漂塘礦區(qū)北組密集型脈帶礦體開(kāi)采分析

廖永斌

（江西漂塘鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 341515）

1 礦區(qū)及礦體基本情況

漂塘鎢錫礦為以鎢錫為主，伴生有鉍、鉬、銅、鉛、鋅、鈹?shù)榷喾N金屬的石英細(xì)脈帶型鎢錫礦床，目前礦區(qū)有676m、616m、556m、496m、448m、388m、328m、268m和208m共九個(gè)中段。388m中段以上為平窿開(kāi)拓，328m、268m中段以盲豎井、盲斜井方式聯(lián)合開(kāi)拓。采礦方法主要有留礦法和階段礦房法，其中東部主要采用階段礦房法，采場(chǎng)沿礦體走向布置，長(zhǎng)50m，寬20～30m，高60m，頂、底柱8m，間柱8m～10m。

漂塘區(qū)段，東起寶山、西至崩崗山，南始雞爪窩，北至閃長(zhǎng)巖區(qū)，東西長(zhǎng)2000m，南北寬850m，礦化面積1.2平方從那公里，已知有細(xì)脈帶15條，寬度在10cm以上的單獨(dú)大脈42條，其中工業(yè)價(jià)值較大的有Ⅰ、ⅢS、Ⅲ、ⅢN、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ等8個(gè)細(xì)脈帶.各帶走向略呈東西向，Ⅰ、ⅢS帶分布在Ⅲ帶南西，ⅢN、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ帶分布在Ⅲ帶北東，NE—SW向側(cè)幕狀排列，各細(xì)脈帶之間的無(wú)礦地段從5m～50m，平均22m。

2 Ⅲ帶開(kāi)采面臨問(wèn)題

556m中段以上：前期卸壓工程崩落西部臨近山坡地表，Ⅲ帶礦體不同程度回采，目前地表塌陷坑截洪排水下至本中段由西部運(yùn)輸巷排至平硐外，為保護(hù)運(yùn)輸巷，Ⅲ帶礦體僅東部部分采場(chǎng)進(jìn)行了回采。

496m中段：Ⅲ帶礦體較厚，采用中深孔分段崩落法開(kāi)采，由于采空區(qū)跨度大，距離地表近，前期崩落頂柱及間柱回收礦石，目前Ⅲ帶礦體11線以西采空區(qū)已全部連通至地表，15線以東礦體僅少部分開(kāi)采。

448m中段：Ⅲ帶礦體11線以西采空區(qū)已全部連通地表，15線以東礦體僅少部分開(kāi)采。

388m中段：Ⅲ帶礦體13線以西至0線的采空區(qū)和8線以西的采空區(qū)均已全部連通地表，8線至4線之間采場(chǎng)正在出礦，4線至0線之間采場(chǎng)正在進(jìn)行采準(zhǔn)工程，15線以東礦體未開(kāi)采。

328m中段：本中段礦體自上而下逐漸變薄，Ⅲ帶礦體由厚變薄并分為南北兩層，除0-1線采連通上部至地表外，本中段其他采場(chǎng)均未連通地表，5線以東礦體未開(kāi)采。

268m中段：本中段礦體自上而下逐漸變薄，15線以西基本采用淺孔留礦法開(kāi)采結(jié)束，頂柱基本存在，未有連通上部至地表的采場(chǎng)。15線以東礦體未開(kāi)采。

