朱吉春

(福建省連城錳礦有限責(zé)任公司，福建 連城 366215)

福建省連城錳礦蘭橋礦區(qū)北采場(chǎng)強(qiáng)采實(shí)踐

朱吉春

(福建省連城錳礦有限責(zé)任公司，福建 連城 366215)

隨著福建省蘭橋礦區(qū)北采場(chǎng)露天礦山的不斷向下延伸開(kāi)采，礦山已轉(zhuǎn)入深凹露天開(kāi)采末期，通過(guò)精心的準(zhǔn)備和強(qiáng)有力的組織保障措施以及采取超常規(guī)有效的開(kāi)采技術(shù)，使北采場(chǎng)露天底的礦石得以順利回采，在較短時(shí)間內(nèi)完成了強(qiáng)采工作，取得很好的成果，為企業(yè)儲(chǔ)存了能量，也為企業(yè)對(duì)下一步實(shí)施地采工作提前做好準(zhǔn)備，確保了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

深凹露天；強(qiáng)采；開(kāi)采技術(shù)

隨著福建省蘭橋礦區(qū)北采場(chǎng)露天礦山的不斷向下延伸開(kāi)采，礦山已轉(zhuǎn)入深凹露天開(kāi)采末期，為減小開(kāi)采成本，充分回收礦石資源，在安全可靠、技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的條件下進(jìn)行強(qiáng)化開(kāi)采即強(qiáng)采。

1 概況

1.1礦床地質(zhì)及礦體情況

蘭橋礦區(qū)氧化錳礦體屬堆積、淋積型錳礦床，錳質(zhì)主要來(lái)源于石碳系和二迭系中的沉積含錳地層。礦體上覆為火山凝灰?guī)r，分為強(qiáng)風(fēng)化帶和弱風(fēng)化帶，底板為林地組石英砂礫巖，巖石致密堅(jiān)硬。礦體主要賦存于斷裂—巖溶破碎帶中。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，主要有近南北向、北北西向和近東西向3組，較大的斷層有Fl、F2、F3、F4、F5、F6、F7，其中F2斷層為區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造，走向北西～近南北向，傾角60(°)，呈弧形縱貫全區(qū)，長(zhǎng)大于2 km，斷層下盤(pán)為林地組，上盤(pán)為船山組灰?guī)r，屬正斷層性質(zhì)，總體上控制了本區(qū)錳礦的分布[1]。

北采場(chǎng)露天開(kāi)采的主要錳礦體有1、3號(hào)礦體： 1號(hào)礦體：分布于113～106線(xiàn)間，受F2斷層控制，呈透鏡狀、陡傾脈狀產(chǎn)出，走向南北—北北東，傾角45(°)，頂、底板為斷裂破碎之粘土碎屑層，破碎帶底部為林地組砂巖。礦體長(zhǎng)240 m，寬80 m，延深160 m，單個(gè)最大礦體厚度1.51～24.40 m，由一組礦體組成，共3個(gè)分礦體，埋藏標(biāo)高610～450 m。3號(hào)礦體：分布于108線(xiàn)，長(zhǎng)67 m，寬1～30 m，厚0.3～5.1 m，埋藏標(biāo)高518～530 m，透鏡狀。

1.2水文地質(zhì)條件

連城錳礦蘭橋礦區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖潮濕，雨量充沛，植被茂盛，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑。區(qū)域內(nèi)降水具有明顯的季節(jié)性，一般春夏多雨，秋冬少雨，多年平均降雨量1 680 mm，雨季集中在4～9月；霧日少，無(wú)霜期280天以上；靜風(fēng)和小風(fēng)頻率高。

礦區(qū)為中低山區(qū)，屬于區(qū)域水文地質(zhì)單元的補(bǔ)給區(qū)，西面以河流為排泄邊界。礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高440 m，礦體均分布于侵蝕基準(zhǔn)面以上。礦區(qū)地層屬以溶洞為主的弱—中等含水層，頂?shù)装彘g接進(jìn)水，為地下水補(bǔ)給地表水，地下水水位標(biāo)高533.6～613.5 m。水文地質(zhì)條件屬中等復(fù)雜的巖溶充水礦床。礦床進(jìn)入凹陷露天開(kāi)采，遇大氣降水時(shí)，在采場(chǎng)的斷裂，巖溶破碎帶可見(jiàn)小股潛水。

