袁 寧

（江西大吉山鎢業(yè)有限公司，江西 全南 341801）

0 引言

大吉山礦區(qū)是含鎢石英脈大脈型黑鎢礦床，礦床自南向北賦存有三條礦帶組，分別稱之為南組、中組和北組。礦田面積達(dá)1.47km2，屬贛南鎢礦生產(chǎn)規(guī)模最大的礦山。該礦區(qū)1958年10月1日開始正規(guī)的機(jī)械化開采，采取平窿—豎井—溜井的聯(lián)合開拓方式，階段高50m，采礦方法主要有淺眼留礦法、階段礦房法等［1］。

階段礦房法主要在礦區(qū)南組的西翼和中組的東翼厚脈帶礦體中應(yīng)用，通過長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐與探索，取得了明顯的效果。目前是大吉山礦區(qū)主要的采礦方法之一，為礦山的生產(chǎn)起到了重要作用。

1 地質(zhì)條件概況

礦床屬于內(nèi)生礦床巖漿期后的氧化高溫?zé)嵋毫严冻涮睢u錳鐵礦—石英礦系大脈或大脈帶礦床。賦存于寒武系變質(zhì)巖系中，位于南嶺東西向復(fù)雜構(gòu)造帶中段的中部，在區(qū)域性北東向褶皺的復(fù)合部位。

礦床內(nèi)有工業(yè)價(jià)值的獨(dú)立大脈和細(xì)脈共81條，單脈厚度0.1～3m，平均0.4m，礦脈帶走向285～300°，傾向東北，傾角70～80°，賦存標(biāo)高960～200m，平均走向長(zhǎng)1150m，寬1600m，沿傾斜延伸525m，脈石的平均品位1.654％。礦脈在水平呈密集平行的礦脈群，長(zhǎng)300～950m，由南至北呈三帶賦存，即南組、中組和北組礦帶，距離約150m。

南組礦脈寬、品位高、礦量大，但礦帶內(nèi)構(gòu)造相對(duì)發(fā)育，礦巖條件相對(duì)較差；北組礦帶礦脈的間距相對(duì)較大、脈幅小，構(gòu)造發(fā)育程度低、礦巖條件好；中組礦帶介于南北組礦帶之間，與南組略有相似。各組礦帶之礦脈有中間厚大，兩端分支尖小。礦脈在垂直方向上，呈現(xiàn)中間大，上下兩端變小，總體上有東高西低，底邊近水平的不等邊三角形狀。

圍巖為變質(zhì)砂巖、砂質(zhì)板巖、閃長(zhǎng)巖和花崗巖，主要有砂板巖、閃長(zhǎng)巖，礦巖硬度系數(shù)f=8～14，礦巖的接觸比較明顯，較易分離，礦巖總體上屬穩(wěn)固和中等穩(wěn)固。礦區(qū)屬于巖層堅(jiān)硬、水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦床。

2 階段礦房法應(yīng)用簡(jiǎn)介

2.1 采礦方法結(jié)構(gòu)及構(gòu)成要素

根據(jù)礦體厚度，采取沿礦脈帶走向或垂直礦體走向布置礦塊，一般沿礦脈帶走向布置。礦塊又劃分為礦房與間柱，礦房留有頂柱和底柱。礦房長(zhǎng)度25～50m，礦房寬度10～25m，中段高度50～58m，間柱寬度7～14m，底柱厚度7～8m，頂柱厚6～9m，裝礦機(jī)道間距6～8m，采場(chǎng)結(jié)構(gòu)布置詳見圖1。

2.2 采切工程布置

2.2.1 采準(zhǔn)工程

主要包括采準(zhǔn)平巷、采準(zhǔn)天井（人行設(shè)備通風(fēng)）、鑿巖硐室和出礦底部結(jié)構(gòu)等。

采準(zhǔn)平巷：斷面規(guī)格為2.2m×2.4m，分脈內(nèi)和脈外兩種布置方式。礦房上、下盤有探礦沿脈坑道者，設(shè)計(jì)采取脈內(nèi)布方式；脈外布置方式無探礦坑道者，一般在下盤掘進(jìn)脈外采準(zhǔn)平巷，以靠近采區(qū)上、下盤圍巖內(nèi)為宜，并在間柱內(nèi)開掘穿脈橫巷與其連通，形成采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)。

圖1 階段礦房法結(jié)構(gòu)布置圖

采準(zhǔn)天井：斷面規(guī)格為1.4m×2.6m，布置在礦房?jī)蓚?cè)的間柱內(nèi)，采用對(duì)角式或下盤對(duì)稱布置，為人行設(shè)備通道和通風(fēng)作用。

鑿巖硐室：規(guī)格為3.2m×3.2m×3.5m，自采準(zhǔn)天井向礦房側(cè)掘進(jìn)，分垂直扇形側(cè)通崩礦的鑿巖平巷，或水平扇形向下崩礦的鑿巖硐室，垂直崩礦分層高度為10～15m，水平扇形向下崩礦分層高度為6～8m，是鑿巖爆破施工的作業(yè)空間。