根據(jù)前述分析，目前漂塘礦區(qū)主要采用空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采，且已自上而下形成多個(gè)中段，根據(jù)空?qǐng)龇ǖ脑?，采用空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采，采空區(qū)形成后破壞了原有的應(yīng)力場(chǎng)，在礦柱和頂?shù)字纬纱紊鷳?yīng)力場(chǎng)，在多個(gè)采空區(qū)的情況下，每一個(gè)采空區(qū)次生的擾動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)會(huì)進(jìn)行疊加，最后承壓帶基本都集中到相鄰空區(qū)礦柱和頂?shù)字希憩F(xiàn)為應(yīng)力集中，若超過(guò)了其自身的承載能力，空區(qū)將發(fā)生失穩(wěn)。對(duì)于漂塘礦區(qū)這種多中段開(kāi)采的礦山，隨著開(kāi)采往下進(jìn)行，應(yīng)力場(chǎng)逐漸集中，空區(qū)失穩(wěn)的概率就越高。對(duì)于漂塘礦區(qū)來(lái)說(shuō)，目前11線以西主礦體Ⅲ帶388m水平以上除兩個(gè)礦塊在采準(zhǔn)外已全部聯(lián)通至地表，地表出現(xiàn)了塌陷坑，下部由于礦體變薄采用淺孔留礦法基本結(jié)束。因此，我們必須總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，考慮北組礦塊的合理回采方式，有效預(yù)防地壓?jiǎn)栴}及采空區(qū)問(wèn)題。

3 北組開(kāi)采面臨的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)前期的擴(kuò)張式開(kāi)采，北組面臨與Ⅲ帶同樣的問(wèn)題，近地表采空區(qū)接通地表，相鄰采空區(qū)連通，上下中段不同程度地壓顯現(xiàn)，空?qǐng)霾傻V法無(wú)補(bǔ)償空間。具體體現(xiàn)在496中段759采場(chǎng)連通地表、448中段715采場(chǎng)出現(xiàn)地壓?jiǎn)栴}，448中段9711采場(chǎng)和388中段735采場(chǎng)與上部采空區(qū)連通無(wú)補(bǔ)償空間。主要影響因素：(1)縱向上過(guò)早回收和處理采場(chǎng)頂、底柱。造成下中段提前與上中段連通形成大采空區(qū)高度超120米，上盤(pán)曝露面積過(guò)大（超過(guò)2000平米）影響圍巖穩(wěn)固性，采空區(qū)內(nèi)充填大量礦石影響下部中段采場(chǎng)頂柱穩(wěn)固性；(2)橫向上過(guò)早回收采場(chǎng)間柱。Ⅸ帶0至11間近300米未設(shè)間柱，Ⅶ帶0至9線近250米未設(shè)間柱（形成超高超大的采空片區(qū)，頂板曝露面積過(guò)大，穩(wěn)固性差）；(3)從平面上來(lái)看礦帶間距大小不一，未留設(shè)足夠間柱加以保護(hù)和防止相鄰礦帶連成采空區(qū)；四、下中段回采超前，間柱留設(shè)上下對(duì)稱。造成地壓顯現(xiàn)且加劇，嚴(yán)重影響礦塊正?；夭桑徊蓤?chǎng)不分礦房頂柱一次回采，加劇片幫冒頂加寬采幅，影響采場(chǎng)不能按時(shí)自由空間爆破回采（448中段特嚴(yán)重），迫使下中段超前回采，加劇地壓對(duì)生產(chǎn)影響，形成惡性循環(huán)。

4 北組礦塊的開(kāi)采方式

礦區(qū)東西交匯開(kāi)采高差懸殊過(guò)大，東部高于西部，而且由于斷層的存在該部分礦體及圍巖破碎。西部開(kāi)采下降至268m水平且?guī)缀鯚o(wú)礦可采，東部開(kāi)采高程較高，處于斷層和西部空區(qū)的上盤(pán)移動(dòng)范圍內(nèi)，無(wú)法有效控制地壓，造成空區(qū)頂板失穩(wěn)，且分段空?qǐng)龇ㄉa(chǎn)能力較低，中段間還需施工2～3個(gè)分層平巷，采場(chǎng)天、溜井，采切工程量多，這些井巷施工機(jī)械化程度低，工藝環(huán)節(jié)多，施工難度大，工人及基層單位施工積極性均不高，進(jìn)度緩慢，導(dǎo)致掘進(jìn)工程嚴(yán)重滯后，掘進(jìn)能力不能滿足采礦規(guī)模增長(zhǎng)的需要。為提高東部的生產(chǎn)能力，礦山目前已在556m水平試驗(yàn)階段空?qǐng)龇ǎ摲椒ㄈ源嬖诓赏昕諈^(qū)后如何處理頂?shù)装宓膯?wèn)題，如長(zhǎng)期使用，在開(kāi)采1-2個(gè)中段后，仍會(huì)存在和分段空?qǐng)龇ㄒ粯拥牡貕簡(jiǎn)栴}。

