廣西大新錳礦緩傾斜中厚礦體采礦方法探討

梁家琿，經民富，吳沅聲，吳茜梅

(1.廣西大學 資源與冶金學院，廣西 南寧　530004；2.廣西錫山礦業(yè)有限公司，

廣西 南寧　530022;3.中信大錳礦業(yè)有限責任公司，廣西 南寧　530029)

廣西大新錳礦緩傾斜中厚礦體采礦方法探討

梁家琿1，經民富1，吳沅聲2，吳茜梅3

(1.廣西大學 資源與冶金學院，廣西 南寧530004；2.廣西錫山礦業(yè)有限公司，

廣西 南寧530022;3.中信大錳礦業(yè)有限責任公司，廣西 南寧530029)

摘要：緩傾斜中厚礦體的開采一直是采礦工程的難題，針對大新錳礦的特點,探索了緩傾斜中厚礦體開采的工藝。設計采用房柱法回采，中深孔鑿巖爆破，鏟運機連續(xù)出礦工藝，崩落頂板充填空區(qū)。通過采礦方法的合理應用及機械設備的使用，充分回收礦產資源，且達到安全高效的生產目的。

關鍵詞：緩傾斜；中厚礦體；房柱法

0前言

緩傾斜中厚礦體由于傾角較小，從而導致采下的礦石不能較好地依靠礦石自重從底部漏斗放出，若是在底盤設置放礦漏斗又會帶來工程量的增加，影響經濟成本。而且由于礦體厚度相對較大會造成頂板管理的困難，帶來安全隱患[1]。此類礦體在我國金屬和非金屬礦產中均占有一定比例，目前國內外針對此類礦體最常用的采礦方法是房柱法，占比為50%～60%,其他主要為底盤漏斗法、充填法、電耙留礦法和爆力運搬法。隨著工藝和設備技術的進步，充填法在國外應用較廣泛[2]。國內大多數礦山由于礦床規(guī)模小、設備落后、資金缺乏等原因，往往更傾向在現(xiàn)有條件基礎上對房柱法等成熟方法進行適當改進。

本文針對廣西大新錳礦的部分緩傾斜中厚礦體，設計采用房柱法回采，臺車鑿巖，鏟運機出礦工藝，崩落頂板充填空區(qū)。通過采礦方法的合理應用及機械設備的使用，以探索適合本礦山緩傾斜中厚礦體的安全有效的采礦方法。

1地質概況與開采技術條件

大新錳礦位于廣西大新縣境內，礦區(qū)為向東傾斜的復式向斜構造，褶皺強烈，斷層繁多，嚴重破壞了礦層形態(tài)。礦層產狀北翼平緩，多為傾斜至緩傾斜礦體，南翼大多為比較集中的急傾斜礦體，全礦礦體傾角變化較大，由不到10(°)至60(°)～80(°)，甚至陡立。礦體總長約5 500 m，寬600～1 400 m，埋深0～300 m。

大新錳礦系大型淺海相沉積型錳礦床，由于長期風化作用而形成淺部氧化帶和深部原生帶兩部分。礦體呈層狀，共3層，層位穩(wěn)定，其間有兩層夾層，自下而上稱Ⅰ礦層、夾一、Ⅱ礦層、夾二、Ⅲ礦層。整個礦床為近東西走向的向斜構造，向斜西端昂起，昂起端南北兩翼連續(xù)出露地表，東西長9 km，南北寬2～2.5 km。

礦層賦存在上泥盆統(tǒng)榴江組泥灰?guī)r、鈣質泥灰?guī)r、硅質巖等過渡巖相內。屬沉積碳酸錳礦床，近地表為氧化錳礦。錳礦層共有3層，錳礦層產狀與圍巖一致呈層狀產出，層位穩(wěn)定。自上而下為Ⅲ礦層1.49～1.68 m，夾二一般為0.5～1.0 m，部分為0.4～0.5 m；Ⅱ礦層1.74～2.69 m，夾一2～10 m，Ⅰ礦層1.52m～1.79 m。Ⅲ礦層直接頂板為硅質巖，一般厚0.05～0.3 m，往上為硅質灰?guī)r、泥巖，Ⅰ礦層直接底板為泥質灰?guī)r、夾泥質巖。礦石為碳酸錳礦，堅固系數(普氏系數)f=10～15，較穩(wěn)固。Ⅲ礦層頂板、Ⅰ礦層底板f=10，屬中等穩(wěn)固。地表為開采露天采場，允許地表塌落。

2采礦方法

礦山緩傾斜中厚礦體傾角5(°)～25(°)，一般傾角約為8(°)，厚約7.3～10.2 m，平均厚9 m，地質構造簡單、圍巖中等穩(wěn)固、完整性較好。設計方案主要針對南部礦段的水平緩傾斜中厚礦體，采礦方法為進路房柱空場法[3]。 采礦的各項主要技術經濟指標見表1。

