農(nóng)軍寧

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧 530022)

0 前 言

廣西大新錳礦位于廣西大新縣下雷鎮(zhèn)，大新錳礦為一大型錳礦床，井下采礦主要采用分段空?qǐng)霾傻V法和淺孔留礦采礦法。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，南部礦段局部受褶皺影響，礦體傾向出現(xiàn)變化，由上往下為上部陡傾斜南傾、中部倒轉(zhuǎn)為緩傾斜北傾而后南傾、下部陡傾斜南傾。對(duì)采礦技術(shù)提高了要求，也給礦山安全生產(chǎn)帶來(lái)了很大的困難。針對(duì)220中段南部陡傾斜礦體受多個(gè)斷層褶皺影響引起礦體局部產(chǎn)狀發(fā)生較大變化，展開(kāi)了針對(duì)其采礦方法的研究和實(shí)踐。

1 礦山地質(zhì)概況

1.1 大新錳礦220中段36號(hào)采區(qū)

位于11號(hào)線和11a號(hào)線之間，該礦體為褶皺ZⅢ-11南翼，礦體走向約288(°)。礦體平均總厚度8.5 m，其中Ⅰ礦厚度2.1 m，品位20.55%；夾①厚度1.2 m，品位2.68%；Ⅱ礦厚度2.5～2.9 m，品位21.12%；夾②+Ⅲ礦厚度為1.5～2.6 m，品位17.66%；總平均地質(zhì)品位16.69%，出礦品位約14.19%。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

此段褶皺較為發(fā)育，為陡—緩傾斜交替礦體，有多組小斷層穿插，斷距不大，斷層接觸的地方巖層較為破碎。

1.3 水文地質(zhì)

坑道內(nèi)巖石多潮濕，在多組裂隙斜交地段、巖層接觸面常有滴水或滲水現(xiàn)象。

1.4 圍巖分級(jí)

巖層硅質(zhì)含量高，主要為硬質(zhì)巖，受地質(zhì)構(gòu)造影響較為嚴(yán)重，有少量斷層，節(jié)理發(fā)育，有層狀軟弱面夾層(如夾①的薄層狀構(gòu)造，泥質(zhì)夾層等)，產(chǎn)狀及組合關(guān)系尚不產(chǎn)生滑動(dòng)；層狀為薄層至中厚層，層間結(jié)合一般，含泥質(zhì)巖則結(jié)合差，多有分離現(xiàn)象；或?yàn)橛?、軟質(zhì)巖石混層，呈塊、碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，暴露時(shí)間長(zhǎng)，可能會(huì)出現(xiàn)局部小坍塌，側(cè)壁穩(wěn)定，層結(jié)合差的平緩巖層，頂板易塌落，為Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖，掘進(jìn)過(guò)程須加強(qiáng)頂板管理，視實(shí)際情況有必要采取錨桿或錨桿+錨網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)[1]。

2 開(kāi)采技術(shù)條件

大新錳礦南部礦段36號(hào)南礦房位于220中段礦體南部，在37號(hào)和36號(hào)天井之間，采幅高度50 m，東西走向。有多條斷層從采場(chǎng)中間斜穿而過(guò)，使得采場(chǎng)東西兩端礦體厚度和傾角變化較大。斷層以西，礦體靠近斷層較厚、遠(yuǎn)離斷層較薄；斷層以東，下部較薄而上部厚。受斷層的影響，礦體傾角復(fù)雜多變，下部陡為70(°)～85(°)，中部緩為20(°)，上部陡。采場(chǎng)受斷層、滑面層等地質(zhì)構(gòu)造的影響，在回采過(guò)程中易產(chǎn)生片幫冒頂現(xiàn)象，采礦工作安全受到嚴(yán)重影響。220～280 m中段符合平面圖見(jiàn)圖1。

圖1 220～280 m中段符合平面

礦體上盤(pán)為硅質(zhì)泥巖，下盤(pán)為灰?guī)r，礦石松散系數(shù)為1.5。礦石體重3.1 t/m3，巖石體重2.7 t/m3。礦石硬度系數(shù)f為8～12，礦巖工程地質(zhì)條件為中等穩(wěn)固。

3 采礦方法的確定

1)淺孔留礦法

1 220中段采準(zhǔn)巷；2 a號(hào)人行天井；3 b號(hào)人行天井；4 電耙道、鏟運(yùn)道；5 放礦溜井；6 放礦漏斗；7 人行井；8 探礦巷9 切割開(kāi)井；10 切割槽；11 上層鑿巖道；12 中層鑿巖道；13 下層鑿巖道；14 280水平回風(fēng)平巷

需要?jiǎng)趧?dòng)量較大，工作條件比較惡劣，鑿巖爆破頻繁，采場(chǎng)寬度大，敲幫問(wèn)頂工作繁重，安全系數(shù)低。把崩下礦石當(dāng)作工作平臺(tái)，放礦上下配合要求高，礦石內(nèi)的空隙，不均勻放礦，浮石都可能引發(fā)問(wèn)題，會(huì)帶來(lái)較大的風(fēng)險(xiǎn)。

2)中深孔留礦法

中深孔留礦法集合了階段空?qǐng)龇ê土舻V法的特點(diǎn)。崩下礦石不是作為工作平臺(tái)，而是留在采場(chǎng)用來(lái)支承上下盤(pán)圍巖。這種方法比起淺孔留礦法大大提高生產(chǎn)能力，減少人員進(jìn)入采場(chǎng)作業(yè)的安全隱患。

