吳沅聲

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧 530022)

1 生產實踐概況

廣西大新錳礦地下開采自1999年開始試采，目前已開采深度為220水平以上。常用采礦方法有3種：①中部傾斜及急傾斜礦體采用垂直扇形中深孔落礦留礦法;②端部傾斜薄礦體采用淺孔留礦法；③西南西北緩傾斜薄礦體采用房柱法。在220中段6號～12號之間賦存有部分傾角為5(°)～28(°)，Ⅰ、夾一、Ⅱ+Ⅲ厚度為8～10.5 m的礦體。上述3種常用采礦方法已不適應回采此區(qū)域礦體，需重新選擇和試驗適合此礦體的采礦方法。

大新錳礦自2018年起在中部220中段10號～12號線之間的緩傾斜中厚礦體進行了試驗開采。采礦方法為房柱法，鑿巖臺車鑿巖、扇形中深孔分次爆破、鏟運機出礦的機械化配套方式。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ層礦石與夾一、夾二混采。礦塊沿走向布置，長度60 m，寬度12 m，礦房厚度9 m，沿走向條形礦柱3 m，間柱6 m。沿走向和傾向方向上均采用后退式回采。試驗取得了一些經驗，但也暴露了一些問題，主要是頂板圍巖過快地冒落，礦石損失率和貧化率超過設計指標，空區(qū)頂板冒落對出礦及后續(xù)裝藥爆破造成很大的安全威脅，出礦效率低，綜合成本較高。綜上所述，該房柱法安全可靠性差，成本較高，不適合大范圍的推廣應用。故需繼續(xù)試驗其他合適的采礦方法。

2 工程地質條件

采礦方法試驗在220中段6號～8號勘探線之間中厚緩傾斜礦體進行。該區(qū)域礦層賦存在上泥盆統(tǒng)榴江組泥灰?guī)r、鈣質泥灰?guī)r、硅質巖等過渡巖相內。錳礦層共有3層，錳礦層產狀與圍巖一致呈層狀產出，層位穩(wěn)定。自上而下為Ⅲ礦層1.5～1.8 m，夾二0.1～0.3 m；Ⅱ礦層1.9～2.7 m，夾一1.5～1.9 m，Ⅰ礦層1.6～1.8 m。礦體向斜由南翼往北延伸，傾角5(°)～25(°)，礦體東西走向，西高東低，傾角5(°)～15(°)。Ⅲ礦層直接頂板為硅質巖，一般厚0.05～0.3 m，往上為硅質灰?guī)r、泥巖，Ⅰ礦層直接底板為泥質灰?guī)r、夾泥質巖。礦石為碳酸錳礦f為10～15。Ⅲ礦層頂板、Ⅰ礦層底板f為10。地表為開采露天采場，允許地表塌落。

3 采礦方法

設計采用底盤漏斗法回采[1]，人員和設備在有可靠保護的底盤漏斗下出礦，不再進入或在臨近空區(qū)出礦。使用臺車鑿巖，鏟運機出礦工藝，封閉空區(qū)，頂板自然冒落充填空區(qū)。通過采礦方法的合理應用及機械設備的使用，試驗出適合本礦山緩傾斜中厚礦體的安全有效的采礦方法。

試驗采場為220中段7號勘探線附近的23號緩傾斜采場。采場礦體南北方向傾角19(°)，東西方向傾角5(°)，平均厚19.2 m，礦體圍巖為塊狀結構的堅硬巖體，新鮮或微風化，受地質構造影響，巖層節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙微張或局部張開，稍有方解石充填，有少量小型斷層等軟弱帶，落差小于0.5 m，層間結合基本良好，圍巖屬Ⅱ級基本穩(wěn)定型，斷層、褶皺處降為Ⅲ級圍巖。采礦方法為底盤漏斗空場法[2]。

3.1 礦房參數

礦房走向長60 m，傾向寬23 m,厚度10.2 m，走向連續(xù)間柱7 m，傾向連續(xù)間柱3 m。采空區(qū)面積1 060 m2，體積10 812 m3，預計采出礦量約3.4 萬t。