解決目前分段空?qǐng)龇ㄒ资Х€(wěn)、生產(chǎn)能力低、地壓顯現(xiàn)的問(wèn)題，最佳的解決方案是采用大結(jié)構(gòu)參數(shù)分段崩落法代替分段空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采東部礦體。

5 礦塊開(kāi)采設(shè)計(jì)方案

5.1 針對(duì)漂塘礦區(qū)的開(kāi)采現(xiàn)狀

11線以東采礦方法可調(diào)整為：①556m以上脈帶型礦體，因該部分暫時(shí)無(wú)明顯地壓?jiǎn)栴}影響，設(shè)計(jì)采用礦山目前正在進(jìn)行試驗(yàn)的階段空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采。②在+616m、+556m采用階段空?qǐng)龇ɑ夭珊?，?496m以下回采時(shí)，估計(jì)將出現(xiàn)前期西部出現(xiàn)的地壓?jiǎn)栴}，地壓的影響程度和造成的危害甚至可能超過(guò)目前西部采用分段空?qǐng)龇▍^(qū)域，繼續(xù)采用階段空?qǐng)龇ɑ夭晒烙?jì)將難以為繼。為此，設(shè)計(jì)496m水平以下調(diào)整為采用大結(jié)構(gòu)參數(shù)無(wú)底柱分段崩落法開(kāi)采（分段高度與進(jìn)路間距均為20m）。③北組礦體由于礦體大多屬單脈型，11線以東仍繼續(xù)采用現(xiàn)有的淺孔留礦法或和脈帶型一起考慮采用無(wú)底柱分段崩落法開(kāi)采。

5.2 無(wú)底柱分段崩落法

該方案相對(duì)于礦廢石混采時(shí)回采進(jìn)路全部垂直礦體走向布置不同，當(dāng)?shù)V體厚度＜20m時(shí)，回采進(jìn)路沿走向布置，礦體厚度≧20m時(shí)，回采進(jìn)路垂直走向布置。

（1）進(jìn)路垂直走向布置方案。當(dāng)?shù)V體厚度大于20m時(shí)，采場(chǎng)進(jìn)路垂直走向布置，進(jìn)路長(zhǎng)為礦體綜合厚度，進(jìn)路間距為20m，每6條進(jìn)路布置一條出礦溜井，礦塊沿走向長(zhǎng)120m，分段高20m，中段高60m，每個(gè)中段3個(gè)回采分段（建議具體進(jìn)路間距及分段高等參數(shù)通過(guò)放礦試驗(yàn)確定），

采用YGZ-90鑿巖機(jī)或臺(tái)車在裝礦進(jìn)路內(nèi)進(jìn)行中深孔鑿巖，炮孔扇形布置，排距1.6m～1.8m，孔底距1.8m～2.2m，裝藥器裝藥。每個(gè)礦塊一次爆破3條進(jìn)路，每條進(jìn)路爆破2～3排。

所爆落的礦石在進(jìn)路內(nèi)利用2m3鏟運(yùn)機(jī)出礦后倒入中段溜井。為保證落礦及出礦作業(yè)能順利進(jìn)行，無(wú)底柱分段崩落法原則上每個(gè)礦塊同一分段的出礦進(jìn)路應(yīng)完成上向扇形深孔鑿巖工作，才能進(jìn)行爆破落礦及采場(chǎng)出礦工作。一個(gè)礦塊有6條出礦進(jìn)路供一臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)，6條出礦進(jìn)路可以保證鏟運(yùn)機(jī)出礦效率和時(shí)間得到充分發(fā)揮。