根據(jù)該礦段的地質(zhì)特征及安全條件方面，中深孔礦留礦法更為安全可靠。由此采用中深孔留礦法。

具體布置見(jiàn)圖2[2]。

3.1 采礦方法參數(shù)

1)上部陡傾斜礦體和中部緩傾斜礦體為一個(gè)采場(chǎng)單元。采場(chǎng)要素：人行通風(fēng)天井、切割天井、上分層鑿巖道、中分層南北鑿巖道、電耙道、漏斗喇叭口[3]。采場(chǎng)參數(shù)：長(zhǎng)60 m、陡傾斜段寬9.2 m、高30 m，緩傾斜段款20 m，高9.2 m。鑿巖道分段高15 m，間柱7 m，頂柱10 m(含上中段底柱6 m)，無(wú)底柱。

2)下部陡傾斜礦體為一個(gè)采場(chǎng)單元。采場(chǎng)要素：人行通風(fēng)天井、切割天井、上下分層鑿巖道、電耙道(鏟運(yùn)機(jī)道)、漏斗喇叭口(出礦進(jìn)路)。采場(chǎng)參數(shù)：長(zhǎng)60 m、寬9.2 m、高30 m。鑿巖道分段高15 m，間柱7 m，無(wú)頂柱，底柱6 m。

3.2 采準(zhǔn)切割工藝

采用反井鉆掘進(jìn)兩側(cè)人行通風(fēng)天井，在天井中采用Y-28氣退鑿巖鉆機(jī)掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)道(探礦道)到達(dá)礦體，探明中部緩傾斜礦體后，確定上采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)位置，掘進(jìn)底部結(jié)構(gòu)和鑿巖分段。在采場(chǎng)端部和中部分別掘進(jìn)切割天井及底部拉槽。

3.3 鑿巖爆破工藝

在鑿巖道內(nèi)，由上至下采用YGZ-90型鉆機(jī)施工排面垂直的上向扇形中深孔，中深孔孔底距1.8 m，排距1.7 m，切割槽(排面垂直的上向平行孔)孔底距和排距按0.5～0.7系數(shù)調(diào)整。采用BQF-100型裝藥器裝硝銨粉狀炸藥，以切割天井為自由面，底部拉槽為補(bǔ)償空間。采用20 m長(zhǎng)導(dǎo)爆管和毫秒雷管引爆，塑料導(dǎo)爆索傳爆，雙回路起爆，每孔裝2發(fā)雷管。

3.4 回采順序

先回采上部采場(chǎng)，上部采場(chǎng)回采結(jié)束后，回采下部采場(chǎng)。由西往東回采。

3.5 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)天井進(jìn)入礦房，沖刷采場(chǎng)后，污風(fēng)經(jīng)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[4]。

3.6 出礦工藝

上部采場(chǎng)崩落的礦石在底部結(jié)構(gòu)由電耙耙至溜礦井中，下部采場(chǎng)礦石由電耙或鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)至溜井中，在220 m中段經(jīng)振動(dòng)放礦機(jī)裝入礦車運(yùn)走。每次爆破出礦約為爆破量的33%，剩余礦石留作緩沖層和填充層，支撐頂?shù)装鍑鷰r。爆破完畢后，統(tǒng)一出礦。

4 存在問(wèn)題和改進(jìn)方向

1)存在問(wèn)題：①采切工程量大，采切比大；②機(jī)械化程度低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大；③上部底部結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的緩傾斜礦體采空區(qū)跨度大，圍巖容易冒落，造成貧化率高；④礦柱留設(shè)過(guò)多，回采率偏低；⑤爆破次數(shù)多，頻繁爆破振動(dòng)對(duì)頂板圍巖擾動(dòng)大，容易冒落，廢石混入率高。

2)改進(jìn)方向：①上部底部結(jié)構(gòu)可考慮采用鏟運(yùn)機(jī)出礦底部結(jié)構(gòu)，提高機(jī)械化水平；②緩傾斜段采用膠結(jié)充填采礦法，減少貧化和損失；③探討通過(guò)調(diào)整爆破參數(shù)，增加一次爆破量，減少爆破次數(shù)，以達(dá)到保護(hù)圍巖的目的。

5 生產(chǎn)應(yīng)用

將采場(chǎng)劃分為獨(dú)立的兩部分，以減少礦房的暴露面積消除因礦房暴露面積過(guò)大而帶來(lái)的安全隱患。中間留置臨時(shí)礦壁，可以減緩上盤(pán)圍巖垮塌。在下盤(pán)巖石中布置電耙道底部出礦結(jié)構(gòu)，使得放礦漏斗能夠按照實(shí)際礦體界線的變化掘進(jìn)滿足放礦需要，降低放礦過(guò)程中的損失和貧化。在220中段37號(hào)采區(qū)南應(yīng)用此方法，解決了回采作業(yè)中存在的安全問(wèn)題。

6 結(jié) 語(yǔ)

緩傾斜交替區(qū)域回采方案減少了礦房回采過(guò)程中的安全隱患，解決了類似礦體的回采問(wèn)題；最大限度的降低了礦石的損失和貧化；通過(guò)礦產(chǎn)資源的合理利用和有效手段，進(jìn)而達(dá)到安全高效的目的，為企業(yè)提升了礦山的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)實(shí)踐回采此方案是切實(shí)可行的，不僅具有廣泛的實(shí)用性和應(yīng)用性，同時(shí)也針對(duì)類似的生產(chǎn)設(shè)計(jì)條件下選擇與之相適用的方法積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。