2.1　工程布置

根據礦體賦存條件，開拓巷道到達220 m水平以下時，每隔8 m垂高掘進分段運輸巷到達礦體，沿礦體傾向掘1條切割巷通上水平運輸巷，再沿傾向上每隔30 m沿走向布置采準巷道，然后沿走向每隔15 m布置傾向切割巷，把各條采準巷道連通。通過以上采切工程的實施，把整個礦體分成了若干小礦塊，使采空區(qū)變小，且能形成多個礦房同時進行回采，提高了采場生產能力[4]。采切巷道斷面均矩形，寬為4 m，高為3.5 m。采切巷道不支護，局部不穩(wěn)定段使用錨網支護。采場結構如圖1所示。

2.2　回采順序

對小礦塊由上往下回采，利用切割進路作為自由面，形成切割槽[5]，再后退式爆破落礦、出礦，直至回采至采準運輸巷。

2.3　回采工藝

1) 采場鑿巖

劃分礦塊后即可開始采場鑿巖，采用YGZ-90鉆機或鑿巖臺車進行扇形孔鑿巖，孔徑65 mm，炮眼排距離1.8 m，孔底距1.8 m。

2) 采場爆破

采用人工或裝藥器裝藥，2號巖石乳化炸藥，以切割進路為自由面，首先形成切割槽，切割槽完成后，分次爆破，每次爆破2～3排，后退式回采。采用松動爆破，使爆堆集中，減少拋擲，以保證出礦安全、高效。采用20 m毫秒導爆管雷管，雙藥包雙回路1次起爆，每孔裝兩個藥包。

3) 采場出礦

采用2 m3電動或柴油鏟運機出礦，轉運至溜礦井，或者直接裝入自卸汽車，由汽車拉至指定卸礦點。

4) 礦柱回收

事先從采準運輸巷的條形礦柱中鉆鑿中深孔，與礦房最后1次爆破同時作業(yè)，可回收大部分礦柱。走向條形礦柱不回收，以達到分割空區(qū)的目的。對于部分品位高的的礦柱，先回采礦柱，再做人工砼礦柱[6]。

5) 頂板管理及空區(qū)處理

頂板不支護，空區(qū)自然冒落或強制崩落頂板充填空區(qū)。

2.4　采場通風

新鮮風流由下中段采準運輸巷經切割巷道進入礦房，進入采場污風經上中段回風巷道進入主回風道，由主扇風機抽出地表。

3結論

廣西大新錳礦緩傾斜中厚礦體采礦方法具有以下特點：

1)可以形成多個礦房同時回采，生產能力大；

2)礦石回收率較高；

3)適用傾角在10(°)以下的中厚礦體，對于傾角偏大礦體需要做改良；

4)在構造復雜的采場頂板容易冒頂，可能造成比較大的損失及貧化。

可能的改進方向如下：

1)為提高回采率，可先回采礦柱，再做人工砼礦柱；

2)為提高安全性，先切頂，錨網支護頂板后再回采礦房；

3)通過改變采切巷道的布置、礦房參數及回采順序，可以提高適用范圍。

參考文獻：

[1]尹升華，吳愛祥.緩傾斜中厚礦體采礦方法現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].金屬礦山，2007(12)：10-13.

[2]黃勝生.國內外緩傾斜中厚礦體采礦方法現(xiàn)狀[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2001，21(4):21-24.

[3]于潤滄.采礦工程師手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009：626-630.

[4]金宇松，黎文斐.中厚近水平礦體采礦技術探討[J]. 中國高新技術企業(yè)，2009(19)：176-177.

[5]解世俊.金屬礦床地下開采[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1994：210-215.

[6]張利君.大莊子金礦緩傾斜中厚礦體采礦方法試驗[J]. 礦業(yè)研究與開發(fā)，2002，22(6)：10-12.

A Discussion of Sustained Tilt in Thick Orebody Mining Method in Daxin Mn-mine

LIANG Jiahui1, JING Minfu1, WU Yuansheng2, WU Qianmei3

(1.CollegeofResourcesandMetallurgy,GuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530004,China;

2.GuangxiXishanMiningIndustryCo.,Ltd,Nanning,Guangxi530022,China;

3.CITICDamengMiningIndustriesLimited,Nanning,Guangxi530029,China)

Abstract:It keeps a mining engineering problem of sustained tilt in the thick orebody of mining. This article has its exploration of sustained tilt in the thick orebody mining of process to design a room-and-pillar method in medium and deep hole drilling and blasting, including continuous mining technology of scraper, caving the roof filling the empty area. Through proper application of mining methods and the use of mechanical equipment, it fully recovers purposes in mineral resources, the safe and efficient production.

Key words:Gently inclined; Middle thick ore body; Room-and-pillar method

中圖分類號：TD861.2

文獻標識碼：B

doi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2015.01.011

作者簡介：梁家琿(1990-)，男，廣西天等人，在讀碩士研究生，研究方向：采礦工程，手機：15878127697，E-mail:175036720@qq.com.

收稿日期：2014-12-26