地下采場(chǎng)中的地質(zhì)技術(shù)與管理分析

趙 剛，黃明然，劉寶廷，孟繁華，劉 健，徐 博

(中國(guó)有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司，遼寧 撫順 113321)

綜合技術(shù)

地下采場(chǎng)中的地質(zhì)技術(shù)與管理分析

趙 剛，黃明然，劉寶廷，孟繁華，劉 健，徐 博

(中國(guó)有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司，遼寧 撫順 113321)

針對(duì)如何提高礦山地質(zhì)技術(shù)人員在地下采場(chǎng)中的技術(shù)指導(dǎo)與管理水平問(wèn)題，本文從實(shí)際出發(fā)詳細(xì)闡述了指導(dǎo)采場(chǎng)生產(chǎn)的技術(shù)手段和現(xiàn)場(chǎng)管理的內(nèi)容及方法。

地下采場(chǎng)； 技術(shù)指導(dǎo)； 現(xiàn)場(chǎng)管理

1 前言

為保證礦產(chǎn)資源的合理利用及礦山重要經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)的超前完成，礦山地質(zhì)技術(shù)人員的指導(dǎo)與管理工作顯得由為重要。在地下采場(chǎng)中如何高質(zhì)量地進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)與管理，是礦山地質(zhì)技術(shù)人員必須面臨和解決的問(wèn)題。本文從以下幾方面進(jìn)行此方面的探討。

2 地下采場(chǎng)的編錄工作

編錄工作是指導(dǎo)井下生產(chǎn)的基礎(chǔ)地質(zhì)工作，進(jìn)行地質(zhì)編錄時(shí)要注意工作的及時(shí)性，資料的統(tǒng)一性、系統(tǒng)性，內(nèi)容上的完整性、真實(shí)性和準(zhǔn)確性。根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，地質(zhì)技術(shù)人員每天指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，對(duì)工程揭露的地質(zhì)現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行編錄，若發(fā)現(xiàn)有新的地質(zhì)變化，應(yīng)以最新的地質(zhì)資料指導(dǎo)施工。

在井下采場(chǎng)中主要對(duì)回采掌子面及采場(chǎng)輔助工程如聯(lián)絡(luò)道、電耙道等工程進(jìn)行編錄。一般情況下采場(chǎng)單體設(shè)計(jì)所需的地質(zhì)資料為15m×25m的111b級(jí)資料，探礦工程大部分以鉆探工程為主，礦體圈定缺乏產(chǎn)狀依據(jù)，所以在聯(lián)絡(luò)道施工過(guò)程中要及時(shí)編錄跟蹤，不斷驗(yàn)證鉆探資料。以先期施工的聯(lián)絡(luò)道指導(dǎo)后期施工的聯(lián)絡(luò)道。編錄采用“兩壁內(nèi)倒式”方法編錄，即頂板下落、兩壁內(nèi)倒、頂壁相接，此方法便于判斷礦體和地質(zhì)構(gòu)造的空間位置及編圖。地質(zhì)、測(cè)量技術(shù)人員積極配合，以皮尺為導(dǎo)線，鋼尺或木尺為支距控制坑道輪廓，地質(zhì)技術(shù)人員利用支距勾畫地質(zhì)界線，并且注明花紋、顏色、符號(hào)，地質(zhì)復(fù)雜地段補(bǔ)充文字描述，如果編錄過(guò)程中遇有難以鑒別的礦巖，可取實(shí)物標(biāo)本拿回室內(nèi)與同專業(yè)人員一起鑒定。編錄工作必須及時(shí)，因?yàn)樵诼?lián)絡(luò)道掘進(jìn)過(guò)程中由于爆破、出渣等工作會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，使新鮮清晰的作業(yè)面落滿灰塵，造成編錄困難。編錄過(guò)程中對(duì)揭露的礦體、構(gòu)造、巖漿巖的產(chǎn)狀必須認(rèn)真標(biāo)定，待所有聯(lián)絡(luò)道施工結(jié)束后，根據(jù)各層聯(lián)絡(luò)道揭露的礦體情況，將礦體連成剖面，并結(jié)合原有鉆探資料確定電耙道及切割層的最佳位置。