2 礦山開(kāi)采現(xiàn)狀

蘭橋礦區(qū)分為東采場(chǎng)和北采場(chǎng)開(kāi)采，北采場(chǎng)70年代初開(kāi)始露天開(kāi)采，露采設(shè)計(jì)的露天底標(biāo)高為565 m，經(jīng)生產(chǎn)勘探探明1號(hào)礦體一直延伸到450 m，于1994年完成擴(kuò)幫設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)露天底標(biāo)高為500 m，并于同年開(kāi)始進(jìn)行擴(kuò)幫生產(chǎn)。采場(chǎng)采用鉆井與已有一條排水平硐(從采場(chǎng)西側(cè)一直通到露天坑底488 m標(biāo)高，排水平硐長(zhǎng)約260 m)聯(lián)合排水。采場(chǎng)上部最高標(biāo)高為635 m， 565 m水平以下為凹陷露天開(kāi)采，至2012年底已開(kāi)采至535 m水平，由于歷史剝離量的欠剝?cè)?，采?chǎng)已經(jīng)只有100 m×60 m橢圓形的深凹露天坑底。另外由于礦體主要賦存于斷裂—巖溶破碎帶中并且區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，因地壓的影響及雨水的浸蝕、沖刷，采場(chǎng)東北端邊坡已出現(xiàn)嚴(yán)重垮塌和滑坡現(xiàn)象，部分臺(tái)階已從635 m水平并段到535 m，同時(shí)上部已出現(xiàn)較大范圍的裂縫并有位移現(xiàn)象。如果繼續(xù)按正常的露天方式開(kāi)采，首先工作面向下延伸的高度有限，其次東北端必須進(jìn)行大量擴(kuò)幫才能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，需花很大的人力物力且時(shí)間較長(zhǎng)，再者如留以后的地下開(kāi)采，需要等待的時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)影響礦山的生產(chǎn)能力。為了最大限度的節(jié)約采礦成本，搶出更多的礦石資源，確保企業(yè)的經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)行，在保障設(shè)備及人員的安全前提下，公司制定了一套強(qiáng)采方案，決定在安全可靠、技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的條件下對(duì)535 m水平以下露天開(kāi)采的礦石實(shí)施強(qiáng)采[2]。

3 實(shí)施強(qiáng)采的前期準(zhǔn)備

1)設(shè)備的選用

選用小型靈活的挖掘設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。隨著采深的增加，采場(chǎng)底部范圍越來(lái)越小，采用0.6～1.8 m3的柴油液壓反鏟共3臺(tái)(0.6 m3的長(zhǎng)臂鏟1臺(tái)、1.6 m3反鏟1臺(tái)、1.8 m3反鏟1臺(tái))，該設(shè)備小、靈活性大，能充分發(fā)揮其挖掘效率，另外行走也比較輕便，能很快的撤離危險(xiǎn)區(qū)，抗險(xiǎn)情的能力比較強(qiáng)。

選用鉆孔直徑120 mm高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)1臺(tái)。

選用轉(zhuǎn)彎半徑小、載重12 t自卸紅巖車(chē)15臺(tái)以及其他輔助、配套設(shè)備。

2)集中精力，精心組織，動(dòng)員全公司員工為強(qiáng)采工作做好服務(wù)，召開(kāi)全員會(huì)議，讓每個(gè)人了解強(qiáng)采的重要性及自已應(yīng)做的事，公司礦山生產(chǎn)在短時(shí)間內(nèi)主要圍繞強(qiáng)采工作進(jìn)行。

3)在采場(chǎng)主要路段及邊坡設(shè)置照明，開(kāi)通人員行走通道，保證人員能及進(jìn)順利到達(dá)各點(diǎn)進(jìn)行巡查。

4 采取的措施

1)健全的管理措施

公司根據(jù)采場(chǎng)的現(xiàn)狀及特點(diǎn)制定了一整套生產(chǎn)管理方案和安全管理應(yīng)急措施，這是實(shí)施強(qiáng)采作業(yè)成功的關(guān)鍵。

2)加大勞動(dòng)力、技術(shù)力量的投入

調(diào)動(dòng)全公司員工以服務(wù)于強(qiáng)采工作為主，在確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及設(shè)備維修人員的同時(shí)，調(diào)動(dòng)公司的其他人員分成幾組對(duì)強(qiáng)采期間的安全進(jìn)行全天候的巡查。

3)改變工作時(shí)間

強(qiáng)采作業(yè)期間采用連續(xù)工作制，每天3班，每班8 h工作。

4)利用上半年雨水較多的季節(jié)，采用液壓反鏟對(duì)采場(chǎng)東北端上部邊坡從上往下進(jìn)行局部的減載，形成540 m和570 m兩個(gè)安全平臺(tái)，所剝離的土巖直接拋到535 m水平，然后在535 m水平進(jìn)行裝運(yùn)。強(qiáng)采工作安排在下半年8月份以后雨水少的季節(jié)實(shí)施。

