傅林

(云南省鶴慶錳業(yè)有限責任公司，云南鶴慶671500)

采礦

某錳礦采礦方法的技術改進

傅林

(云南省鶴慶錳業(yè)有限責任公司，云南鶴慶671500)

某錳礦東區(qū)緩傾斜薄至中厚礦體，占礦區(qū)資源儲量約80%，開采后期礦體賦存條件復雜多變，屬于難開采礦體。如何安全、有效地回收寶貴的地下礦產(chǎn)資源，選擇針對性較強的采礦工藝很關鍵。該礦山企業(yè)曾經(jīng)工業(yè)試驗成功并推廣應用的人工柱錨桿護頂房柱法，生產(chǎn)后期暴露出適用性不足的問題，改用盤區(qū)式進路膠結充填法后，取得了積極效果。

錳礦;緩傾斜礦體;采礦方法;盤區(qū)式進路膠結充填法

我國錳礦資源尤其是富錳資源嚴重缺乏［1］，因此如何安全、有效地回收寶貴的地下礦產(chǎn)資源，選擇針對性較強的采礦工藝很關鍵。

某錳礦曾經(jīng)工業(yè)試驗成功并推廣應用的人工柱錨桿護頂房柱法，后期暴露出適應性不強、安全可靠性不足及資源回收率偏低等問題。本著“因礦生法”的原則，經(jīng)過不斷探索，對原采礦方法進行了積極改進，提出了盤區(qū)式進路膠結充填采礦法，實踐中已取得了良好效果。

1 開采技術條件

某錳礦小天井礦段分東區(qū)和西區(qū)，其中東區(qū)占礦區(qū)資源儲量的80%，是開采的重點地段。東區(qū)礦體呈單斜層狀賦存于三疊系上統(tǒng)松桂組(T3sn2)底部，礦體頂板主要為硅鈣質(zhì)層，局部為灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥巖、含炭質(zhì)泥巖;底板為淺色泥巖夾薄層灰?guī)r。礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖一致，總體北西—南東向展布，傾向北東，傾角為緩傾斜至傾斜。礦體厚度為薄至中厚，平均4 m，局部厚度可達6～8 m。礦區(qū)資源為低磷低鐵高品位碳酸錳、氧化錳礦石為主，累計查明資源儲量約242萬t。

經(jīng)過近40年的開采，該礦小天井礦段東區(qū)開采進入下部地段，礦區(qū)地質(zhì)構造復雜，斷層、褶皺發(fā)育。礦體受斷層影響，沿傾斜方向錯段位2～3段，每段斜長6～15 m，斷距5～10 m不等;頂?shù)拙哂邪迤鸱兓?、下緩上陡、礦體厚度不均等特點，屬于難采礦床。

礦床水文地質(zhì)屬以裂隙——溶蝕裂隙巖溶水直接充水為主的中等類型;礦區(qū)工程地質(zhì)屬層狀巖類和構造碎裂巖體為主的中等偏復雜類型;礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量為以次生環(huán)境地質(zhì)問題為主的中等類型。

2 原人工柱錨桿護頂房柱法概況

20世紀90年代初在該錳礦小天井礦段東區(qū)工業(yè)試驗成功人工柱錨桿護頂房柱法并推廣應用，曾獲原冶金工業(yè)部科技進步三等獎。人工柱錨桿護頂房柱法實質(zhì)是普通房柱法的演變，即用人工柱代替(置換)礦柱，以提高礦產(chǎn)資源回收率［2］。

2．1采場結構參數(shù)

中段高度20 m，礦房斜長35～40 m，采場寬度9～11 m，間柱寬3 m，礦房凈跨度6～8 m，人工間柱規(guī)格:上寬×斜長×高=2．2 m×5 m×4 m，間距4～6 m，人工底柱規(guī)格:寬×長×高=2．5 m× 4．8 m×3 m，底柱間距2 m，相鄰人工底柱間空間作為電耙絞車硐室(見圖1)。

2．2采切工程布置

中段運輸巷道布置在下盤脈外;每個礦房設置一條放礦漏斗(短溜井)，漏斗間距9～11 m，布置在礦房一側，兼顧上山掘進和礦房回采時出礦;拉底巷道沿底板掘進，規(guī)格為寬×高=2m×2m;采準上山沿底板逆傾斜在采場間柱位置上掘并與上中段回風巷道貫通，規(guī)格為寬×高=2．5 m×2．5 m，作為采場行人、運料、通風的通道。在中段運輸巷道每隔20～30 m布置一條通往拉底巷道的人行聯(lián)絡道，規(guī)格為寬×高=2 m×2 m。

