袁 寧

（江西大吉山鎢業(yè)有限公司，江西 全南 341801）

0 引言

大吉山礦區(qū)是含鎢石英脈大脈型黑鎢礦床，礦床自南向北賦存有三條礦帶組，分別稱之為南組、中組和北組。礦田面積達1.47km2，屬贛南鎢礦生產(chǎn)規(guī)模最大的礦山。該礦區(qū)1958年10月1日開始正規(guī)的機械化開采，采取平窿—豎井—溜井的聯(lián)合開拓方式，階段高50m，采礦方法主要有淺眼留礦法、階段礦房法等［1］。

階段礦房法主要在礦區(qū)南組的西翼和中組的東翼厚脈帶礦體中應用，通過長期生產(chǎn)實踐與探索，取得了明顯的效果。目前是大吉山礦區(qū)主要的采礦方法之一，為礦山的生產(chǎn)起到了重要作用。

1 地質(zhì)條件概況

礦床屬于內(nèi)生礦床巖漿期后的氧化高溫熱液裂隙充填—鎢錳鐵礦—石英礦系大脈或大脈帶礦床。賦存于寒武系變質(zhì)巖系中，位于南嶺東西向復雜構(gòu)造帶中段的中部，在區(qū)域性北東向褶皺的復合部位。

礦床內(nèi)有工業(yè)價值的獨立大脈和細脈共81條，單脈厚度0.1～3m，平均0.4m，礦脈帶走向285～300°，傾向東北，傾角70～80°，賦存標高960～200m，平均走向長1150m，寬1600m，沿傾斜延伸525m，脈石的平均品位1.654％。礦脈在水平呈密集平行的礦脈群，長300～950m，由南至北呈三帶賦存，即南組、中組和北組礦帶，距離約150m。

南組礦脈寬、品位高、礦量大，但礦帶內(nèi)構(gòu)造相對發(fā)育，礦巖條件相對較差；北組礦帶礦脈的間距相對較大、脈幅小，構(gòu)造發(fā)育程度低、礦巖條件好；中組礦帶介于南北組礦帶之間，與南組略有相似。各組礦帶之礦脈有中間厚大，兩端分支尖小。礦脈在垂直方向上，呈現(xiàn)中間大，上下兩端變小，總體上有東高西低，底邊近水平的不等邊三角形狀。

圍巖為變質(zhì)砂巖、砂質(zhì)板巖、閃長巖和花崗巖，主要有砂板巖、閃長巖，礦巖硬度系數(shù)f=8～14，礦巖的接觸比較明顯，較易分離，礦巖總體上屬穩(wěn)固和中等穩(wěn)固。礦區(qū)屬于巖層堅硬、水文地質(zhì)條件簡單的礦床。

2 階段礦房法應用簡介

2.1 采礦方法結(jié)構(gòu)及構(gòu)成要素

根據(jù)礦體厚度，采取沿礦脈帶走向或垂直礦體走向布置礦塊，一般沿礦脈帶走向布置。礦塊又劃分為礦房與間柱，礦房留有頂柱和底柱。礦房長度25～50m，礦房寬度10～25m，中段高度50～58m，間柱寬度7～14m，底柱厚度7～8m，頂柱厚6～9m，裝礦機道間距6～8m，采場結(jié)構(gòu)布置詳見圖1。

2.2 采切工程布置

2.2.1 采準工程

主要包括采準平巷、采準天井（人行設(shè)備通風）、鑿巖硐室和出礦底部結(jié)構(gòu)等。

采準平巷：斷面規(guī)格為2.2m×2.4m，分脈內(nèi)和脈外兩種布置方式。礦房上、下盤有探礦沿脈坑道者，設(shè)計采取脈內(nèi)布方式；脈外布置方式無探礦坑道者，一般在下盤掘進脈外采準平巷，以靠近采區(qū)上、下盤圍巖內(nèi)為宜，并在間柱內(nèi)開掘穿脈橫巷與其連通，形成采區(qū)運輸系統(tǒng)。

圖1 階段礦房法結(jié)構(gòu)布置圖

采準天井：斷面規(guī)格為1.4m×2.6m，布置在礦房兩側(cè)的間柱內(nèi)，采用對角式或下盤對稱布置，為人行設(shè)備通道和通風作用。

鑿巖硐室：規(guī)格為3.2m×3.2m×3.5m，自采準天井向礦房側(cè)掘進，分垂直扇形側(cè)通崩礦的鑿巖平巷，或水平扇形向下崩礦的鑿巖硐室，垂直崩礦分層高度為10～15m，水平扇形向下崩礦分層高度為6～8m，是鑿巖爆破施工的作業(yè)空間。

