吳沅聲，段志偉， 凌 南

(1.廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧 530022；2.中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司 大新錳礦分公司，廣西 大新 532315)

1 地質(zhì)概況與開采技術(shù)條件

廣西大新錳礦位于廣西大新縣境內(nèi)，礦區(qū)為一向東傾斜的復(fù)式向斜構(gòu)造，褶皺強(qiáng)烈，斷層繁多，嚴(yán)重破壞了礦層的形態(tài)，礦層產(chǎn)狀北翼平緩，多為傾斜至緩傾斜礦體，南翼大多為比較集中的急傾斜礦體，全礦礦體傾角由幾度至60(°)～80(°)，甚至陡立。礦體總長(zhǎng)約5 500 m，寬600～1 400 m，埋深0～300 m。

大新錳礦系大型淺海相沉積型錳礦床，由于長(zhǎng)期風(fēng)化作用而形成淺部氧化帶和深部原生帶兩部分。礦體呈層狀，共3層，層位穩(wěn)定，其間有兩層夾層，自下而上稱Ⅰ礦層、夾一、Ⅱ礦層、夾二、Ⅲ礦層。整個(gè)礦床為近東西走向的向斜構(gòu)造，向斜西端昂起，昂起端南北兩翼連續(xù)出露地表，東西長(zhǎng)9 km，南北寬2～2.5 km。

礦層賦存在上泥湓統(tǒng)榴江組泥灰?guī)r、鈣質(zhì)泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖等過渡巖相內(nèi)，屬沉積碳酸錳礦床，近地表為氧化錳礦。錳礦層共有3層，錳礦層產(chǎn)狀與圍巖一致呈層狀產(chǎn)出，層位穩(wěn)定。自上而下為Ⅲ礦層1.49～1.68 m，夾二0.5～1.0 m，Ⅱ礦層1.74～2.69 m，夾一2～10 m，Ⅰ礦層1.52～1.79 m。Ⅲ礦層直接頂板為硅質(zhì)巖，一般厚0.05～0.3 m，往上為硅質(zhì)灰?guī)r、泥巖，Ⅰ礦層直接底板為泥質(zhì)灰?guī)r、夾泥質(zhì)巖。礦石為碳酸錳礦f=10～15較穩(wěn)固。Ⅲ礦層頂板、Ⅰ礦層底板f=10～12，屬中等穩(wěn)固。地表為露天開采采場(chǎng)，且允許塌落。

2 采礦方法

南部礦段礦體形態(tài)較平穩(wěn)，+220 m及以上水平的礦體大部分為急傾斜礦體，一般傾角約為75(°)，其間夾二厚0.4～0.5 m，夾一平均厚2.18 m，且該地段地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、圍巖中等穩(wěn)固、完整性較好。鑒于夾二、夾一厚度較小，宜三層礦脈合采。采礦方法是設(shè)計(jì)院推薦的分段垂直中深孔落礦留礦法[1]。2008年在+340中段(中段高40 m)開始試驗(yàn)采礦，采用的是漏斗底部結(jié)構(gòu)，電耙出礦方式[2]。2011年+280 m中段開始回采(中段高60 m)。經(jīng)過10年的應(yīng)用實(shí)踐，形成現(xiàn)有的采礦方法。采礦方法如圖1所示。

1 中段運(yùn)輸巷；2 人行通風(fēng)天井；3 鑿巖道；4 電耙道；5 漏斗；6 底部拉槽；7切割天井；8裝礦溜井

2.1 工程布置

使用ZFY1.4/40/200(LM-200)天井鉆機(jī)每隔60 m在礦塊兩側(cè)開鑿人行通風(fēng)天井，使用YT-28鉆機(jī)分別在人行通風(fēng)天井對(duì)應(yīng)位置掘進(jìn)上中下層鑿巖道，根據(jù)下層鑿巖道揭露的礦巖情況和礦體傾角情況布置施工電耙道，掘進(jìn)漏斗與下層鑿巖道貫通，最后在礦房的一側(cè)掘進(jìn)切割天井及底部拉槽，完成采準(zhǔn)切割工程。

2.2 回采工藝

1)采場(chǎng)鑿巖爆破：采用YGZ-90鑿巖機(jī)配FJ-25型臺(tái)架在分段鑿巖平巷內(nèi)鉆鑿垂直扇形中深孔，孔徑60～65 mm，最小抵抗線1.7 m，孔距1.7～1.8 m。采場(chǎng)爆破使用散裝硝銨炸藥，采用BQ-100裝藥器裝藥，導(dǎo)爆管雷管起爆的毫秒延期擠壓爆破[3]，每次爆破2～3排孔。