5)完善采場(chǎng)周?chē)姆琅潘到y(tǒng)

實(shí)施強(qiáng)采前對(duì)原有的防排水系統(tǒng)進(jìn)一步完善，盡可能截排采場(chǎng)封閉卷以上的水引至采場(chǎng)外。

6)在東北端邊坡540 m和570 m兩個(gè)安全平臺(tái)處各設(shè)一道2 m高的攔截網(wǎng)，以保證上部臺(tái)階出現(xiàn)的個(gè)別小浮石下落而對(duì)工作面設(shè)備和人員的傷害。

7)排除邊坡內(nèi)積水和地下水，保證邊坡的穩(wěn)定。針對(duì)上部邊坡部分地段有滲水現(xiàn)象，一是采用排水溝截排地表水，二是用鉆孔疏干邊坡中的滲水并用管道引到采場(chǎng)外。這些方法可避免對(duì)邊坡巖體的有害作用，提高邊坡穩(wěn)定性[3]。

8)加強(qiáng)對(duì)邊坡的安全管理

建立健全邊坡管理和檢查制度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)邊坡上有裂陷可能滑落或有大塊浮石及“傘檐”懸在上部時(shí)，必須迅速進(jìn)行及時(shí)處理，處理時(shí)采取可靠的安全措施，受到威脅的作業(yè)人員和設(shè)備撤到安全地點(diǎn)。

生產(chǎn)期間加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，選派工程技術(shù)人員和有經(jīng)驗(yàn)的員工專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)邊坡的管理工作，并在強(qiáng)采期間實(shí)施24小時(shí)的巡查與監(jiān)視，保持上下安全管理員間的聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)暢通，執(zhí)行嚴(yán)格的預(yù)警信號(hào)和撤離方案。

進(jìn)行邊坡裂縫位移監(jiān)測(cè)。采場(chǎng)四周邊坡上布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用全站儀每天進(jìn)行測(cè)量各監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)有出現(xiàn)裂縫的地點(diǎn)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，每天至少不低于5次的監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握各臺(tái)階邊坡及裂縫的位移情況，以便對(duì)采場(chǎng)及圍巖的位移作出預(yù)報(bào)。

9)加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理

生產(chǎn)期間全天候設(shè)置專(zhuān)職安全生產(chǎn)管理人員，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的指揮與調(diào)度，全權(quán)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)，協(xié)調(diào)礦山生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)的工作，嚴(yán)格執(zhí)行安全管理，使生產(chǎn)有序進(jìn)行。

5 實(shí)施強(qiáng)采的開(kāi)采技術(shù)

5.1施工組織

滿(mǎn)足安全生產(chǎn)要求、設(shè)備能夠正常工作的前提下，盡可能布置兩個(gè)工作面同時(shí)工作，由現(xiàn)場(chǎng)管理人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)時(shí)調(diào)整工作面，以提高總體生產(chǎn)能力。

5.2采用小臺(tái)階作業(yè)直接靠幫

根據(jù)采場(chǎng)現(xiàn)狀對(duì)535 m水平以下采用小臺(tái)階作業(yè)直接靠幫，不再設(shè)置安全平臺(tái)。小臺(tái)階作業(yè)，即工作臺(tái)階高度在5～6 m，利用的液壓反鏟可直接挖掘硬質(zhì)巖、砂巖等圍巖的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，一次性靠幫后再進(jìn)行下一個(gè)臺(tái)階的作業(yè)，這樣臺(tái)階邊坡不會(huì)受爆破的沖擊，可使邊坡較穩(wěn)定，同時(shí)也可充分地回收開(kāi)挖過(guò)程中所遇到的小礦體。

5.3控制爆破

采用盡可能不實(shí)施爆破的原則，如一定需要爆破時(shí)，實(shí)施小藥量多次爆破，最大限度地減少影響邊坡穩(wěn)定。

5.4采用“人”字型公路延伸

為了最大限度利用采場(chǎng)空間，減小公路壓礦，采用“人”字型公路延伸開(kāi)拓，即根據(jù)運(yùn)輸車(chē)輛的爬坡能力，采用單行道并按15%～17%的坡度開(kāi)拓公路，當(dāng)開(kāi)拓到一定水平后直接折返，車(chē)輛采用倒車(chē)方式進(jìn)入下一個(gè)工作面。

