寧鄉(xiāng)式赤鐵礦幾種采礦方法淺析

肖林軒，楊 招

（江西烏石山礦業(yè)有限公司,江西 吉安 343000）

烏石山礦區(qū)隸屬于江西烏石山礦業(yè)有限公司，建設(shè)于1970年，礦區(qū)位于永新縣文竹鎮(zhèn)，礦產(chǎn)資源屬于寧鄉(xiāng)式赤鐵礦，礦山歷經(jīng)露天、平硐、斜井開采，1995年全面結(jié)束露天開采，1998年正式轉(zhuǎn)入地下開采，礦山經(jīng)過多年井下生產(chǎn)實踐，得出了幾種適合本礦山的采礦方法。

1 礦區(qū)地質(zhì)情況

烏石山鐵礦區(qū)屬于贛西沉積型“寧鄉(xiāng)式”鐵礦床的一個中型礦床，在大地構(gòu)造位置上位于華南褶皺系贛中南褶皺、贛西南拗陷之井岡山—陳山隆褶斷束中部。區(qū)域出露地層自下而上有古生界奧陶系、泥盆系、石炭系、二迭系，中生界三迭系、白堊系以及新生界第四系，本區(qū)礦床產(chǎn)于泥盆系上統(tǒng)錫礦山組翻下段底部[1]。

礦石類型為呈層狀鮞狀赤鐵礦，礦體分為上下兩層礦，礦層平均厚度為1.5m礦體平距間距為2.5m適合分層開采，礦石（TFe）平均品位50.82%。礦體直接頂板為綠泥石砂巖厚度極薄約0.4m，間接頂板為破碎的炭質(zhì)頁巖或粉砂巖等穩(wěn)固性差，吸水后易膨脹軟化，間接頂板的穩(wěn)定程度直接決定采場的穩(wěn)定[2]。

直接底板為綠泥石砂巖較為穩(wěn)固，礦體受褶皺影響南陡（部分礦體倒轉(zhuǎn)）北緩，礦區(qū)內(nèi)大大小小斷層數(shù)百條，基本都有鉆孔進行控制，但是在日常掘進探礦過程中常常遇到新的斷層，給礦體開采造成了很大的難度，尤其是沿礦層走向發(fā)育的正斷層，容易造成礦體整體缺失，導致開采資源量的下降。

2 采礦方法

礦山經(jīng)過多年井下生產(chǎn)實踐證明適合本礦山井下生產(chǎn)的采礦方法為全面采礦法、淺眼留礦采礦法和偽傾斜進路采礦法。

2.1 全面采礦法

全面采礦法適合用于礦巖中等穩(wěn)固以上，礦層傾角小于45°，礦厚不大于4m的緩傾斜礦體的采礦方法，全面采礦法一般沿著礦體走向劃分礦塊，在礦塊中至下而上進行回采，留下規(guī)則、不規(guī)則礦柱，支撐采空區(qū)。

采礦方法特征。如圖所示，工作面沿著礦層走向推進，階段高度一般為30m，階段斜長視礦層傾角而定，一般不超過60m，礦房寬度一般為50m，礦柱大小一般為2m×3m，頂?shù)字穸纫话銥?m～3m。

首先在巷道內(nèi)每間隔6m ～ 8m掘進一個放礦漏斗（漏斗斜面角一般為55°以上），每間隔20m掘進電耙硐室。聯(lián)通所有漏斗形成拉底平巷（一般2.5×2）后在采場中間位置掘進采場先行天井（一般為3m×礦厚）與上階段平巷貫通，作為開切自由面，礦體回采沿著礦體走向一側(cè)向上推進，礦石搬運一般靠礦石自溜及人工輔助電耙搬運，（現(xiàn)基本采用4.5KW電耙耙礦），每個礦柱的控頂面積一般為12m2（根據(jù)現(xiàn)場情況進行適當調(diào)整），當頂板暴露時采場一般錨噴、鋼支架、漿砌塊石等方式進行支護，防止頂板垮塌，礦房內(nèi)所有不規(guī)則礦柱不進行回采，采礦工程結(jié)束后采場用砼支護等方式對采場漏斗進行封閉隔離，保留采場先行天井作為下一階段的回風上山。

圖1 全面法采礦方法圖

2.2 淺眼留礦法

淺眼留礦法比較簡單適合于礦體連續(xù)性較好，圍巖穩(wěn)固，無大斷層的急傾斜礦體（礦體傾角65°以上）的開采方法。采礦方法特征。淺眼留礦采礦法一般沿著采場走向布置，長度30m以上，階段高一般為30m，使用淺孔（一般為2.5m）落礦，頂?shù)字穸葹?.5m ～ 3m。留設(shè)部分不規(guī)則零星點柱進行支撐，采用在采場中央布置先行天井，礦房兩側(cè)設(shè)順路天井的結(jié)構(gòu)。（如圖所示）。礦房兩側(cè)掘進順路天井并搭設(shè)扶梯與上階段貫通，在垂直方向每間隔6m掘進聯(lián)絡(luò)道與礦房貫通。一般采用YT-28鉆采用之字形布眼向上回采，炮眼間距為1.0m，在運輸平巷內(nèi)每間隔6m ～ 8m布置一個放礦漏斗每次放出20%左右礦體。放礦完成后采用澆灌封閉所有漏斗口。