2)回采順序：礦塊的回采順序自上而下，單側(cè)推進(jìn)，上分段超前下分段1～2個(gè)爆破步距。

3)采場(chǎng)出礦：每次爆破后，出礦量為一次崩礦量的70%左右，確保下次爆破作業(yè)有足夠補(bǔ)償空間，其余礦石暫留采場(chǎng)內(nèi)支護(hù)空區(qū)；采用2DPJ-30型電耙將礦石耙至溜井中，將礦石放至本中段運(yùn)輸穿脈使用振動(dòng)放礦機(jī)裝至礦車。在斗穿或電耙道內(nèi)對(duì)大塊礦石進(jìn)行二次破碎，確保塊度小于600 mm。

4)礦柱回收：礦房頂柱不回收，間柱隨礦房后期一起爆破回收3.5 m；底部結(jié)構(gòu)待出礦結(jié)束后，將電耙道改造為塹溝結(jié)構(gòu)，鏟運(yùn)機(jī)出礦進(jìn)行局部回收。

5)頂板管理及空區(qū)處理：頂板不支護(hù)，空區(qū)自然冒落或強(qiáng)制崩落頂板充填空區(qū)[4]。

2.3 采場(chǎng)通風(fēng)

新鮮風(fēng)流由下中段采準(zhǔn)運(yùn)輸巷經(jīng)人行通風(fēng)天井、聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入采場(chǎng)各工作面，污風(fēng)經(jīng)采場(chǎng)另一側(cè)的天井進(jìn)入上中段回風(fēng)巷道進(jìn)入主回風(fēng)道，由主扇風(fēng)機(jī)抽出地表。

2.4 采礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

該采礦方法從2008年+340 m中段試驗(yàn)開采至今，已經(jīng)應(yīng)用了10余年，分別應(yīng)用于+380 m中段、+340 m中段、+280 m中段，合計(jì)回采了55個(gè)礦房，生產(chǎn)約300萬t礦石。采礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：中深孔鑿巖臺(tái)班工效60 m/臺(tái)班；電耙出礦臺(tái)班工效280～320 t/臺(tái)班；炸藥綜合單耗0.35 kg/t；每米崩礦量5.6 t/m；采礦貧化率15.82%；采礦損失率20.1%；萬噸采切比455.6 m3/萬噸；礦塊生產(chǎn)能力9.2～9.5萬t/a。

3 實(shí)踐結(jié)果分析

3.1 優(yōu)點(diǎn)

1)合理地回收礦房間柱和底部結(jié)構(gòu)，回采率和貧化率基本符合設(shè)計(jì)要求；

2)切割槽布置在礦房一側(cè)，合理地把礦房回采順序從設(shè)計(jì)推薦中間往兩側(cè)回采調(diào)整為從一側(cè)往另一側(cè)單向回采，減少相鄰礦房回采后期聯(lián)合大爆破的次數(shù)，降低了對(duì)預(yù)留間柱的爆破破壞，盡可能避免了相鄰礦房空區(qū)串聯(lián)成片，消除相應(yīng)的安全隱患；

3)回采作業(yè)采取擠壓爆破的方式并選取較大的中深孔鑿巖參數(shù)，取得比較好的爆破效果，有效控制回采過程中空區(qū)圍巖混入，并降低了爆破器材單耗；

4)使用LM-200型天井鉆機(jī)鉆鑿天井，有效地解決了傳統(tǒng)人工作業(yè)方式施工天井的安全風(fēng)險(xiǎn)和勞動(dòng)強(qiáng)度；

5)采空區(qū)自然崩落圍巖充填空區(qū)，合理使用間柱支撐礦房，避免井下空區(qū)聯(lián)通成片導(dǎo)致暴露面積過大，確保井下生產(chǎn)安全。

3.2 存在的缺點(diǎn)

1)該采礦方法在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜或傾角低于65(°)的采場(chǎng)內(nèi)易發(fā)生頂板冒落，造成比較大的貧化和損失，較為適用傾角65(°)及以上中厚礦體，對(duì)產(chǎn)狀變化較大的礦體適應(yīng)性有限[5]；

2)該方法留有必要的礦柱支撐礦房，沒辦法完全回收，造成一定的資源浪費(fèi)；

3)此采礦方法采取空?qǐng)鎏幹貌煽諈^(qū)，造成頂柱存在一定的冒落且無一定規(guī)律，對(duì)空區(qū)的管控不利。

4 結(jié) 語

分段垂直中深孔落礦留礦法在大新錳礦急傾斜中厚礦體開采上取得了不錯(cuò)的成效，但是存在作業(yè)機(jī)械化程度不高、礦石回收率相對(duì)偏低、空區(qū)管控有限等問題。隨著采礦設(shè)備和采礦方法的發(fā)展，今后需要加強(qiáng)引進(jìn)機(jī)械設(shè)備，提高機(jī)械化水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度并改善環(huán)衛(wèi)條件；同時(shí)，合理利用誘導(dǎo)冒落的原理加強(qiáng)對(duì)空區(qū)的處置和管控，充分回采礦柱提高回采率。