電耙道施工過(guò)程中，編錄工作同樣重要，依據(jù)編錄確定漏斗受礦的最佳位置，對(duì)以后的采礦及出礦管理工作起著重要的作用。編錄工作在漏斗斗徑未上挑之前進(jìn)行，這樣可以對(duì)漏斗位置的頂板進(jìn)行編錄，編錄本著及時(shí)準(zhǔn)確的原則進(jìn)行，一般情況下只對(duì)電耙道的頂板編錄。編錄要在電耙機(jī)停止作業(yè)的情況下進(jìn)行，并且要注意腳下的鋼絲繩和電耙頭。由于耙道在今后出礦作業(yè)中要長(zhǎng)期使用，所以對(duì)電耙道頂板的斷層及破碎帶要認(rèn)真編錄，現(xiàn)場(chǎng)用紅油漆標(biāo)定，并指導(dǎo)作業(yè)人員進(jìn)行噴錨支護(hù)，避免一切不安全因素。

采場(chǎng)回采掌子面的編錄工作是采場(chǎng)上采的依據(jù)，通過(guò)編錄可以預(yù)測(cè)頂板深部礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀及空間分布規(guī)律，對(duì)礦體的二次圈定及損失貧化管理工作起著重要作用。一般在進(jìn)入采場(chǎng)編錄之前要求施工單位對(duì)采場(chǎng)進(jìn)行“敲幫問(wèn)頂”安全檢查，待排除隱患后，方可編錄。編錄工作需要地質(zhì)、測(cè)量、采礦三個(gè)專業(yè)技術(shù)人員參加。地質(zhì)、測(cè)量技術(shù)人員勾畫頂板輪廓及地質(zhì)現(xiàn)象，采礦技術(shù)人員了解現(xiàn)場(chǎng)情況，確定上采方案。編錄過(guò)程中要求對(duì)礦體邊界、斷層、褶皺、巖漿巖等現(xiàn)象詳細(xì)記錄，對(duì)變化較大的地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)做特征素描。待資料整理后，詳細(xì)分析、研究揭露的地質(zhì)情況，查明礦化富集的規(guī)律，探尋富礦地段及新的小盲礦體，正確指導(dǎo)采場(chǎng)上采。

3 開幫技術(shù)指導(dǎo)與管理

開幫工作是整個(gè)采場(chǎng)上采的基礎(chǔ)，對(duì)礦體邊界不清、邊界形態(tài)曲折的礦體，開幫的地質(zhì)指導(dǎo)更有重要意義。開幫工作一般在上采之前進(jìn)行，若采場(chǎng)頂板與幫壁大面積揭露礦體時(shí)，說(shuō)明礦體邊界未能全面揭露，則需要開幫。待開幫結(jié)束后，確定礦體邊界方可上采，這樣才能避免損失礦體。開幫過(guò)程中地質(zhì)技術(shù)人員必須及時(shí)跟蹤指導(dǎo)，用紅油漆現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定開幫的位置、范圍，如果留有礦壁、礦柱，則需注明開幫厚度。根據(jù)開幫揭露的礦體情況，確定開幫深度，如果發(fā)現(xiàn)施工單位開幫時(shí)過(guò)多開采上下盤圍巖，應(yīng)及時(shí)制止，避免貧化的發(fā)生。

4 切巷技術(shù)指導(dǎo)與管理

在采場(chǎng)上采過(guò)程中由于礦體形態(tài)變化較大，造成上采困難，為探明礦體發(fā)育情況，需要在采場(chǎng)內(nèi)施工切巷探明礦體。根據(jù)采場(chǎng)頂板礦體情況，結(jié)合采場(chǎng)地質(zhì)資料預(yù)測(cè)礦體的形態(tài)，確定切巷的探礦方式，切巷探礦方式分為沿脈探礦和穿脈探礦。一般情況下，若礦體較窄，產(chǎn)狀穩(wěn)定并且延伸不是很遠(yuǎn)，采用沿脈方式施工切巷。切巷施工過(guò)程中地質(zhì)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)跟蹤礦體，并與測(cè)量技術(shù)人員及時(shí)測(cè)圖編錄，依據(jù)礦體產(chǎn)狀確定切巷施工方向，并用紅油漆在切巷頂板標(biāo)定方向線。

如果礦體發(fā)育較寬，產(chǎn)狀沿走向變化較大，則采用穿脈方式施工切巷，因?yàn)榇┟}探礦可以近早地控制礦體的寬度，掌握礦體變化規(guī)律。切巷應(yīng)選擇在礦體變化較大的地段垂直全幅穿透礦體施工。施工過(guò)程中地質(zhì)技術(shù)人員及時(shí)對(duì)揭露的礦體進(jìn)行地質(zhì)編錄，隨著切巷揭露面積的擴(kuò)大，逐步加強(qiáng)地質(zhì)研究程度，充分了解礦體形態(tài)、規(guī)模及品位分布情況。由已知推測(cè)未知，正確指導(dǎo)切巷施工。