新鮮風(fēng)流由礦山主風(fēng)流提供，經(jīng)斜坡道聯(lián)巷到達(dá)各分段水平，經(jīng)過(guò)分段聯(lián)絡(luò)巷后由階段回風(fēng)井排到主回風(fēng)井排出地表，進(jìn)路內(nèi)采用局扇進(jìn)行加強(qiáng)通風(fēng)，將進(jìn)路中的污風(fēng)排至主回風(fēng)巷道。

為減少貧化，設(shè)計(jì)最上中段爆破后，采場(chǎng)內(nèi)留存20m礦石不出，作為覆蓋層，之后該覆蓋層隨著中段下降隨放頂?shù)V石下落?；虿捎帽缆?496m以上階段崩落法頂柱作為覆蓋層。

（2）進(jìn)路沿走向布置方案。當(dāng)?shù)V體厚度小于20m時(shí)，采場(chǎng)進(jìn)路沿走向布置，進(jìn)路長(zhǎng)為礦體走向長(zhǎng)度，每隔60m設(shè)一個(gè)出礦聯(lián)絡(luò)巷，每2條出礦聯(lián)絡(luò)巷布置一條出礦溜井，礦塊沿走向長(zhǎng)120m，分段高20m，中段高60m，每個(gè)中段3個(gè)回采分段（建議具體進(jìn)路間距及分段高等參數(shù)通過(guò)放礦試驗(yàn)確定）。

采用YGZ-90鑿巖機(jī)或臺(tái)車在裝礦進(jìn)路內(nèi)進(jìn)行中深孔鑿巖，炮孔扇形布置，排距1.6m～1.8m，孔底距1.8m～2.2m，裝藥器裝藥，每條進(jìn)路一次爆破2～3排。

所爆落的礦石在進(jìn)路內(nèi)利用2m3鏟運(yùn)機(jī)出礦后倒入中段溜井。為保證落礦及出礦作業(yè)能順利進(jìn)行，無(wú)底柱分段崩落法原則上每個(gè)礦塊同一分段的出礦進(jìn)路應(yīng)完成上向扇形深孔鑿巖工作，才能進(jìn)行爆破落礦及采場(chǎng)出礦工作。一個(gè)礦塊有2條出礦聯(lián)絡(luò)道供一臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)。

新鮮風(fēng)流由礦山主風(fēng)流提供，經(jīng)斜坡道聯(lián)巷到達(dá)各分段水平，經(jīng)過(guò)分段聯(lián)絡(luò)巷后由階段回風(fēng)井排到主回風(fēng)井排出地表，進(jìn)路內(nèi)采用局扇進(jìn)行加強(qiáng)通風(fēng)，將進(jìn)路中的污風(fēng)排至主回風(fēng)巷道。

為減少貧化，設(shè)計(jì)最上中段爆破后，采場(chǎng)內(nèi)留存20m礦石不出，作為覆蓋層，之后該覆蓋層隨著中段下降隨放頂?shù)V石下落?；虿捎帽缆?496m以上階段崩落法頂柱作為覆蓋層。

6 結(jié)語(yǔ)

為解決現(xiàn)階段分段空?qǐng)龇óa(chǎn)生的易失穩(wěn)、生產(chǎn)能力低、地壓顯現(xiàn)等問(wèn)題，本文采取的解決方案為采用大結(jié)構(gòu)參數(shù)分段崩落法。通過(guò)對(duì)這種開(kāi)采方案的探索及實(shí)踐，在一定程度上消除開(kāi)采過(guò)程可能存在的安全隱患，對(duì)于類似礦體的開(kāi)采問(wèn)題提供一定參考，降低了礦石的損失以及貧化。依托相應(yīng)的手段，促進(jìn)礦產(chǎn)資源高效回收，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。這一開(kāi)采方案，通過(guò)實(shí)踐是切實(shí)可行的，具有廣泛的實(shí)用性和應(yīng)用性，為類似的方案設(shè)計(jì)提供借鑒與指導(dǎo)。