廣西大新錳礦緩傾斜薄礦體回采方法研究

岑 海，馮春輝，賢梁明，何華清，張麗云，韋江濤

(1.中信大錳礦業(yè)有限責任公司大新錳礦分公司，廣西 大新 532315;2.中信大錳礦業(yè)有限責任公司，廣西 南寧 530029;3.中信大錳礦業(yè)有限責任公司天等錳礦分公司，廣西 天等 532807)

1 礦體賦存條件

廣西大新錳礦北中部礦體系淺海相沉積型，錳礦床工業(yè)礦層呈層狀，共3層，層位穩(wěn)定，其間有2層夾層，自下而上為Ⅰ礦層、夾一、Ⅱ礦層、夾二、Ⅲ礦層。由于礦區(qū)北中部部分的夾二厚度小，一般小于夾石剔除厚度，因此，很難將Ⅱ、Ⅲ礦層分開，統(tǒng)稱為(Ⅱ+Ⅲ)礦層。礦體整體傾角較緩，屬于緩傾斜礦體［1-2］，平均傾角約 20(°)，礦體平均品位約為19%，礦石平均密度約為3.14 t/m3，廢石密度約為2.7 t/m3。北中部礦段370～160 m水平，走向長度2.9 ～1.5 km，平均走向長度 2.2 km。Ⅰ礦層最大埋藏深度577.59 m，最低開采標高4.85 m;(Ⅱ +Ⅲ)礦層最大埋藏深度563.42 m，最低開采標高21.32 m。Ⅰ礦層碳酸錳礦層厚度 0.51～5.88 m，平均厚度1.48 m，靠近地表的Ⅰ礦層在245 m水平以上較薄，245～345 m標高之間的厚度大部分是在0.6 ～1.2 m 之間，屬于薄礦體［1］，底板圍巖、Ⅰ礦層以及夾一、Ⅱ礦層的穩(wěn)固性較好，夾二、Ⅲ礦層和Ⅲ礦層頂板的穩(wěn)固性較差。

2 礦體布置

2.1 中段布置

廣西大新錳礦北中部地下開采部分標高位于370 m以下，設計中段高度上部分為25 m下部分為20 m，設計中段有 345，320，295，270，245，220，200 m等。對北中部礦段采取分期建設方案，擬以160 m為界分為前期和后期，其中前期分兩步驟實施：370～245 m和245～160 m;后期160～40 m水平。

2.2 礦塊布置

采礦方法選用房柱法。由于夾一較厚，Ⅰ礦和Ⅱ、Ⅲ礦礦房分開布置，礦房沿著礦體走向布置，每隔50 m或60 m布置1個礦房，礦房垂直高度等于階段高度25 m，礦體傾角約為20(°)，斜長約70 m，先布置好出礦漏斗、人行井和電耙硐室，再掘進礦房兩端的上山通至上階段回風巷，拉開拉底空間(電耙道)，在拉底空間每隔10～8 m左右掘進切割上山，在掘進切割山上同時根據(jù)通風和行人通道需求開鑿橫穿巷［3］。

在進行礦塊采切時沿著Ⅰ礦層的走向或傾向掘進，采切巷的斷面大小2 m×2 m。該礦層厚度約在0.6～1.2 m 間，無法滿足施工作業(yè)空間高度，因此必須爆破一定厚度圍巖。由于夾一、Ⅰ礦層及底板的穩(wěn)固性較好，在Ⅰ礦層布置采切工程，有助于提高礦石的回采率。若使用普通采礦方法進行回采時，采切工程只能布置在夾一或Ⅰ礦層的底板，造成礦石損失較高。從回采率角度考慮最優(yōu)先選擇兩者都掘進，Ⅰ礦層夾在中間，使用分層法回采時，采切工程布置在礦石底板掘進。在完成采切工程后的礦塊結構布置圖如圖1。