5 采場(chǎng)頂板的礦體圈定

在采場(chǎng)上采過(guò)程中，由于礦體變化，需要對(duì)每分層回采掌子面的礦體進(jìn)行圈定回采邊界。圈定礦體邊界時(shí)要充分考慮到上采過(guò)程中可能出現(xiàn)的礦體形態(tài)變化及夾石位置、斷裂帶、巖脈等影響回采的有關(guān)地質(zhì)技術(shù)問(wèn)題，然后再圈定礦體邊界線，并且確定上采傾角。根據(jù)上采傾角及回采邊界線合理布置炮孔，避免炮孔的無(wú)效進(jìn)尺，有效控制上下盤的損失貧化。礦體圈定的步驟及過(guò)程如下。

(1)根據(jù)采場(chǎng)的聯(lián)絡(luò)道、上下中段的水平巷道、切割上水平等工程收集的地質(zhì)資料，提出礦塊三面圖和文字資料，交采礦技術(shù)人員作切割回采設(shè)計(jì)。

(2)在切割層拉底施工過(guò)程中地質(zhì)技術(shù)人員每天深入現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工，確保切割層全部揭露礦體上下盤的接觸線。

(3)切割層施工結(jié)束后，地質(zhì)技術(shù)人員及時(shí)進(jìn)行素描、編錄、安排取樣。取樣網(wǎng)度沿礦體走向每隔5m布置一條取樣線，每條線上2m作為一個(gè)樣品，即2m分段連續(xù)取樣。

(4)地質(zhì)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)采樣工按照取樣線取樣，采用點(diǎn)線打塊法取樣，樣品及時(shí)送化驗(yàn)室化學(xué)分析。

(5)地質(zhì)技術(shù)人員根據(jù)樣品化驗(yàn)結(jié)果，先在室內(nèi)切割層平面圖上圈定工業(yè)礦體的邊界線，然后同采礦技術(shù)人員一起到采場(chǎng)用紅油漆直接圈定頂板的礦體邊界線。

(6)切割層上采一分層以后，地質(zhì)技術(shù)人員再次對(duì)采場(chǎng)頂板進(jìn)行編錄取樣，通過(guò)分析研究，鑒別礦石與圍巖的邊界線，圈定采場(chǎng)的可采范圍，礦體圈定就這樣周而復(fù)始到采場(chǎng)結(jié)束。

6 現(xiàn)場(chǎng)出礦管理

出礦管理是掌握采場(chǎng)礦石質(zhì)量的關(guān)鍵，要求實(shí)行巖礦按品級(jí)、類型、分采、分裝、分運(yùn)，注意工業(yè)礦石的掃清出凈。充填法采場(chǎng)出礦期間地質(zhì)技術(shù)人員每天到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)鏟車工出礦，對(duì)落地礦巖及時(shí)用紅油漆現(xiàn)場(chǎng)圈定分界線。如果發(fā)現(xiàn)將充填料倒入溜井，或?qū)⒌V石鋪墊在地面的坑洼地段，應(yīng)及時(shí)制止。若礦巖為水平混落，地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)安排出礦的先后順序，及時(shí)將廢石倒運(yùn)至合適位置當(dāng)充填料，或?qū)⒌V石倒入溜井，不允許將礦巖混裝倒入溜井。如果礦巖為垂直混落，鏟車的鏟斗無(wú)法從礦巖堆中間插入，不能分選礦巖，地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)用揀塊法采集樣品化驗(yàn)品位，若化驗(yàn)品位達(dá)到工業(yè)要求，可以將礦巖一起倒入溜井，若達(dá)不到工業(yè)要求，只能將礦巖留置采場(chǎng)當(dāng)充填料。采場(chǎng)出礦末期，采場(chǎng)的邊角由于鏟車不能到達(dá)，地質(zhì)技術(shù)人員必須組織人工倒礦將邊角的礦石除凈，避免損失。

溜礦法采場(chǎng)出礦期間地質(zhì)技術(shù)人員及時(shí)到電耙道指導(dǎo)出礦，根據(jù)各漏斗的礦石質(zhì)量，合理安排出礦時(shí)間和順序，避免出礦時(shí)間較長(zhǎng)礦石氧化結(jié)塊或礦巖混裝。如果漏斗內(nèi)礦巖混合在一起，肉眼無(wú)法判斷其質(zhì)量時(shí)，地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)指導(dǎo)采樣工用揀塊法進(jìn)行取樣化驗(yàn)。若化驗(yàn)結(jié)果達(dá)到工業(yè)品位則正常出礦，達(dá)不到工業(yè)品位的，必須及時(shí)用紅油漆標(biāo)定，并指導(dǎo)電耙工采取措施停止對(duì)該漏斗的出礦。溜礦法采場(chǎng)出礦末期地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)出礦的管理程度，尤其對(duì)采場(chǎng)上盤脫落的圍巖必須分裝分出，降低貧化。而下盤結(jié)塊的氧化礦應(yīng)加強(qiáng)回收，避免損失。