3.2 工程布置

采切工程由溜礦井、聯(lián)絡道、鑿巖道、底部拉槽、切割天井、鏟運機道、進路及漏斗組成。

掘進設備上山到達礦體，在23號穿脈掘進溜礦井貫通設備上山。在礦體中掘進南北兩條鑿巖道，鑿巖道之間的距離為10 m。在兩條鑿巖道的中間下盤8 m處掘進鏟運機道，在鏟運機道兩側分別掘進出礦進路，在進路中掘進漏斗貫通鑿巖道，并擴成喇叭口。在礦房中部掘進底部拉槽，在北側拉槽處掘進切割天井。采切巷道不支護，局部不穩(wěn)定段使用錨網支護[3]。采場結構如圖1所示。

1 采準運輸巷；2 溜礦井；3 鏟運機上山；4 鏟運機道；5 漏斗；6 拉底；7 聯(lián)絡道；8 鑿巖天井；9 永久間柱；10 臨時間柱；11 炮孔

3.3 回采順序

沿傾向由南往北回采，采場從中間往兩邊回采。

3.4 回采工藝

1)采場鑿巖，采用YGZ-90鉆機在鑿巖道上鉆鑿垂直扇形孔，孔徑65 mm，炮孔排距1.6 m，孔底距1.6 m，切割槽炮孔排距1.2 m，孔底距1.2 m。

2)采場爆破，采用BQF-100型裝藥器裝粉狀硝銨炸藥，塑料導爆索孔內傳爆，每孔裝2發(fā)20 m毫秒導爆管雷管，雙回路起爆。以底部拉槽為自由面，礦房分3次爆破，第1次為切割拉槽爆破，第2次為擴槽爆破，第3次為采場爆破[4]，根據巖石碎脹系數、補償空間與深孔爆破的關系，爆破補償系數取50%。

3)采場出礦，采用 WJD-1電動鏟運機出礦，轉運至采場溜井，經振動漏斗裝入2 m3礦車，10 t電機車轉運至中段礦倉。

4)礦柱回收，南北方向礦房間的臨時礦柱厚度3 m,留置目的是爆破下一個礦房時，礦石不拋擲到相鄰采空區(qū)。根據近年房柱法回采的統(tǒng)計，在相鄰礦房爆破完畢約1個月后會自然垮塌，部分可以通過底部漏斗回收，盤區(qū)間連續(xù)礦柱不回收。

5)頂板管理及空區(qū)處理，頂板不支護，封閉采空區(qū)，頂板自然冒落充填空區(qū)[2]。

3.5 采場通風

新鮮風流由中段采準運輸巷經鏟運機上山等巷道進入礦房，進入采場污風經南側采場回風天井進入上中段回風道，由主扇風機抽出地表。

3.6 采礦主要技術經濟指標

采礦主要技術經濟指標：①中深孔鑿巖工效60 m/臺班；②鏟運機出礦臺工效 800 t/臺班；③平均炸藥單耗0.35 kg/t；④礦房地質儲量 4.2萬t；⑤出礦統(tǒng)計量 3.55萬t；⑥采礦貧化率15%；⑦采礦回采率84.5%；⑧萬噸采切比974.2 m3/萬t；⑨礦石中434.2 m3/萬t；⑩巖石中540 m3/萬t。

4 結 論

220-23號緩傾斜采場從2020年9月布置采準切割，2021年4月爆破出礦，2021年6月出礦完畢，試驗取得圓滿成功，各項指標均達到設計指標，優(yōu)于房柱法指標，目前大新錳礦南部礦段緩傾斜中厚礦體均采用該方法回采。試驗證明底盤漏斗空場法具有以下特點：①底部結構出礦，有效避免采空區(qū)冒頂傷害的隱患，安全性高；②礦房爆破次數少，爆破對頂板的擾動較小，可以維持至礦石出完，貧化率可以有效控制，出礦效率高；③可以形成多個礦房同時回采，生產能力大；④礦石回采率較高；⑤在構造復雜的采場頂板容易冒頂，可能造成比較大的損失及貧化；⑥采準切割巖石比高，采礦成本偏高。

該方法有效避免了人員進入空區(qū)的隱患，雖然采礦成本較高，但通過提高礦石回采率，降低了綜合成本。在安全可靠性和經濟合理性上具有推廣的意義。