淺談雙旗山金礦損失率和貧化率的原因及控制措施

韓文明＊

（福建省雙旗山礦業(yè)有限責(zé)任公司，福建 德化 362500）

1 地質(zhì)概況

礦段主要地層巖性為大嶺組變粒巖等，與雙旗山十三金礦段巖性相同。主要巖性為黑云斜長(zhǎng)變粒巖、淺粒巖等，金礦床主要賦存其中，為礦段主要工程地質(zhì)巖組。巖石普遍堅(jiān)硬、致密、完整，工程地質(zhì)性能好。礦段內(nèi)剪切帶千糜巖、糜棱巖，變粒巖、淺粒巖，作為礦體直接頂?shù)装寮叭莸V巖石。其中變粒巖、淺粒巖普遍較堅(jiān)硬完整，巖體穩(wěn)定性較好；剪切帶千糜巖、糜棱巖，片理發(fā)育，巖石力學(xué)強(qiáng)度較低，巖體穩(wěn)定性較差[1]。所以，剪切帶千糜巖、糜棱巖作為礦體頂?shù)装宀环€(wěn)定圍巖，開采中較易產(chǎn)生不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。總體礦床工程地質(zhì)條件屬以半堅(jiān)硬層狀巖類為主的中等類型。從礦山已施工的巷道看，礦體圍巖致密、堅(jiān)硬，總體穩(wěn)固性較好，少見有坍塌地段，大部分不需支護(hù)。礦石自然類型：按礦石成因劃分有原生金礦石和氧化金礦石兩類，按容礦巖石類型可分為構(gòu)造蝕變巖型金礦石、石英脈型金礦石。

2 開采現(xiàn)狀

金鐘形礦段位于雙旗山金礦區(qū)的東部，一直處在探礦階段。金鐘形礦段經(jīng)過多年的坑道探礦，現(xiàn)已形成547m、555m、563m三個(gè)探礦硐和537m、512m、480m、450m等四個(gè)水平探礦中段，其中547m探礦硐為斜坡道，與各水平探礦平巷連通，555m、563m探礦硐為平巷，512m、480m、450m水平探礦中段與十三金礦段貫通。目前還未形成完善的開拓運(yùn)輸系統(tǒng)。礦山擬充分利用已形成的探礦工程（包含探礦斜坡道），擴(kuò)刷后對(duì)礦段進(jìn)行斜坡道開拓，鏟運(yùn)機(jī)鏟裝礦巖，無軌礦用汽車運(yùn)輸[2]。本礦段只需增加部分天井和聯(lián)絡(luò)巷工程，即可形成完善的開拓運(yùn)輸系統(tǒng)。

3 礦石損失和貧化的主要原因及控制措施

礦石損失和貧化的原因，主要有以下幾個(gè)方面：

（1）雙旗山金礦礦床地質(zhì)條件復(fù)雜，主要表現(xiàn)在：礦體形態(tài)復(fù)雜，礦體規(guī)模小，礦化不均勻，礦體連續(xù)性不強(qiáng)，礦體界線不清，礦體產(chǎn)狀變化大，沿走向、傾向具有波皺起伏、膨脹收縮、分叉復(fù)合及尖滅再現(xiàn)等特征，對(duì)礦體走向和傾向上的控制程度不夠，礦體走向上基本以沿脈巷道和坑內(nèi)鉆為主，傾向上控制程度比較弱，沿脈天井施工較少。

控制措施；①加強(qiáng)生產(chǎn)探礦，利用坑內(nèi)鉆探和探礦工程采用“探采結(jié)合，探礦先行”的原則，應(yīng)當(dāng)從走向和傾向上加密勘探密度，當(dāng)?shù)V體控制程度達(dá)到C級(jí)，根據(jù)地質(zhì)技術(shù)人員提供的地質(zhì)資料，對(duì)礦體進(jìn)行整體規(guī)劃，統(tǒng)一布置，盡可能利用探礦工程代替采準(zhǔn)工程，應(yīng)優(yōu)先施工沿脈工程或坑內(nèi)鉆從走向上進(jìn)行控制，再施工沿脈天井或坑內(nèi)鉆從傾向上控制，根據(jù)礦體控制情況選擇合適的采礦方案。為了進(jìn)一步控制礦體賦存狀態(tài)，減少采礦過程中的損失和貧化，可以優(yōu)先施工可以兼做探礦作用的采準(zhǔn)工程，若地質(zhì)開采技術(shù)條件變化較大時(shí)，可以及時(shí)對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，重新選擇采礦方案。②加強(qiáng)地質(zhì)、測(cè)量、采礦等各專業(yè)技術(shù)人員之間的配合，加強(qiáng)技術(shù)管理和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)工作。③地質(zhì)資料的可靠程度將直接影響損失、貧化各項(xiàng)指標(biāo)，根據(jù)雙旗山金礦地質(zhì)的工作特點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)綜合研究，摸清礦體特征，堅(jiān)持做好對(duì)礦體的二次圈定工作，正確執(zhí)行高品位樣品的處理規(guī)定，并加強(qiáng)階段的地質(zhì)資料會(huì)審工作，以便為礦山生產(chǎn)提供比較準(zhǔn)確可靠的地質(zhì)資料。④礦房回采階段是損失貧化的主要階段，礦房回采圈定采幅時(shí)執(zhí)行不嚴(yán)，鉆工布置炮孔的間距、排距、傾角及深度等不合理，人為使采幅增大，有的鉆工分不清礦體的走向和傾角，造成礦體上下盤圍巖脫落，加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工作，要經(jīng)常去作業(yè)面檢查和監(jiān)督。