7 配礦指導(dǎo)與管理

在采礦及出礦過(guò)程中，有計(jì)劃有目的地進(jìn)行礦石質(zhì)量配礦，嚴(yán)格控制采出品位，保證輸出礦石質(zhì)量均衡、穩(wěn)定，有助于提高選冶工作效率和效果。配礦工作一般在爆破和出礦過(guò)程中進(jìn)行。地質(zhì)技術(shù)人員在爆破之前對(duì)采場(chǎng)頂板進(jìn)行詳細(xì)編錄取樣，回到室內(nèi)在圖紙上根據(jù)化驗(yàn)品位勾畫礦巖分界線，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況合理安排爆破順序和范圍，對(duì)具有分爆條件的礦巖接觸地段，絕對(duì)不允許混爆。待圖紙整理結(jié)束后，地質(zhì)技術(shù)人員與采礦人員一同到現(xiàn)場(chǎng)用紅油漆按照?qǐng)D紙要求對(duì)回采掌子面進(jìn)行圈定，并且定期到采場(chǎng)檢查炮孔布置施工情況，對(duì)沒(méi)按要求施工的炮孔給予作廢，爆破期間地質(zhì)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督爆破人員按順序爆破。

出礦過(guò)程中，地質(zhì)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)鑒定落地礦的品級(jí)、類型，使不同品級(jí)的落地礦均具有出礦能力。依據(jù)礦山出礦品位規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，合理安排出礦順序，編制采場(chǎng)“配礦分裝指示圖”，并按照“配礦分裝指示圖”現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)作業(yè)人員出礦，達(dá)到配礦目的。

8 采場(chǎng)的貧化損失管理

礦石貧化率、損失率作為生產(chǎn)的重要經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)，在開采中必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理，建立定期檢查分析制度，制定措施，提高資源回收率，降低損失率，切實(shí)做好井下采場(chǎng)的貧化損失管理工作。地質(zhì)技術(shù)人員在采場(chǎng)的貧化損失管理中需做到以下幾點(diǎn)。

(1)要準(zhǔn)確控制礦體空間分布與礦石質(zhì)量變化規(guī)律，確定合理的開采順序。

(2)生產(chǎn)地質(zhì)勘探要超前進(jìn)行，及時(shí)為采場(chǎng)設(shè)計(jì)提供詳細(xì)可靠的地質(zhì)資料。

(3)選擇合理的采礦方法，提高資源利用程度，防止采富棄貧，單純追求效益的不正規(guī)采礦。

(4)加強(qiáng)采場(chǎng)頂板礦體的圈定工作，提高鑿巖爆破水平，保證炮孔角度和深度的要求，做到礦巖分爆。

(5)加強(qiáng)出礦管理，對(duì)以礦石自重出礦的溜礦法采場(chǎng)，必須控制均勻放礦，防止礦巖無(wú)規(guī)律混出。

(6)對(duì)采用中深孔崩落的采場(chǎng)，要保證工程質(zhì)量，必須通過(guò)采準(zhǔn)、切割工程進(jìn)行礦體二次圈定，為回采設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