采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)：采用平底礦裝機(jī)道出礦底部結(jié)構(gòu)。在礦塊上盤或下盤的脈外運(yùn)輸平巷內(nèi)布置裝礦機(jī)道，裝礦機(jī)道必須揭露礦體，并與運(yùn)輸平巷成“丁”字形。裝礦機(jī)道斷面規(guī)格為2.4m×2.6m，長(zhǎng)度為7～10m，間距為7～9m。

2.2.2 采場(chǎng)切割

也稱之拉底，通常分兩步進(jìn)行。第一步，在采場(chǎng)兩端布置人行通風(fēng)天井，利用“丁”字形裝礦機(jī)道沿采場(chǎng)走向多頭展開拉底，將各裝礦機(jī)道和采場(chǎng)兩端的人行通風(fēng)天井拉通，形成拉底坑道，利用拉底坑道來控制采場(chǎng)上盤或下盤的礦體邊界線，利用“丁”字形裝礦機(jī)道出礦，以淺眼留礦法方式，沿礦房全長(zhǎng)向上采至設(shè)計(jì)高度，形成2～4m寬的切割槽，切割槽高度一般為25～30m。第二步是在采準(zhǔn)平巷中布置拉底天井，在天井中分層布置鑿巖巷道，在鑿巖巷道中布置垂直扇形深孔，利用切割槽為自由面，向切割槽側(cè)面崩礦，爆破形成拉底空間。拉底天井高度15～20m，分層高度7～10m，鑿巖巷道斷面3.5m×3.5m。

2.3 回采工藝

采場(chǎng)回采工藝主要有鑿巖、裝藥爆破、采場(chǎng)通風(fēng)、采場(chǎng)出礦和采場(chǎng)空區(qū)處理等。

（1）鑿巖：使用BA-100型潛孔鉆機(jī)鑿巖，釬頭直徑100～130mm，炮孔長(zhǎng)5～25m。鑿巖在鑿巖巷道或硐室內(nèi)進(jìn)行。炮孔排列有水平扇形、傾斜扇形、垂直扇形和束狀炮孔，炮孔直徑100～130mm，藥包直徑85mm；最小抵抗線一般為3m，孔底距一般為最小抵抗線的0.95～1.3倍。礦房和礦柱炮孔采取一次鑿?fù)辍?/p>

（2）爆破：采取分次爆破，即先礦房，后礦柱的崩礦方式。礦房根據(jù)補(bǔ)償空間和生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行分次崩礦，房采爆破次數(shù)一般分2次完成，補(bǔ)償空間系數(shù)20％～30％。礦房采完后接著回采礦柱，間柱、頂柱和底柱同時(shí)爆破，采用雷管分段控制，先崩間柱、其次崩頂柱、后崩底柱的起爆順序進(jìn)行。炮孔裝藥采用人工裝柱狀藥包，裝藥系數(shù)為75％～85％。起爆采取三路起爆方式，即一個(gè)炮孔裝兩個(gè)非電毫秒雷管起爆藥包和一根導(dǎo)爆索起爆藥包。爆破網(wǎng)路為：硐室內(nèi)的同段炮孔用導(dǎo)爆索相連，硐室之間的爆破網(wǎng)路采用導(dǎo)爆管串聯(lián)，天井之間的爆破網(wǎng)路采用導(dǎo)爆管并聯(lián)，最后用長(zhǎng)延時(shí)導(dǎo)爆管雷管，用擊發(fā)器一次擊發(fā)起爆。

（3）采場(chǎng)通風(fēng)：采取自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式。采切工程施工中，一般采取局扇機(jī)械通風(fēng)，深孔鑿巖時(shí)，采用自然通風(fēng)方式；回采大爆破后，采取局扇和主扇等機(jī)械通風(fēng)。新風(fēng)由下中段運(yùn)輸平巷進(jìn)入采場(chǎng)，洗清采掘工作面后，污風(fēng)由采準(zhǔn)天井或采空區(qū)排至上中段回風(fēng)巷。

（4）采場(chǎng)出礦：采場(chǎng)崩落的礦石下落到采場(chǎng)底部，并溜入到采場(chǎng)底部的裝礦機(jī)道內(nèi)。使用裝礦機(jī)在裝礦機(jī)道直接將礦石裝入停放在運(yùn)輸平巷的礦車上。

