松陽縣象溪鎮(zhèn)魯峰鉬礦地質(zhì)特征及開采方法研究

摘要：為查明松陽縣象溪鎮(zhèn)魯峰鉬礦基本地質(zhì)特征和開采方法，著重論述鉬礦礦體的地質(zhì)發(fā)育特征，掌握礦體的發(fā)育規(guī)律和成因類型。礦體主要特征是礦體賦存于石英充填破碎帶，頂?shù)装鍑鷰r為黑云母斜長片麻巖、凝灰?guī)r、花崗巖等。礦體受張扭性斷裂構(gòu)造控制明顯，控礦斷裂一般亦呈舒緩波狀、首尾相接的斜列式分布。根據(jù)礦體的發(fā)育特征和展布規(guī)律制定相應(yīng)的采礦方法。鉬礦開采方法為全面法，對(duì)礦體進(jìn)行回采。

關(guān)鍵詞：鉬礦；地質(zhì)特征；開采方法；成因類型

中圖分類號(hào)：TD851 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）06-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.06.020

Research on Geological Characteristics and Mining Methods of Lufeng Molybdenum Ore in Xiangxi Town， Songyang County

Gao Yun1， Gao Zhanlu2

（1.Shaanxi Shengda Mining Engineering Co.， Ltd.， Xi’an 710000， China;

2. Hezhang Dingshengxin Mining Development Co.， Ltd.， Bijie 553200， China）

Abstract： In order to find out the basic geological characteristics and mining methods of Lufeng molybdenum ore in Xiangxi town， Songyang county， the geological development characteristics of molybdenum ore body are emphatically discussed， and the development law and genesis type of ore body are mastered. The main characteristics of the ore body are that the ore body is hosted in the quartz filling fracture zone， and the surrounding rock of the top and bottom plate is biotite plagioclase gneiss， tuff， granite， etc. The ore body is obviously controlled by the tensile torsional fault structure， and the ore-controlling faults are generally distributed in a soothing wave-like and end-to-end oblique distribution. According to the development characteristics and distribution rules of the ore body， the corresponding mining methods are formulated. The mining method of the molybdenum ore body is a comprehensive method to mine the ore body.

Keywords： molybdenum ore; geological features; mining methods; type of cause

據(jù)市場(chǎng)調(diào)研分析，全球約75%鉬產(chǎn)品以氧化鉬、鉬鐵等鉬爐料的形式應(yīng)用于鋼鐵業(yè)，而其他25%左右用于鉬化工、鉬金屬制品等行業(yè)。鉬的應(yīng)用領(lǐng)域包括建筑工程、機(jī)械制造、汽車、造船、航空器、石油管道與鉆井平臺(tái)以及化工產(chǎn)品。為適應(yīng)市場(chǎng)需求，加快鉬礦開采，保證其供應(yīng)不斷，從鉬礦的地質(zhì)特征入手研究開采方法，探索更多的開采技術(shù)。

1 地質(zhì)背景

松陽縣象溪鎮(zhèn)魯峰鉬礦位于華南褶皺帶北東向的寧波—麗水深斷裂與北西向的山門—龍游深斷裂交匯處北側(cè)[1]。礦體廣泛分布于中生代陸相火山巖地層，在斷隆的構(gòu)造窗部位出露元古界變質(zhì)巖，燕山期巖漿活動(dòng)頻繁。礦區(qū)出露地層為下元古界八都群變質(zhì)巖（Pt1b）和上侏羅統(tǒng)大爽組（J3d）火山-沉積巖，二者呈不整合接觸或斷層接觸。礦體受張扭性斷裂和巖體接觸帶雙重控制的跡象較為明顯；礦體賦存于石英充填的斷裂破碎帶，頂?shù)装鍑鷰r主要為黑云母斜長片麻巖、凝灰?guī)r及花崗巖等。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)18個(gè)礦體，其中7個(gè)礦體已采完，4個(gè)礦體目前仍保有資源儲(chǔ)量。礦體總體特征如下：第一，輝鉬礦石英脈呈舒緩波狀的緩傾斜薄脈狀產(chǎn)出，主要受張扭性構(gòu)造及巖體接觸構(gòu)造控制[2]；第二，脈體以單脈狀為主，部分出現(xiàn)支脈；第三，礦體傾向延伸大于走向長度，明顯呈現(xiàn)側(cè)伏態(tài)勢(shì)；第四，礦體呈首尾相接的斜列式分布；第五，礦體厚度變化屬于較均勻至不均勻。礦體特征分述如下。

2.1.1 5號(hào)主礦體特征

目前，盲11、12、13巷道控制礦體往東延伸長度230 m，礦體厚度0.44～0.90 m，礦體平均厚度0.67 m，平均品位0.29%。5號(hào)主礦體形態(tài)總體較為簡(jiǎn)單，為單脈延伸，礦體傾向70°，上部傾角12°～18°，向下延伸傾角逐漸變陡，達(dá)30°，傾向延伸長度大于走向長度，目前礦體寬度穩(wěn)定，其實(shí)際延伸長度應(yīng)大于本次推測(cè)長度。