采場底部結(jié)構(gòu)：采用平底礦裝機道出礦底部結(jié)構(gòu)。在礦塊上盤或下盤的脈外運輸平巷內(nèi)布置裝礦機道，裝礦機道必須揭露礦體，并與運輸平巷成“丁”字形。裝礦機道斷面規(guī)格為2.4m×2.6m，長度為7～10m，間距為7～9m。

2.2.2 采場切割

也稱之拉底，通常分兩步進行。第一步，在采場兩端布置人行通風天井，利用“丁”字形裝礦機道沿采場走向多頭展開拉底，將各裝礦機道和采場兩端的人行通風天井拉通，形成拉底坑道，利用拉底坑道來控制采場上盤或下盤的礦體邊界線，利用“丁”字形裝礦機道出礦，以淺眼留礦法方式，沿礦房全長向上采至設(shè)計高度，形成2～4m寬的切割槽，切割槽高度一般為25～30m。第二步是在采準平巷中布置拉底天井，在天井中分層布置鑿巖巷道，在鑿巖巷道中布置垂直扇形深孔，利用切割槽為自由面，向切割槽側(cè)面崩礦，爆破形成拉底空間。拉底天井高度15～20m，分層高度7～10m，鑿巖巷道斷面3.5m×3.5m。

2.3 回采工藝

采場回采工藝主要有鑿巖、裝藥爆破、采場通風、采場出礦和采場空區(qū)處理等。

（1）鑿巖：使用BA-100型潛孔鉆機鑿巖，釬頭直徑100～130mm，炮孔長5～25m。鑿巖在鑿巖巷道或硐室內(nèi)進行。炮孔排列有水平扇形、傾斜扇形、垂直扇形和束狀炮孔，炮孔直徑100～130mm，藥包直徑85mm；最小抵抗線一般為3m，孔底距一般為最小抵抗線的0.95～1.3倍。礦房和礦柱炮孔采取一次鑿完。

（2）爆破：采取分次爆破，即先礦房，后礦柱的崩礦方式。礦房根據(jù)補償空間和生產(chǎn)的實際情況進行分次崩礦，房采爆破次數(shù)一般分2次完成，補償空間系數(shù)20％～30％。礦房采完后接著回采礦柱，間柱、頂柱和底柱同時爆破，采用雷管分段控制，先崩間柱、其次崩頂柱、后崩底柱的起爆順序進行。炮孔裝藥采用人工裝柱狀藥包，裝藥系數(shù)為75％～85％。起爆采取三路起爆方式，即一個炮孔裝兩個非電毫秒雷管起爆藥包和一根導爆索起爆藥包。爆破網(wǎng)路為：硐室內(nèi)的同段炮孔用導爆索相連，硐室之間的爆破網(wǎng)路采用導爆管串聯(lián)，天井之間的爆破網(wǎng)路采用導爆管并聯(lián)，最后用長延時導爆管雷管，用擊發(fā)器一次擊發(fā)起爆。

（3）采場通風：采取自然通風與機械通風相結(jié)合的方式。采切工程施工中，一般采取局扇機械通風，深孔鑿巖時，采用自然通風方式；回采大爆破后，采取局扇和主扇等機械通風。新風由下中段運輸平巷進入采場，洗清采掘工作面后，污風由采準天井或采空區(qū)排至上中段回風巷。