5.5工作面的疏排水

1)超前開(kāi)挖移動(dòng)式積水坑集中排水疏水法

采用挖掘臨時(shí)性移動(dòng)積水坑進(jìn)行工作面疏水，即在下溝處的一側(cè)開(kāi)挖一臨時(shí)水坑，用潛水泵將水抽到固定排水點(diǎn)，隨著溝的推進(jìn)，這時(shí)再利用反鏟向下挖掘的優(yōu)勢(shì)，向下最大深度挖第2個(gè)臨時(shí)水坑，這樣交替進(jìn)行，可有效疏干工作面的水，確保生產(chǎn)正常進(jìn)行。在用以上方法掘至一個(gè)5～6 m的小平臺(tái)后，不要馬上開(kāi)拓工作面，而是沿溝方向或偏向一邊繼續(xù)開(kāi)挖排水溝和固定水坑，此溝可作為再下一個(gè)臺(tái)階的初始出入溝，這樣可以降低下一下臺(tái)階的掘溝難度和掘溝工程量。

2)分散式多點(diǎn)集水坑疏水集中排水法

在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)工作面的滲水范圍廣且分散，采用只要哪里有滲水就在那里開(kāi)挖小水坑集水，然后用水泵將水抽到固定排水點(diǎn)，這樣可以保證工作面的干燥，確保生產(chǎn)進(jìn)行。

3)實(shí)施接力式的開(kāi)采

當(dāng)公路開(kāi)拓?zé)o法再向下延伸時(shí)，利用液壓反鏟具有較強(qiáng)爬坡能能力和向下挖掘的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行接力開(kāi)挖，即三部反鏟分別布置在上、中、下3個(gè)平臺(tái)同時(shí)開(kāi)展工作，利用長(zhǎng)臂鏟可向下挖深8 m優(yōu)勢(shì)，將長(zhǎng)臂鏟布置在最底下一個(gè)平臺(tái)，負(fù)責(zé)挖掘下部礦石并轉(zhuǎn)至中間平臺(tái)，中間平臺(tái)的反鏟負(fù)責(zé)接力，將這部分礦石轉(zhuǎn)至最上面的平臺(tái)，最上面平臺(tái)的反鏟負(fù)責(zé)裝車(chē)，采用后退式開(kāi)采方式，這樣可一次性向下挖掘的總高度為16 m，可以減少公路開(kāi)拓[4]。

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)精心的準(zhǔn)備和強(qiáng)有力的組織保障措施以及采取超常規(guī)有效的開(kāi)采技術(shù)，使北采場(chǎng)露天底的礦石得以順利回采，在較短時(shí)間內(nèi)完成了強(qiáng)采工作，取得很好的成果，采場(chǎng)最后開(kāi)采到502 m水平，共采出錳礦石12 800多噸、半成品錳礦石60 000多噸，為企業(yè)儲(chǔ)存了能量，也為企業(yè)對(duì)提前下一步實(shí)施地采工作提前做好準(zhǔn)備，確保了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

[1] 福建省稀有稀土(集團(tuán))有限公司. 福建省連城縣蘭橋礦區(qū)錳礦2012年資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告[R].福建：連城， 2012.

[2] 劉仁剛. 露天高臺(tái)階作業(yè)在殘礦回收過(guò)程中的應(yīng)用[J]. 礦業(yè)快報(bào), 2002(20): 7-8.

[3] 陳國(guó)利. 2008年全國(guó)金屬礦山采礦專(zhuān)題、選礦專(zhuān)題學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流會(huì)論文集[C]//露天礦高強(qiáng)度開(kāi)采設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題. 忻州: 中國(guó)冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì), 2008.

[4] 宋在河. 談?wù)勚行⌒蜕畎悸短斓V的掘溝問(wèn)題[J]. 黑色金屬礦山通訊, 1993(4): 7-8.

MiningFieldMiningPracticeofNorthLanqiaoofLianchengManganeseMineofFujian

ZHU Jichun

(FujianLianchengManganeseMineCo.Ltd.,Liancheng,Fujian366215,China)

As continuous mining down in open-pit mines of north Lanqiao mine stope, mines have been transferred to the deep end of the open pit mining to reduce the production cost. It makes full recovery of ore resources safe in technically feasible and economically reasonable conditions of intensive mining, which is mining by force.

Deep concave open-pit mining; Mining by force; Production technique

2017-08-18

朱吉春(1973-)，男，福建連城人，研究方向：采礦系統(tǒng)工程，手機(jī)：18959029319,E-mail：382313584@qq.com.

TD854.7

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.027