圖1人工柱法錨桿護頂房柱法示意

2．3回采過程

采場回采按第一步驟間柱回采、人工柱砌筑;第二部礦房回采順序進行。

2．3．1人工柱砌筑

首先對拉底巷道、采準上山依次擴幫壓頂，產(chǎn)生的礦石通過漏斗放出。人工柱砌筑順序先拉底水平的底柱砌筑，然后在上山中由下而上依次砌筑間柱。

2．3．2回采與頂板維護

人工礦柱砌筑超前回采2～3個采場;回采采用分層淺孔落礦，上分層超前切頂;采場礦石采用電耙絞車運搬。礦房頂板采用錨桿+金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。

2．3．3空區(qū)處理與地壓管理

對形成的采空區(qū)采用崩垮人工柱及淺孔鑿巖放頂方式處理采空區(qū)，卸壓并緩解周圍應力集中［3］。

3 改進后的盤區(qū)式進路膠結充填采礦法

3．1結構參數(shù)

中段高度20 m，中段上沿走向每隔30～50 m劃分為一個盤區(qū)，礦房斜長一般15～45 m(斜長與傾角、斷層、連續(xù)性等關聯(lián))。盤區(qū)下部沿走向布置脈內(nèi)分層道，分層道規(guī)格為寬×高=3 m×3 m;沿傾向方向均按寬度4～5 m劃分為條帶型礦房礦柱，礦房礦柱間隔布置，規(guī)格均為寬×高=4 m×礦體厚度，寬度可適度調(diào)整(見圖2)。

圖2盤區(qū)式進路膠結充填法示意

3．2采切工程布置

中段運輸巷道布置在下盤脈外:每個盤區(qū)設置一條放短溜井，漏斗間距9～11 m，布置在分層道一側;分層道沿底板掘進，規(guī)格為寬×高=3 m×3 m;在中段運輸巷道每隔30 m布置一條通往分層道的人行聯(lián)絡道，規(guī)格為寬×高=2 m×2 m。

3．3回采過程

盤區(qū)采切工程形成后分兩期回采，即一期回采礦房，二期回采礦柱。

礦房回采:當?shù)V房厚度≤4 m時，全斷面落礦;當厚度＞4 m時，一般分上下兩層回采，先回采下層礦，再回采上層礦。礦房出礦結束后對礦房進行充填并接頂，充填體具有人工礦柱的作用。充填材料有脈外掘進產(chǎn)生的廢石、人工拌制的充填體，單軸抗壓強度約3～5 MPa。

礦柱回采:落礦、礦石運搬方式與礦房相同，不同點無礦柱充填工序，礦柱回采結束后對采空區(qū)處理方式為劃分相對獨立單元并永久性封堵隔離(必要時堆放部分井下脈外廢石)。

4 結語

該礦采用的盤區(qū)式進路膠結充填法實質(zhì)上是進路充填采礦法與房柱法的結合(演變)，實踐中已取得明顯的效果:

1)可更好地適應該礦礦體變化大的實際情況，克服了部分塊段礦體較厚，人工柱砌筑難的問題;

2)礦石損失率可控制在3%以內(nèi)，有效地提高了礦產(chǎn)資源開采回收率;

3)采場跨度控制在5 m內(nèi)，可有效防范采場頂板因穩(wěn)定性不足而出現(xiàn)的冒頂現(xiàn)象，有利于安全生產(chǎn);

4)有利于井下產(chǎn)生廢石利用，同時有效減輕采礦引起巖移對地表產(chǎn)生不利影響。

按“因礦生法”的原則選擇礦山適用的采礦方法很關鍵，該錳礦改進采礦方法的做法對類似礦山有借鑒作用。

［1］劉陟娜，徐虹，王秋舒，等．中國錳礦供需現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展建議［J］．資源與產(chǎn)業(yè)，2015(06):38－43．

［2］楊興明．人工柱錨桿房柱法在鶴慶錳礦的應用［J］．云南冶金，1994(11):6－9．

［3］楊興明．人工桿柱房柱法回采空區(qū)處理實踐［J］．云南冶金，1996(1):12－14．

An Improvement of Mining Method in a Manganese Mine

FU Lin
(Yunnan Heqing Manganese Industry Co．Ltd．，Heqing，Yunnan 671500，China)

An eastern region in a manganese mine is gently inclined to medium-thick orebody with its mining area reserves of about 80%．Its mined ore in late conditions is complicated and difficult to open mines．How to effectively reclaim valuable underground mineral resources and how to safely choose the specific mining process is critical．The mining enterprises had made a successful industrial test．The application of artificial column bolt roof support in a pillar-and-room method was later exposed in the lack of applicability．We have changed to use a panel approaching after cementing filling-method to achieve positive results．

Manganese ore;Slow-declining orebodies;Mining methods;Cemented filling-methods

TD861．2

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．024

2016－12－21

傅林(1969－)，男，云南鶴慶人，采礦工程師，生產(chǎn)技術部部長，研究方向:金屬礦山地下開采，手機:13987247320，E-mail:308903088@qq．com．