廣西大新錳礦中厚礦體陡—緩傾斜交替區(qū)域開采方案實踐

農(nóng)軍寧

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧 530022)

0 前 言

廣西大新錳礦位于廣西大新縣下雷鎮(zhèn)，大新錳礦為一大型錳礦床，井下采礦主要采用分段空場采礦法和淺孔留礦采礦法。在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，南部礦段局部受褶皺影響，礦體傾向出現(xiàn)變化，由上往下為上部陡傾斜南傾、中部倒轉(zhuǎn)為緩傾斜北傾而后南傾、下部陡傾斜南傾。對采礦技術提高了要求，也給礦山安全生產(chǎn)帶來了很大的困難。針對220中段南部陡傾斜礦體受多個斷層褶皺影響引起礦體局部產(chǎn)狀發(fā)生較大變化，展開了針對其采礦方法的研究和實踐。

1 礦山地質(zhì)概況

1.1 大新錳礦220中段36號采區(qū)

位于11號線和11a號線之間，該礦體為褶皺ZⅢ-11南翼，礦體走向約288(°)。礦體平均總厚度8.5 m，其中Ⅰ礦厚度2.1 m，品位20.55%；夾①厚度1.2 m，品位2.68%；Ⅱ礦厚度2.5～2.9 m，品位21.12%；夾②+Ⅲ礦厚度為1.5～2.6 m，品位17.66%；總平均地質(zhì)品位16.69%，出礦品位約14.19%。

1.2 地質(zhì)構造

此段褶皺較為發(fā)育，為陡—緩傾斜交替礦體，有多組小斷層穿插，斷距不大，斷層接觸的地方巖層較為破碎。

1.3 水文地質(zhì)

坑道內(nèi)巖石多潮濕，在多組裂隙斜交地段、巖層接觸面常有滴水或滲水現(xiàn)象。

1.4 圍巖分級

巖層硅質(zhì)含量高，主要為硬質(zhì)巖，受地質(zhì)構造影響較為嚴重，有少量斷層，節(jié)理發(fā)育，有層狀軟弱面夾層(如夾①的薄層狀構造，泥質(zhì)夾層等)，產(chǎn)狀及組合關系尚不產(chǎn)生滑動；層狀為薄層至中厚層，層間結合一般，含泥質(zhì)巖則結合差，多有分離現(xiàn)象；或為硬、軟質(zhì)巖石混層，呈塊、碎石狀鑲嵌結構，暴露時間長，可能會出現(xiàn)局部小坍塌，側壁穩(wěn)定，層結合差的平緩巖層，頂板易塌落，為Ⅱ、Ⅲ級圍巖，掘進過程須加強頂板管理，視實際情況有必要采取錨桿或錨桿+錨網(wǎng)進行支護[1]。

2 開采技術條件

大新錳礦南部礦段36號南礦房位于220中段礦體南部，在37號和36號天井之間，采幅高度50 m，東西走向。有多條斷層從采場中間斜穿而過，使得采場東西兩端礦體厚度和傾角變化較大。斷層以西，礦體靠近斷層較厚、遠離斷層較?。粩鄬右詵|，下部較薄而上部厚。受斷層的影響，礦體傾角復雜多變，下部陡為70(°)～85(°)，中部緩為20(°)，上部陡。采場受斷層、滑面層等地質(zhì)構造的影響，在回采過程中易產(chǎn)生片幫冒頂現(xiàn)象，采礦工作安全受到嚴重影響。220～280 m中段符合平面圖見圖1。

圖1 220～280 m中段符合平面

礦體上盤為硅質(zhì)泥巖，下盤為灰?guī)r，礦石松散系數(shù)為1.5。礦石體重3.1 t/m3，巖石體重2.7 t/m3。礦石硬度系數(shù)f為8～12，礦巖工程地質(zhì)條件為中等穩(wěn)固。

3 采礦方法的確定

1)淺孔留礦法

1 220中段采準巷；2 a號人行天井；3 b號人行天井；4 電耙道、鏟運道；5 放礦溜井；6 放礦漏斗；7 人行井；8 探礦巷9 切割開井；10 切割槽；11 上層鑿巖道；12 中層鑿巖道；13 下層鑿巖道；14 280水平回風平巷

需要勞動量較大，工作條件比較惡劣，鑿巖爆破頻繁，采場寬度大，敲幫問頂工作繁重，安全系數(shù)低。把崩下礦石當作工作平臺，放礦上下配合要求高，礦石內(nèi)的空隙，不均勻放礦，浮石都可能引發(fā)問題，會帶來較大的風險。

2)中深孔留礦法

中深孔留礦法集合了階段空場法和留礦法的特點。崩下礦石不是作為工作平臺，而是留在采場用來支承上下盤圍巖。這種方法比起淺孔留礦法大大提高生產(chǎn)能力，減少人員進入采場作業(yè)的安全隱患。