（2）采礦方法或底部結(jié)構(gòu)選擇不合理造成礦石的損失和貧化。雙旗山金礦目前對(duì)于礦體厚度＜7m急傾斜薄礦體采用淺孔留礦法，對(duì)于礦體厚度7m～15m的急傾斜中厚礦體已不適合淺孔留礦法的適用條件，平緩礦體采用房柱采礦法，對(duì)于緩傾斜厚礦體采用分段采礦（副中段），對(duì)于緩傾斜薄礦體采用分段采礦（副中段），礦體傾角緩，礦石無法靠自重溜礦，對(duì)底部進(jìn)行拉底，造成上下盤圍巖混入量大，礦柱礦量損失貧化大，工人在較大暴露面下作業(yè)，安全性差，平場(chǎng)工作比較繁重，在大量放礦過程中，采場(chǎng)上下盤隨著出礦慢慢暴露出來，上下盤穩(wěn)定性逐漸降低，鏟裝設(shè)備不允許進(jìn)入空區(qū)出礦，造成采場(chǎng)殘留礦量較多等[3]。

控制措施：根據(jù)地質(zhì)專業(yè)人員提供二次圈定的地質(zhì)界線進(jìn)一步完善理采礦方法，對(duì)于礦體厚度＜7m急傾斜薄礦體采用淺孔留礦法，對(duì)于礦體厚度7m～15m的急傾斜中厚礦體可采用中深孔崩落法落礦，底部可采用漏斗結(jié)構(gòu)或塹溝結(jié)構(gòu)等形式，如圖1所示。

圖1 450m中段-3～5線礦房平面圖

450m中段-5～7線礦房（如圖1所示）由于礦體水平厚度在7m～15m之間，礦體在傾向上向下部延伸15m，回收下部礦體時(shí)若采用常規(guī)淺孔采礦法采礦，工人長(zhǎng)時(shí)間在較大暴露面下作業(yè)，工人危險(xiǎn)系數(shù)高，回采周期較長(zhǎng)，礦房上部還要預(yù)留頂柱，會(huì)造成礦量損失貧化。分段高度15m，礦體水平厚度在7m～15m符合中深孔崩落法采礦的條件，底部采用中深孔塹溝結(jié)構(gòu)（如圖3），礦石運(yùn)搬采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，礦體回采采用中深孔爆破，由南向北后退式回采，切割天井布置在礦房南部，為切割槽提供爆破自由面，切割拉槽為正常排提供爆破作業(yè)面，切割槽采用中深孔拉槽，炮孔垂直上向扇形孔布置，工人避免長(zhǎng)時(shí)間在較大暴露面下作業(yè)，工人安全系數(shù)高，機(jī)械化作業(yè)程度高，回采周期短。缺點(diǎn)是由于礦體不規(guī)則，中深孔孔深控制程度不高，中深孔爆破后，礦體上下盤會(huì)造成局部貧化。512中段0～1線礦房（如圖2所示）向下部延伸的礦體可利用500中段，分段高度13m，礦體水平厚度在8m～12m符合中深孔崩落法采礦的條件，底部采用中深孔塹溝結(jié)構(gòu)（如圖3），礦石運(yùn)搬采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，礦體回采采用中深孔爆破，由南向北后退式回采，切割天井布置在礦房南部，為切割槽提供爆破自由面，切割拉槽為正常排提供爆破作業(yè)面，切割槽采用中深孔拉槽，炮孔垂直上向扇形孔布置，如圖2所示。

