí)先回收上部，對頂板進(jìn)行支護(hù)，回收下部，起底回收底部。

（五）回采工藝

1.采場鑿巖。采準(zhǔn)切割工作完成后即可開始采場鑿巖。采用淺孔進(jìn)行落礦，淺孔鑿眼設(shè)備采用7655機(jī)進(jìn)行，釬桿長5m，孔徑38mm，炮眼排距1000mm，間距70mm。采用淺孔落礦，既對頂板很好地進(jìn)行了支護(hù)，由使采場能力得到了提高。

2.采場爆破。采用2號乳化炸藥，以切割作為自由面，沿采場全斷面拉開，第一次切采爆破時(shí)，切割前端2.5～3m的礦石與切采同時(shí)爆破。采場全斷面拉開后即可進(jìn)行分次爆破，每次爆破3～4排，后退式回采。

采用非電毫秒導(dǎo)爆管，同排同段，各排分段加導(dǎo)爆索并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)一次起爆。非電毫秒導(dǎo)爆管藥包，裝在距孔口2.5～3m處，再將起爆索與專用起爆器的電源線進(jìn)行連接，用專用起爆器進(jìn)行起爆。

3.采場出礦。采用ST40電耙出礦，倒入出礦溜井然后運(yùn)送至地表。

4.頂板管理。采準(zhǔn)和切割采用錨桿加金屬網(wǎng)（鋼筋網(wǎng)）進(jìn)行支護(hù)，局部地段還加打5.3m長的錨索進(jìn)行支護(hù)，永久支護(hù)采用人工砼礦柱進(jìn)行支護(hù)。

（六）采場通風(fēng)

新鮮風(fēng)流由下中段平巷經(jīng)脈外出礦平巷，經(jīng)分段出礦平巷至聯(lián)合出礦巷道，經(jīng)電耙道進(jìn)入采場。

采場污風(fēng)由通風(fēng)井排入分段采準(zhǔn)平巷排入上部中段回風(fēng)巷道，由自然通風(fēng)排出地表。

（七）采礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

四、結(jié)語

經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)踐可知切頂進(jìn)路點(diǎn)柱采礦法的優(yōu)點(diǎn)為：（1）安全；（2）形成多各礦房進(jìn)行回采，生產(chǎn)能力大；（3）礦石回收率高；（4）可用廢石施工人工砼礦柱，減少了廢石的排放量和運(yùn)輸廢用。

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