2.1.2 7號(hào)礦體特征

7號(hào)礦體主要由2個(gè)平硐控制，傾向西，傾角10°～25°，局部地方出現(xiàn)水平，礦體為輝鉬礦石英脈，頂?shù)装鍑鷰r為火山凝灰?guī)r和片麻巖，礦脈垂厚20～25 cm。自下盲2開始，礦體規(guī)模增大，走向長度110 m，傾向延伸150 m以上，礦體厚0.38～1.15 m，傾角12°～24°，產(chǎn)狀較為平緩，因而走向變化較大，在傾向上成舒緩坡狀。礦體厚度0.4～1.8 m，平均垂厚1.0 m，礦體平均品位1.83%。

2.1.3 10-11號(hào)礦體特征

10-11號(hào)礦體由10號(hào)礦體和11號(hào)礦體組成，地表由山溝、第四系覆蓋，劃為兩個(gè)礦體，經(jīng)不斷向礦體深部的探采，證明兩者為相連的同一礦體。

10號(hào)礦體位于嶺腳村西騎馬崗。地表出露長150 m左右，為厚20～60 cm的含鉬華石英脈，賦存于流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，賦存標(biāo)高285～420 m。總體上，10號(hào)礦帶產(chǎn)于變質(zhì)巖與火山巖，變質(zhì)巖內(nèi)礦體好于火山巖內(nèi)礦體，礦脈以分支復(fù)合脈為主，走向變化穩(wěn)定，傾角變化大。平硐中段，礦脈厚0.30～0.77 m，下盲1中段礦體最厚0.6 m，最薄0.10 m，厚度變化較均勻。

11號(hào)礦體地表出露于嶺腳村南東側(cè)，主體被村莊和第四系覆蓋，由鉆孔平硐等控制，礦體走向110°～120°，傾向北東，傾角20°～30°，鉆孔控制礦體垂厚0.17～1.82 m，由南東向北西由薄變厚，并與10號(hào)礦體相連接。

2.1.4 Z1號(hào)礦體特征

該礦體地表化探異常，設(shè)一條剖面線，在紫坑灣地區(qū)施工兩個(gè)鉆孔。其中，1個(gè)鉆孔見到Z1號(hào)礦體。鉆孔揭露礦體厚度4.1 m，平均品位0.16%。目前，根據(jù)本鉆孔施工平硐探Z1號(hào)礦體。

2.2 礦石特征

礦石礦物成分主要有輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、方鉛礦、鉬華、藍(lán)鉬礦以及褐鐵礦等。脈石礦物主要有石英，次為長石、云母，少量碳酸鹽礦物（方解石、文石）、黏土礦物、綠泥石、磷灰石以及輝石等。礦石礦物含量5%～10%，脈石礦物含量90%～95%。

2.3 礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形結(jié)構(gòu)、半自形結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、他形結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)以及固溶體結(jié)構(gòu)。礦石的構(gòu)造以條帶狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造和團(tuán)塊狀構(gòu)造為主，角礫狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造次之，偶見晶洞構(gòu)造。

2.4 圍巖及圍巖蝕變

礦體賦存于石英充填的斷裂破碎帶，其頂?shù)装鍑鷰r主要為黑云母斜長片麻巖、凝灰?guī)r、花崗巖等[3]。由于礦體厚度薄，且礦體均位于石英脈，礦體中未見夾石。礦區(qū)近礦圍巖蝕變屬中低溫?zé)嵋何g變，在不同的巖石中圍巖蝕變組合有所不同。

3 礦體開采方法

本礦山開采多年，采礦一直采用全面法，技術(shù)較為成熟。局部地段傾角較陡，采用偽傾斜全面法[4]。根據(jù)礦體的賦存、礦巖穩(wěn)固性、礦石經(jīng)濟(jì)價(jià)值等開采條件，礦體屬緩傾斜；設(shè)計(jì)沿用留頂柱、底柱、間柱的全面采礦法，漏斗布置于下盤巖石。

4 全面采礦法簡(jiǎn)介

4.1 礦塊布置

一個(gè)階段內(nèi)，礦塊沿礦體走向布置，以采準(zhǔn)天井劃分成若干礦塊，階段高度為10～20 m，礦塊長度40～60 m，礦塊開采嚴(yán)格按順序自上而下，從回風(fēng)上山到進(jìn)風(fēng)井的后退式回采。頂柱高3 m，底柱高5 m，間柱3 m。

4.2 采準(zhǔn)切割工作

采準(zhǔn)切割工作比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)階段運(yùn)輸巷，在階段中掘兩個(gè)上山作為自由面，在底柱中每隔5～7 m掘一漏斗。