(7)采用充填法的采場(chǎng)，采場(chǎng)的拉底回采要達(dá)到礦體邊界，保證充填地面質(zhì)量，四周幫壁殘礦要開幫采完，充分回收礦石。

(8)礦房開采結(jié)束，要進(jìn)行驗(yàn)收。及時(shí)回收礦柱和處理采空區(qū)，對(duì)礦房殘礦要盡力回收。

9 頂板及幫壁安全管理

在采場(chǎng)頂板幫壁安全管理工作中，各項(xiàng)措施都必須以礦巖地質(zhì)技術(shù)為依據(jù)，只有加強(qiáng)頂板幫壁巖性和構(gòu)造變化的分析研究，才能使采礦作業(yè)及時(shí)采取有效措施確保安全。一般在采場(chǎng)中最簡(jiǎn)單確認(rèn)頂板幫壁安全的方法是用釬子鋼敲幫問(wèn)頂，如果聲音沉悶，說(shuō)明有冒頂、片幫的隱患，必須及時(shí)處理，待隱患排除后方可作業(yè)。若聲音清脆，則比較安全。另外對(duì)采場(chǎng)中的斷層、褶皺、巖脈等地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)特別引起注意，若作業(yè)面在斷層的下盤，采礦作業(yè)時(shí)要注意礦巖是否會(huì)沿?cái)鄬用婊驍鄬又車钠扑閹撀?；作業(yè)面處在褶皺構(gòu)造附近時(shí)應(yīng)注意礦巖是否會(huì)沿褶皺的層間滑動(dòng)面脫落；另外對(duì)巖脈與礦體的平直交界處，同樣要引起注意，因?yàn)閮煞N不同巖性的礦巖結(jié)合處極易發(fā)生冒落；肥大礦體急劇縮小時(shí)的上下盤礦巖接觸面，也是冒頂、片幫的重點(diǎn)，如果地質(zhì)技術(shù)人員在采場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)以上各類不安全隱患應(yīng)及時(shí)下達(dá)停工通知書，并上報(bào)安全部門處理。

10 地下水害預(yù)防

對(duì)于采場(chǎng)中的滴水、滲水、涌水現(xiàn)象要特別引起注意，必須動(dòng)態(tài)觀測(cè)水的流量與流向，確定采場(chǎng)周圍有無(wú)老采區(qū)積水及斷層水。若采場(chǎng)接近這些水體時(shí)，地質(zhì)技術(shù)人員必須施工超前探水放水鉆孔，探明水體情況，根據(jù)水量大小有控制地將水排出。若水流湍急，有突水、透水的征兆，必須組織人員撤離現(xiàn)場(chǎng)，并上報(bào)礦山安全部門。對(duì)于采場(chǎng)揭露的涌水鉆孔，必須確認(rèn)開孔處封孔的可靠性，建立詳細(xì)的涌水鉆孔臺(tái)帳，并在回采前采取措施進(jìn)行處理。在開孔處及揭露鉆孔處及時(shí)封堵，確保采場(chǎng)作業(yè)安全。

11 地壓監(jiān)測(cè)管理

礦山地下采場(chǎng)采空后，形成了許多地下自由空間，并破壞了原巖中應(yīng)力平衡，原來(lái)處于擠壓狀態(tài)的圍巖，由于解除約束而向采場(chǎng)或巷道回彈變形，當(dāng)這種變形超過(guò)圍巖所承受能力時(shí)則發(fā)生地壓顯現(xiàn)。地壓顯現(xiàn)主要體現(xiàn)在幫壁及頂板圍巖的分離脫落，嚴(yán)重時(shí)伴有巖石彈射。對(duì)于地壓顯現(xiàn)比較簡(jiǎn)單的監(jiān)測(cè)方法是對(duì)頂板幫壁的巖石分離裂縫采用粘玻璃管的方法動(dòng)態(tài)檢測(cè)其變化情況，若玻璃管破裂說(shuō)明地壓活動(dòng)仍在進(jìn)行，此時(shí)地質(zhì)技術(shù)人員必須及時(shí)下達(dá)停工通知書，停止采場(chǎng)作業(yè)。如果采場(chǎng)中有巖爆產(chǎn)生的清脆咔咔聲，同樣有地壓活動(dòng)進(jìn)行，必須停止采場(chǎng)作業(yè)，待應(yīng)力自然釋放后，經(jīng)安全部門確認(rèn)后方可作業(yè)。

12 結(jié)語(yǔ)

地下采場(chǎng)的地質(zhì)工作同時(shí)具有技術(shù)服務(wù)和技術(shù)管理的職能，其工作內(nèi)容除了大量技術(shù)指導(dǎo)之外，還要參與生產(chǎn)管理，這是礦山地質(zhì)技術(shù)人員工作的特點(diǎn)。一方面，利用其全部工作成果為生產(chǎn)服務(wù)，另一方面，利用所掌握的技術(shù)手段和對(duì)礦床地質(zhì)條件的全面認(rèn)識(shí)參與生產(chǎn)管理；根據(jù)生產(chǎn)管理的需要進(jìn)一步補(bǔ)充和改造技術(shù)工作的內(nèi)容和方法。

[1] 礦山地質(zhì)手冊(cè)編輯委員會(huì).礦山地質(zhì)手冊(cè)(上)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

[2] 張 軫.礦山地質(zhì)學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1985.

Geological technique and management analysis in underground stope

In view of the technical guidance and management level of geological personnel in underground mining, the technical measures and management content and methods to guide mining production were elaborated.

underground stope; technical guidance; field management

P621

B

趙 剛(1980-)男，遼寧撫順人，高級(jí)地質(zhì)工程師，從事礦山地質(zhì)工作。