（5）采空區(qū)處理：利用圍巖自然崩落或上部中段的廢石進(jìn)行充填處理，一般在采場(chǎng)出完礦后，擇時(shí)進(jìn)行［2］。

2.4 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：

采場(chǎng)生產(chǎn)能力t/d 200～400

礦房與礦柱礦量之比 3∶2

采礦臺(tái)效t/臺(tái) 90～180

裝礦機(jī)裝礦工班效率t/工班 20～30

采礦貧化率％ 85～90

采礦損失率％ 5～6

大塊產(chǎn)出率％ 13～20

每米炮孔崩礦量t/m 13～18

單位炸藥消耗量kg/t0.30～0.35

一次單位炸藥消耗量kg/t0.23～0.25

二次單位炸藥消耗量kg/t0.11～0.13

3 存在問題及其改進(jìn)措施與建議

（1）炮孔施工質(zhì)量難于保證，大塊產(chǎn)出率高。使用БA-100型鉆機(jī)進(jìn)行深孔鑿巖，炮孔一般采用水平扇形、傾斜扇形、垂直扇形和束狀布置，炮眼排間距3～3.2m，孔底距3.2～3.5m，孔深一般5～25m。在硐室內(nèi)鑿巖施工存在問題有：一是硐室內(nèi)孔口炮眼過于密集，而孔底炮眼分布過寬，導(dǎo)致炸藥分布不均勻，大塊產(chǎn)出率較高；二是炮眼深度在超過10m時(shí)，炮眼施工的方位和傾角容易偏離設(shè)計(jì)值，炮眼施工的合格率低。建議在鑿巖硐室施工時(shí)，盡可能保證各邊幫的平整，便于炮孔開鉆定位，此外，在設(shè)計(jì)炮孔時(shí)，孔深控制在15m以內(nèi)，炮孔施工應(yīng)保持機(jī)架的穩(wěn)定。

（2）采場(chǎng)殘留部分礦石。階段礦房法采取平底出礦，采場(chǎng)的底部裝礦機(jī)道之間脊部，以及礦房因覆蓋巖下放礦橢球體以外的邊角將不可避免會(huì)殘留部分礦石。通過生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)一些經(jīng)驗(yàn)：對(duì)于采場(chǎng)底部為平底結(jié)構(gòu)，可在原出礦道之間新掘裝礦進(jìn)路進(jìn)入采區(qū)礦房邊界內(nèi)，并在新掘的裝礦進(jìn)路恰當(dāng)?shù)奈恢檬┕ひV口，由引礦口向上鑿深孔爆破引礦。

（3）大爆破生產(chǎn)施工、組織相對(duì)復(fù)雜。原采用秒差電雷管、毫秒微差電雷管的起爆系統(tǒng)，該系統(tǒng)爆破網(wǎng)路復(fù)雜繁瑣，受井下雜散電流的影響，存在一定的安全隱患。目前采取導(dǎo)爆管—非電毫秒雷管的起爆系統(tǒng)，采用長(zhǎng)延時(shí)導(dǎo)爆管雷管，用DBG-2型導(dǎo)爆管擊發(fā)器一次擊發(fā)起爆。該系統(tǒng)爆破網(wǎng)路的連接操作簡(jiǎn)單，既防電，又防水，克服了電雷管起爆系統(tǒng)的不足，爆破方法安全可靠。但目前的裝藥方式仍采用人工柱狀藥包裝藥方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易卡炮棍，造成炮眼報(bào)廢而影響爆破效果，建議采用裝藥器裝粉狀炸藥。

（4）崩礦爆破對(duì)周邊破壞大。采場(chǎng)崩礦一次爆破的炸藥量大，一般在1～15t左右，爆破產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波和地震波，對(duì)采場(chǎng)周邊將可能造成一定的破壞，嚴(yán)重還可能引發(fā)地壓活動(dòng)。主要措施有：一是盡可能地減少一次爆破炸藥量；二是合理設(shè)計(jì)爆破雷管段數(shù)，避免產(chǎn)生共震；三是避免多個(gè)采場(chǎng)同時(shí)回采爆破；四是回采爆破時(shí)，保持采場(chǎng)及采場(chǎng)周邊各通道的暢通。

（5）盡量采取沿走向布置礦塊。其理由主要有，一是垂直走向布置礦塊難于控制礦塊的上、下盤礦脈邊界線，易造成上、下盤邊界線的礦脈掛幫和損失；二是垂直走向布置礦塊間柱規(guī)格過寬，間柱兩邊充滿礦房爆破后的礦石，爆破時(shí)受擠壓，自由空間小，爆破效果較差。三是沿走向布置礦塊，是以淺眼留礦法方式抽采上盤或下盤礦脈，可控制好礦塊的上盤或下盤礦脈邊界線，按爆破設(shè)計(jì)要求形成爆破自由空間，達(dá)到較好的爆破效果。

4 結(jié)語

大吉山礦區(qū)自1959年采用階段礦房法進(jìn)行回采寬脈帶礦體以來，采出的礦量占據(jù)了礦山總量的30％～50％，取得了較好的效果，已成為了大吉山礦區(qū)的主要采礦方法之一。多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明，該采礦方法在礦巖穩(wěn)固的寬脈帶的回采是一成功的方法，具有生產(chǎn)能力大、資源利用率高和生產(chǎn)施工安全主要優(yōu)點(diǎn)，但也存在大塊產(chǎn)出率高和二次爆破量大等不足之處有待于改進(jìn)解決。該采礦方法對(duì)于礦巖穩(wěn)固的中厚大礦體具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。

［1］袁 寧.低中段在大吉山礦區(qū)南組東翼開采的成功應(yīng)用［J］.中國(guó)鎢業(yè)，2009，24（6）：14-16.

［2］周崇仁.礦柱回采與空區(qū)處理［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1989.