淺談金屬礦夾石較薄的兩層礦石聯(lián)合開采技術(shù)

謝克明

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧 530022)

0 前 言

金屬礦山開采工作困難，是由于地質(zhì)條件比較復(fù)雜，從而導(dǎo)致在開采過程中帶來相應(yīng)的難度。開采過程中會碰到一些中間夾層厚度在3～5 m的復(fù)雜礦體[1]。依據(jù)礦石厚度、地質(zhì)品位和夾石厚度，計算混采的出礦品位，如達到約定的基準品位，則采用混采方式回采；如達不到約定基準品位，則兩層分采。主要針對夾石厚度超過混采最低要求，但分采時，夾層作為下層礦回采的頂板厚度不夠?qū)е马敯宀环€(wěn)定的情況，設(shè)計出一種聯(lián)合開采方法。該采礦方法在實踐過程中，提高了回采安全性，兩層礦體回采率均達到國家規(guī)定指標以上，大大提高了礦山資源的開采率[2]。

1 地質(zhì)概況

礦體呈層狀產(chǎn)出，層位較為穩(wěn)定，該區(qū)域礦體產(chǎn)出相對穩(wěn)定，礦體走向呈北東—南西方向,礦體傾向總體向南，該采場局部有褶皺，接近露采區(qū)的兩組斷層對礦體影響較大。上層礦體平均厚度為1.8 m、下層礦體厚度約3.8 m，傾角45(°)～60(°)。上下之間夾層巖石厚度2.3～4 m，頂板巖石硬度系數(shù)f為8～15。巖性為微粒石英硅質(zhì)巖，局部為灰色鈣質(zhì)泥巖，下層底板主要為鈣質(zhì)泥巖和鈣質(zhì)灰?guī)r，常含有石英、絹云母及少量黃鐵礦，抗壓強度較低，跨度較大時易垮塌，特別是在褶皺強烈和斷層區(qū)域。

2 采礦方法

采方法為淺孔留礦法，電耙道漏斗出礦方式。適用礦體夾層厚度范圍3～5 m，傾角一般在50(°)以上的礦體。夾石薄層礦體示意見圖1。

圖1 夾石薄層礦體示意

2.1 礦塊構(gòu)成要素

采場沿走向按60 m劃分為一個礦塊，階段高30 m，寬為礦體厚度，每隔30 m布置礦房人行上山及聯(lián)絡(luò)道。間柱7 m，頂柱5 m(為上中段地柱)，底柱5 m。

2.2 采準切割布置

分別在上下兩層礦體中掘進電耙道、漏斗、人行上山、聯(lián)絡(luò)道等工程。每隔6 m在電耙道中掘進出礦漏斗，擴喇叭口相互貫通形成拉底巷道；上山巷道沿著礦層傾角方向掘進貫通上回風(fēng)巷，用于行人上山、運送材料、通風(fēng)等。采切工程根據(jù)圍巖穩(wěn)固情況采取不同的處理辦法，Ⅰ、Ⅱ級圍巖不支護，Ⅲ級采用錨桿或噴錨網(wǎng)支護。

夾石薄層采切布置平面示意見圖2，夾石薄層采切布置剖面示意見圖3。

圖2 夾石薄層采切布置平面示意

圖3 夾石薄層采切布置剖面示意

2.3 回采順序

沿傾向自下而上回采，兩分層礦體交替回采。先回采上分層礦體，推進10 m；其次返回下分層回采，推進6 m；然后返回上分層回采，推進4 m；再次返回下分層，推進4 m。如此循環(huán)，直至回采完成，始終保持上分層超前下分層不少于4 m，保證上分層回采時人員站立位置對應(yīng)下方是原生巖[3]。

2.4 回采工藝

1)采準切割與采場鑿巖

采用YT-28鉆機在拉底巷分次鑿巖爆破，每次推進高度2 m，孔徑42 mm，孔深3 m，炮眼排距離1 m，孔底距1 m。

2)采場爆破

以拉底巷為自由面。人工安裝Φ35 mm乳化炸藥，采用6 m長塑料導(dǎo)爆管半秒雷管，雙回路起爆，每孔裝2發(fā)雷管。

3)采場出礦

采用 2JP-30KW電耙出礦，耙至溜礦井，裝入2 m3礦車，電機車轉(zhuǎn)運至井底車場。每次放礦須密切聯(lián)系，各漏斗均勻放礦，發(fā)現(xiàn)懸空立即停止上部作業(yè)，妥善處理后，方準繼續(xù)作業(yè)。

4)礦柱回收

礦房頂柱不回采，底柱作為下中段頂柱，礦房間柱回采一半，炮孔在回采的同時鑿好，在大量放礦前爆破，與礦房礦石同時耙出。

5)頂板管理及空區(qū)處理

根據(jù)新方法要求，落實支護措施。其中，Ⅰ、Ⅱ級頂板根據(jù)穩(wěn)固性評估情況選擇支護，Ⅲ級頂板錨網(wǎng)支護，空區(qū)頂板自然冒落充填空區(qū)，混凝土墻封閉采空區(qū)。頂板管理及空間處理示意見圖4。

圖4 頂板管理及空間處理示意

2.5 采場通風(fēng)

新鮮風(fēng)流→井筒→中段平巷→長穿脈→電耙道→人行上山→聯(lián)絡(luò)道→進入采場→沖洗工作面后→另外一側(cè)人行上山→上中段回風(fēng)巷道→主扇風(fēng)機→地面。施工過程中人員過往風(fēng)門后隨手關(guān)閉風(fēng)門，保持風(fēng)門處于關(guān)閉狀態(tài)。保持采場兩端出口有足夠的空間。確保采場工作面有足夠的風(fēng)量[4]。

3 結(jié) 論

聯(lián)合開采技術(shù)適用于夾層厚度為3～5 m的兩層急傾斜薄礦體開采；不適用同等厚度條件的傾斜、緩傾斜礦體開采，需另行設(shè)計其他的采礦方法回采。

優(yōu)點：能夠安全一次性采完兩層礦體，提高礦山資源回采率。解決兩層礦體單獨開采過程中頂板存在的安全問題。

缺點：采礦過程中如遇到褶皺、斷層等不利地質(zhì)條件，上下分層可能會現(xiàn)行錯位、連通等現(xiàn)象，需另行處理。頂板不易控制，回采貧化率比較高。兩層開采過程中不能同時作業(yè)，采礦推進速度比較慢。