圖2 512m中段-0～1線礦房平面圖

圖3 中深孔塹溝結(jié)構(gòu)布置示意圖

512中段7～11線礦房巖性為構(gòu)造片巖、千糜巖，局部夾條帶狀黃鐵礦化石英脈；礦體具硅化、綠泥石化、黃鐵礦化，黃鐵礦呈星點(diǎn)狀、細(xì)脈狀和團(tuán)塊狀分布。礦體（片巖、千糜巖）厚度在2.0m～6m之間，在礦房向上回采的過程中，礦體上盤構(gòu)造比較復(fù)雜，片理狀構(gòu)造比較發(fā)育，上盤礦體界線不明顯，支護(hù)形式采用錨桿支護(hù)，局部采用錨網(wǎng)支護(hù)。在該礦房回采結(jié)束時(shí)，留礦堆暫時(shí)支撐該礦房的穩(wěn)定性，待大量放礦時(shí)，該礦房逐漸暴露，有可能會(huì)殘留一定數(shù)量的礦石，其礦房向下部延伸的礦體可利用500中段，分段高度13m，礦體水平厚度在7m～10m符合中深孔崩落法采礦的條件，底部采用中深孔塹溝結(jié)構(gòu)（如圖3），礦石運(yùn)搬采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，礦體回采采用中深孔爆破，由南向北后退式回采，切割天井布置在礦房南部，為切割槽提供爆破自由面，切割拉槽為正常排提供爆破作業(yè)面，切割槽采用中深孔拉槽，炮孔垂直上向扇形孔布置。由于該礦房位置的特殊性，上部回填廢石形成覆蓋層，上部分段留礦堆可作為覆蓋層，覆蓋層為擠壓爆破創(chuàng)造條件，形成覆蓋層巖石下放礦即覆蓋巖下放礦，其與空?qǐng)鱿路诺V完全不同，空?qǐng)鱿麓罅糠诺V結(jié)束時(shí)，放礦過程中兩側(cè)自然安息角（自然安息角一般為35°～45°）以上的礦石能全部放出；而覆蓋巖下放礦幾乎只有廢石降落漏斗曲面以內(nèi)的礦石才能放出，礦房中殘留的礦石量覆蓋巖下放礦會(huì)比空?qǐng)鱿路诺V大。覆蓋層主要有兩個(gè)作用，一是為擠壓爆破創(chuàng)造條件，二是可以減少由于采空區(qū)頂板冒落而形成的沖擊波，對(duì)人或機(jī)械設(shè)備的傷害。

緩傾斜薄礦體采用房柱法采場(chǎng)，礦房沿傾向方向布置，分段高度可根據(jù)電耙有限耙距確定合理分段高度，也可以進(jìn)行二次耙運(yùn)，礦石運(yùn)搬采用電耙運(yùn)搬，礦石運(yùn)搬在各種采礦方法的回采工作中都占有較大的比重。礦石運(yùn)搬的方式有許多種，其中包括重力運(yùn)搬、機(jī)械運(yùn)搬、暴力運(yùn)搬、人力運(yùn)搬和水力運(yùn)搬等。其中重力運(yùn)搬和機(jī)械運(yùn)搬運(yùn)用的比較普遍，由于我國(guó)礦山的中、小型企業(yè)比較多，目前電耙運(yùn)搬在國(guó)內(nèi)有色金屬地下開采礦山中的使用仍燃比較廣泛，它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備外形小，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，可操作性和維修相對(duì)比較簡(jiǎn)單，礦石運(yùn)搬成本相對(duì)較低。其缺點(diǎn)是：有效耙運(yùn)距離較短，臺(tái)班生產(chǎn)能力較低，底部結(jié)構(gòu)采切工程量大，因此電耙搬運(yùn)的運(yùn)用也受到了較大的限制。

（3）為保護(hù)地表構(gòu)筑物或主要運(yùn)輸巷道所保留的保安礦柱和中段之間的頂?shù)字包c(diǎn)柱等礦石的損失。

控制措施：根據(jù)各中段礦體邊界，進(jìn)而圈定采空區(qū)移動(dòng)界線，合理布置主要運(yùn)輸巷道或主要硐室。

其次還有由于礦體賦存條件復(fù)雜，根據(jù)目前采礦技術(shù)水平不能回收（如礦體厚度小于可采厚度等）。在回采過程中，采幅未按設(shè)計(jì)要求采到礦體邊界，造成采場(chǎng)頂板或底板殘留部分礦石未能采出造成損失貧化等原因。

4 結(jié)語

蝕變巖型礦體受韌性剪切帶控制，在礦塊回采過程中的控制，主要采取對(duì)采場(chǎng)頂、幫進(jìn)行取樣化驗(yàn)，并經(jīng)常與地質(zhì)、測(cè)量相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員溝通交流，共同確定采場(chǎng)邊界及回采高度同時(shí)，也要加強(qiáng)對(duì)礦體的控制程度，利用沿脈天井及巷道進(jìn)一步加密勘探網(wǎng)度。由于礦體礦化蝕變程度的不同，造成礦體品位分布不均勻，不能單方面從表面刻槽（或敲樣）和觀察來判斷。

在搭配出礦方面，總體制定了主要配礦采場(chǎng)供礦計(jì)劃表，采取靈活方案，暫緩低品位采場(chǎng)的回采，建設(shè)高品位的采場(chǎng)進(jìn)行合理調(diào)配。在現(xiàn)場(chǎng)管理過程中，從采礦源頭上主抓貧化率，嚴(yán)格控制采幅，機(jī)動(dòng)調(diào)配鏟運(yùn)車司機(jī)均衡出礦，在回采過程中能夠控制損失率和貧化率。降低損失率和貧化率一直是礦山工程管理和技術(shù)人員努力的方向，可以根據(jù)礦山實(shí)際情況，在保證安全生產(chǎn)的前提下，進(jìn)一步嘗試采用技術(shù)方案創(chuàng)新和新管理模式，可以適當(dāng)學(xué)習(xí)或借鑒類似礦山先進(jìn)的技術(shù)（或設(shè)備）和管理經(jīng)驗(yàn)。