根據(jù)該礦段的地質(zhì)特征及安全條件方面，中深孔礦留礦法更為安全可靠。由此采用中深孔留礦法。

具體布置見圖2[2]。

3.1 采礦方法參數(shù)

1)上部陡傾斜礦體和中部緩傾斜礦體為一個采場單元。采場要素：人行通風天井、切割天井、上分層鑿巖道、中分層南北鑿巖道、電耙道、漏斗喇叭口[3]。采場參數(shù)：長60 m、陡傾斜段寬9.2 m、高30 m，緩傾斜段款20 m，高9.2 m。鑿巖道分段高15 m，間柱7 m，頂柱10 m(含上中段底柱6 m)，無底柱。

2)下部陡傾斜礦體為一個采場單元。采場要素：人行通風天井、切割天井、上下分層鑿巖道、電耙道(鏟運機道)、漏斗喇叭口(出礦進路)。采場參數(shù)：長60 m、寬9.2 m、高30 m。鑿巖道分段高15 m，間柱7 m，無頂柱，底柱6 m。

3.2 采準切割工藝

采用反井鉆掘進兩側人行通風天井，在天井中采用Y-28氣退鑿巖鉆機掘進聯(lián)絡道(探礦道)到達礦體，探明中部緩傾斜礦體后，確定上采場底部結構位置，掘進底部結構和鑿巖分段。在采場端部和中部分別掘進切割天井及底部拉槽。

3.3 鑿巖爆破工藝

在鑿巖道內(nèi)，由上至下采用YGZ-90型鉆機施工排面垂直的上向扇形中深孔，中深孔孔底距1.8 m，排距1.7 m，切割槽(排面垂直的上向平行孔)孔底距和排距按0.5～0.7系數(shù)調(diào)整。采用BQF-100型裝藥器裝硝銨粉狀炸藥，以切割天井為自由面，底部拉槽為補償空間。采用20 m長導爆管和毫秒雷管引爆，塑料導爆索傳爆，雙回路起爆，每孔裝2發(fā)雷管。

3.4 回采順序

先回采上部采場，上部采場回采結束后，回采下部采場。由西往東回采。

3.5 采場通風

新鮮風流由下中段采準運輸巷經(jīng)人行通風天井進入礦房，沖刷采場后，污風經(jīng)上中段回風巷道進入主回風道，由主扇風機抽出地表[4]。

3.6 出礦工藝

上部采場崩落的礦石在底部結構由電耙耙至溜礦井中，下部采場礦石由電耙或鏟運機運至溜井中，在220 m中段經(jīng)振動放礦機裝入礦車運走。每次爆破出礦約為爆破量的33%，剩余礦石留作緩沖層和填充層，支撐頂?shù)装鍑鷰r。爆破完畢后，統(tǒng)一出礦。

4 存在問題和改進方向

1)存在問題：①采切工程量大，采切比大；②機械化程度低，工人勞動強度大；③上部底部結構對應的緩傾斜礦體采空區(qū)跨度大，圍巖容易冒落，造成貧化率高；④礦柱留設過多，回采率偏低；⑤爆破次數(shù)多，頻繁爆破振動對頂板圍巖擾動大，容易冒落，廢石混入率高。

2)改進方向：①上部底部結構可考慮采用鏟運機出礦底部結構，提高機械化水平；②緩傾斜段采用膠結充填采礦法，減少貧化和損失；③探討通過調(diào)整爆破參數(shù)，增加一次爆破量，減少爆破次數(shù)，以達到保護圍巖的目的。

5 生產(chǎn)應用

將采場劃分為獨立的兩部分，以減少礦房的暴露面積消除因礦房暴露面積過大而帶來的安全隱患。中間留置臨時礦壁，可以減緩上盤圍巖垮塌。在下盤巖石中布置電耙道底部出礦結構，使得放礦漏斗能夠按照實際礦體界線的變化掘進滿足放礦需要，降低放礦過程中的損失和貧化。在220中段37號采區(qū)南應用此方法，解決了回采作業(yè)中存在的安全問題。

6 結 語

緩傾斜交替區(qū)域回采方案減少了礦房回采過程中的安全隱患，解決了類似礦體的回采問題；最大限度的降低了礦石的損失和貧化；通過礦產(chǎn)資源的合理利用和有效手段，進而達到安全高效的目的，為企業(yè)提升了礦山的經(jīng)濟效益。通過實踐回采此方案是切實可行的，不僅具有廣泛的實用性和應用性，同時也針對類似的生產(chǎn)設計條件下選擇與之相適用的方法積累了寶貴經(jīng)驗。