圖2 淺孔留礦采礦方法圖

2.3 偽傾斜進路采礦法

偽傾斜進路采礦法一般用于礦體一般連續(xù)、斷層較多的急傾斜礦體的采礦方法，在我礦采礦過程中應(yīng)用較為廣泛。采礦方法特征。在采場中掘進若干個偽傾斜進路上山（傾角一般為50°斷面大小為3m×礦厚）并與上中段貫通，將礦體劃分成若干個礦塊，自上而下進行回采，留設(shè)不規(guī)則礦柱及鋼管橫稱支撐采空區(qū)。采場走向長度一般不超過50m，頂?shù)字駷?m，礦柱大小為3m×2m，每個礦柱控頂面積為12m2，采場遇斷層時采用密集坑木橫稱支護。

礦房采用兩旁設(shè)順路天井的結(jié)構(gòu)，通過之字形上山與上中段貫通后，完成采準工作，通過兩旁順路天井進入采場進行至上而下的回采作業(yè)工作，采用礦石自溜，人工輔助出礦的工作方式落礦。

圖3 偽傾斜進路采礦圖

2.4 我礦幾種采礦方法的特點

（1）全面法。我礦緩傾斜礦體居多，全面法應(yīng)用最為廣泛，全面采礦法工藝簡單，采準切割工程量小，生產(chǎn)效率高。但是受斷層及礦層頂板巖層破碎等因素影響，采場內(nèi)需要留設(shè)大量支撐礦柱，局部需留設(shè)0.3m厚礦層護頂，資源回收率不高，近年來通過一些技術(shù)手段例如 ：采回采礦體過程中降低礦房跨度，遇斷層時留設(shè)不小于2m連續(xù)礦柱護頂，調(diào)整采場參數(shù)，使用人工礦柱代替天然礦柱，對采空區(qū)進行噴漿錨桿支護等支護措施，采用自上而下分層回采加大出礦速度，在頂板來壓前將礦體及時采出等措施，取得了較好的效果，近年來回采率一直比較穩(wěn)定。

（2）留礦法。留礦法工藝比較簡單，管理方便，落礦簡單，采準工程量較小的特點，采用至下而上分層回采作業(yè)方式，每個分層都需要進行落礦、通風、局部放礦、人工平場、頂板浮石處理等一系列工作。支護工程相對全面法要少，回采率較高，一般在88%左右。但是需要特別注意頂板的滑動，一旦頂板暴露，一定采用錨桿、噴漿、鋼管橫稱方式進行支撐，放礦應(yīng)均勻，避免空洞、懸拱、卡口的形成，作業(yè)高度始終保持在2m左右。

（3）偽傾斜進路采礦法。偽傾斜進路采礦法可視為全面采礦法及留礦法的結(jié)合，其采準、支護方式類似于全面法，落礦方式類似于留礦法。進路采礦法解決了斷層多，傾角不穩(wěn)定礦體的回采方式，同時增加了三角礦、零星殘礦的回收，但是坑木橫稱支護工作相對較多，必須在確保進路上山安全穩(wěn)定的情況下才能進行大量放礦，確保礦塊回收率。總結(jié)，隨著開采中段的逐步下延，未來采礦作業(yè)點將基本集中在農(nóng)田、村莊及河流下，為了控制采場地壓，維持采空區(qū)穩(wěn)定，防止地表塌陷，同時增加采礦回采率，以上幾種采礦方法無法將資源做到大最大化利用，采用至上而下分層充填回采已經(jīng)成為新的發(fā)展方向，成為我礦今后工作的重點。

3 結(jié)語

實踐證明烏石山礦區(qū)礦體薄、斷層多不適合大型機械化開采，在日常工作過程中經(jīng)常深入采場進行素描、繪圖等工作，觀察、收集、了解采場地質(zhì)構(gòu)造，斷層破碎帶發(fā)育情況，礦體產(chǎn)狀變化情況等，多種采礦方法進行分析總結(jié)，根據(jù)現(xiàn)場情況及時合理布置采場，調(diào)整采場參數(shù)，合理布置回采順序，降低礦石損失與貧化，有效地控制地壓確保采場穩(wěn)定，盡量采用人工礦柱代替天然礦柱，做到資源最大化利用，方能取得較好的經(jīng)濟效益。