4.3 礦塊回采

礦塊回采工作自切割上山開始，沿礦體走向一側(cè)或兩側(cè)推進(jìn)，全厚一次開采?；夭墒褂脺\孔鑿巖機(jī)，孔徑42 mm，孔深1.2～2.0 m，孔距為1.05～1.5 m，排距為1.05～1.5 m。采用交錯(cuò)排列?；夭芍杏龅巾敯鍑鷰r不穩(wěn)固時(shí)留礦柱支護(hù)，如需留礦柱位置的礦石品位較高時(shí)，采用錨桿或混凝土柱支護(hù)。

4.4 采幅的確定

開采礦體屬脈狀礦體，各礦體平均厚度小，礦房按最小采幅回采。最小采幅采用式（1）計(jì)算。

Hpmin=hmin×cosα（1）

式中：Hpmin為最小采幅，m；hmin為作業(yè)最小高度，取1.8m；α為礦體傾角，°。

4.5 出礦

采用人工控制漏斗出礦，該礦鉬礦物為輝鉬礦，主要伴生礦物為黃鐵礦，礦石易磨易選。根據(jù)資料，保有資源儲(chǔ)量礦石量16.979萬t，鉬金屬量796.82 t。其中：控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量礦石量9.294萬t，鉬金屬量603.64 t；推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量礦石量76.85 kt，

鉬金屬量193.18 t。根據(jù)礦體控制情況，方案按0.6的系數(shù)折算，內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量礦石量為46.11萬t，鉬金屬量為115.91 t。則設(shè)計(jì)可利用的資源量13.905萬t，鉬金屬量719.55 t，平均品位約0.5175%。

4.6 采場(chǎng)支護(hù)

采場(chǎng)內(nèi)在品位較低的地點(diǎn)留設(shè)不規(guī)則礦柱或者采用人工礦柱替代。礦柱截面為正方形，邊長不小于3.0 m。

4.7 回采順序

礦山開采分4個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，各系統(tǒng)開采礦體順序視礦山實(shí)際而定。各中段之間開采順序?yàn)橛缮隙?；同一中段間采用首采礦塊后退式回采順序；礦房內(nèi)開采順序?yàn)橛上孪蛏?。頂、底柱不進(jìn)行回采，間柱在本中段開采結(jié)束后有選擇地回收，礦柱回收必須做殘礦回采設(shè)計(jì)，且經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)。損失率采用式（2）計(jì)算，采礦貧化率應(yīng)控制在30%以內(nèi)。

p=[（D1+D2）]/Q×100%（2）

式中：p為損失率；D1為第一段采場(chǎng)損失量，108 t；D2為第二段采場(chǎng)損失量，276 t；Q為采場(chǎng)地質(zhì)儲(chǔ)量，2 000 t。

經(jīng)計(jì)算，礦塊損失率為19.2%，回采率80.8%，二次損失約2.5%，礦塊綜合回收率78.3%，綜合損失率21.7%。

4.8 永久礦柱

頂、底柱、間柱留作永久礦柱，支承采空區(qū)地壓。礦房回采中一般不支護(hù)，遇到頂板失穩(wěn)，留點(diǎn)柱或木垛臨時(shí)支護(hù)，礦柱截面為正方形，邊長不小于3.0 m。

4.9 開采錯(cuò)動(dòng)范圍

礦體頂板圍巖完整性較好，緊密堅(jiān)硬，穩(wěn)固性較好，礦體傾角一般10°～35°，參照類似礦山，上下盤移動(dòng)角均按65°，側(cè)翼按70°圈定移動(dòng)范圍，移動(dòng)范圍內(nèi)不得新建任何建筑物。

5 礦床成因類型

松陽縣象溪鎮(zhèn)魯峰鉬礦礦區(qū)出露地層為下元古界八都群變質(zhì)巖（Pt1b）和上侏羅統(tǒng)大爽組（J3d）火山-沉積巖，兩者呈不整合接觸或斷層接觸。礦體受張扭性斷裂和巖體接觸帶雙重控制的跡象較為明顯；礦體賦存于石英充填的斷裂破碎帶，頂?shù)装鍑鷰r主要為黑云母斜長片麻巖、凝灰?guī)r、花崗巖等。根據(jù)對(duì)基本地質(zhì)特征的綜合分析，魯峰鉬礦在礦床成因上屬巖漿期后中低溫?zé)嵋旱V床。

6 結(jié)論

本礦為地下開采礦山，地表允許塌陷。采礦方法為全面法，空區(qū)內(nèi)留有礦房底柱、間柱，頂板長期暴露，可能發(fā)生冒落，引起地表巖體移動(dòng)或局部塌落。礦體頂板圍巖完整性、穩(wěn)固性較好，設(shè)計(jì)參照類似礦山結(jié)合本礦山特點(diǎn)，上下盤移動(dòng)角均按65°，側(cè)翼按70°圈定移動(dòng)范圍，移動(dòng)范圍內(nèi)不得新建任何建筑物。根據(jù)礦床成因，魯峰鉬礦屬巖漿期后中低溫?zé)嵋旱V床。

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作者簡(jiǎn)介：高云（1983—），男，山東泰安人，工程師。研究方向：金屬礦山采礦工程。

通信作者：仇世邦（1988—），男，山東單縣人，工程師。研究方向：礦山工程。