3 采礦工藝及其參數(shù)指標

3.1 礦房回采作業(yè)工序和要求

圖1 房柱法礦房布置

先回采上部的(Ⅱ+Ⅲ)礦層礦房再回采Ⅰ礦層礦房，(Ⅱ+Ⅲ)礦層礦房回采超前Ⅰ礦層1個礦房的跨度。采場作業(yè)空間高度要求＞1.8～2 m以上，當?shù)V層厚度＞1.5 m時可以一次性回采爆破出2 m的空間高度。進行礦房回采作業(yè)時，使用手持式鉆機人工打鉆，人工裝乳化炸藥，采用導爆管雷管起爆。245中段以上的Ⅰ礦層厚度在0.6～1.2 m之間，礦層回采時可使用兩種方法：使用分層法一次性在回采面打眼，回采長度4 m，高度2 m，深度2 m，打眼時要控制好礦石和圍巖的界限，一次裝藥崩落圍巖后，將圍巖耙出，二次裝藥爆破崩落礦石，耙出礦石后再進行打鉆作業(yè)完成1個回采作業(yè)循環(huán);使用普通法在回采面布置好炮孔，回采長度4 m，高度2 m，深度2 m，一次性崩落礦石和圍巖。分層法回采和普通法回采的組織作業(yè)循環(huán)圖分別見圖2～3。

圖3 普通法回采作業(yè)循環(huán)

采用普通法完成1個回采作業(yè)循環(huán)需16 h，而采用分層法回采需21 h?；夭缮仙綍r由下往上回采，回采過程中按設計要求留下斷面大小為3 m×3 m的點柱，可根據(jù)采空區(qū)頂板的穩(wěn)固條件和礦層厚度情況改變點柱的位置或者斷面大小，人員行走不可以通過采空區(qū)，可由隔壁未回采的上山橫穿經(jīng)過到達回采作業(yè)面。

3.2 采礦方法的比較

可采用普通法一次崩落礦石和圍巖，此法優(yōu)點是回采簡單，成本相對較低;缺點是采出礦石貧化率和廢石混入率較高，采出品位低不滿足下游生產(chǎn)要求。采用分層回采的優(yōu)點是礦石和圍巖能分開耙出，礦石貧化率較低，采出礦石品位高;缺點是回采效率低，采礦成本高。兩種采礦方法的指標對比見表1。

表1 普通法和分層法采礦的指標對比

由表1可知：當?shù)V層厚度＜1 m，采用普通法采出的礦石品位低，下游生產(chǎn)進廠要求的礦石品位要高于12%，不符合進廠要求;采用分層法回采的礦石品位符合進廠要求，但是出礦效率降低，采礦成本增大。當?shù)V層厚度達到1～1.2 m時，使用普通法采出的礦石品位雖不高，與適當?shù)母咂肺坏V石配礦后可以進廠;若選擇采用分層法采出的礦石品位高于進廠的要求，在不考慮出礦效率和出礦成本的情況下可采用分層法回采［4］。

4 結語

根據(jù)廣西大新錳礦北中部緩傾斜薄礦體的賦存情況，在使用房柱法布置好采切工程的基礎上，對礦房回采的方法進行探討。從采出礦石的貧化率、采出礦石品位、出礦效率和出礦成本等方面出發(fā)，結合下游生產(chǎn)對礦石的品位要求，得出礦層厚度＜1 m時采用分層法回采，1 m以上厚度的礦層采用普通法回采。

對于價值不高的緩傾斜薄錳礦地下開采可選擇的采礦方法少，回采的技術難度大、效率低、成本高，結合現(xiàn)有的生產(chǎn)技術條件、市場需求情況方可確定出可開采的最薄礦層厚度。

［1］郭旺，童陽春.人工礦柱置換緩傾斜薄富礦體礦柱［J］.金屬礦山，2014(11)：27－30.

［2］孫文勇，陳星明，王偉，等.緩傾斜中厚礦體無底柱分段崩落法下盤殘留礦石合理回采工藝研究［J］.金屬礦山，2014(2)：12－17.

［3］陽雨平，吳愛祥.淺析國內緩傾斜中厚礦體回采現(xiàn)狀及進展［J］.黃金，2002，23(1)：14－16.

［4］孫文勇，陳星明，王偉，等.緩傾斜中厚礦體無底柱分段崩落法下盤殘留礦石合理回采工藝研究［J］.金屬礦山，2014(2)：12－17.