（4）采場出礦：采場崩落的礦石下落到采場底部，并溜入到采場底部的裝礦機道內(nèi)。使用裝礦機在裝礦機道直接將礦石裝入停放在運輸平巷的礦車上。

（5）采空區(qū)處理：利用圍巖自然崩落或上部中段的廢石進行充填處理，一般在采場出完礦后，擇時進行［2］。

2.4 主要技術(shù)經(jīng)濟指標

主要技術(shù)經(jīng)濟指標：

采場生產(chǎn)能力t/d 200～400

礦房與礦柱礦量之比 3∶2

采礦臺效t/臺 90～180

裝礦機裝礦工班效率t/工班 20～30

采礦貧化率％ 85～90

采礦損失率％ 5～6

大塊產(chǎn)出率％ 13～20

每米炮孔崩礦量t/m 13～18

單位炸藥消耗量kg/t0.30～0.35

一次單位炸藥消耗量kg/t0.23～0.25

二次單位炸藥消耗量kg/t0.11～0.13

3 存在問題及其改進措施與建議

（1）炮孔施工質(zhì)量難于保證，大塊產(chǎn)出率高。使用БA-100型鉆機進行深孔鑿巖，炮孔一般采用水平扇形、傾斜扇形、垂直扇形和束狀布置，炮眼排間距3～3.2m，孔底距3.2～3.5m，孔深一般5～25m。在硐室內(nèi)鑿巖施工存在問題有：一是硐室內(nèi)孔口炮眼過于密集，而孔底炮眼分布過寬，導致炸藥分布不均勻，大塊產(chǎn)出率較高；二是炮眼深度在超過10m時，炮眼施工的方位和傾角容易偏離設(shè)計值，炮眼施工的合格率低。建議在鑿巖硐室施工時，盡可能保證各邊幫的平整，便于炮孔開鉆定位，此外，在設(shè)計炮孔時，孔深控制在15m以內(nèi)，炮孔施工應保持機架的穩(wěn)定。

（2）采場殘留部分礦石。階段礦房法采取平底出礦，采場的底部裝礦機道之間脊部，以及礦房因覆蓋巖下放礦橢球體以外的邊角將不可避免會殘留部分礦石。通過生產(chǎn)實踐總結(jié)一些經(jīng)驗：對于采場底部為平底結(jié)構(gòu)，可在原出礦道之間新掘裝礦進路進入采區(qū)礦房邊界內(nèi)，并在新掘的裝礦進路恰當?shù)奈恢檬┕ひV口，由引礦口向上鑿深孔爆破引礦。

（3）大爆破生產(chǎn)施工、組織相對復雜。原采用秒差電雷管、毫秒微差電雷管的起爆系統(tǒng)，該系統(tǒng)爆破網(wǎng)路復雜繁瑣，受井下雜散電流的影響，存在一定的安全隱患。目前采取導爆管—非電毫秒雷管的起爆系統(tǒng)，采用長延時導爆管雷管，用DBG-2型導爆管擊發(fā)器一次擊發(fā)起爆。該系統(tǒng)爆破網(wǎng)路的連接操作簡單，既防電，又防水，克服了電雷管起爆系統(tǒng)的不足，爆破方法安全可靠。但目前的裝藥方式仍采用人工柱狀藥包裝藥方式，勞動強度大，容易卡炮棍，造成炮眼報廢而影響爆破效果，建議采用裝藥器裝粉狀炸藥。

（4）崩礦爆破對周邊破壞大。采場崩礦一次爆破的炸藥量大，一般在1～15t左右，爆破產(chǎn)生強烈的沖擊波和地震波，對采場周邊將可能造成一定的破壞，嚴重還可能引發(fā)地壓活動。主要措施有：一是盡可能地減少一次爆破炸藥量；二是合理設(shè)計爆破雷管段數(shù)，避免產(chǎn)生共震；三是避免多個采場同時回采爆破；四是回采爆破時，保持采場及采場周邊各通道的暢通。

（5）盡量采取沿走向布置礦塊。其理由主要有，一是垂直走向布置礦塊難于控制礦塊的上、下盤礦脈邊界線，易造成上、下盤邊界線的礦脈掛幫和損失；二是垂直走向布置礦塊間柱規(guī)格過寬，間柱兩邊充滿礦房爆破后的礦石，爆破時受擠壓，自由空間小，爆破效果較差。三是沿走向布置礦塊，是以淺眼留礦法方式抽采上盤或下盤礦脈，可控制好礦塊的上盤或下盤礦脈邊界線，按爆破設(shè)計要求形成爆破自由空間，達到較好的爆破效果。

4 結(jié)語

大吉山礦區(qū)自1959年采用階段礦房法進行回采寬脈帶礦體以來，采出的礦量占據(jù)了礦山總量的30％～50％，取得了較好的效果，已成為了大吉山礦區(qū)的主要采礦方法之一。多年的生產(chǎn)實踐表明，該采礦方法在礦巖穩(wěn)固的寬脈帶的回采是一成功的方法，具有生產(chǎn)能力大、資源利用率高和生產(chǎn)施工安全主要優(yōu)點，但也存在大塊產(chǎn)出率高和二次爆破量大等不足之處有待于改進解決。該采礦方法對于礦巖穩(wěn)固的中厚大礦體具有較強的推廣價值。

［1］袁 寧.低中段在大吉山礦區(qū)南組東翼開采的成功應用［J］.中國鎢業(yè)，2009，24（6）：14-16.

［2］周崇仁.礦柱回采與空區(qū)處理［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1989.