劉鋒光

(五礦二十三冶建設(shè)集團(tuán)有限公司)

貴州李家灣錳礦急傾斜極薄—薄礦體采礦方法

劉鋒光

(五礦二十三冶建設(shè)集團(tuán)有限公司)

依據(jù)最新錳礦開(kāi)采理論技術(shù)，針對(duì)李家灣錳礦急傾斜極薄—薄礦體的開(kāi)采技術(shù)條件，從圍巖穩(wěn)定性、開(kāi)采費(fèi)用、安全性、采切比、采場(chǎng)作業(yè)強(qiáng)度等方面分別對(duì)淺孔留礦法、進(jìn)路式分層崩落法進(jìn)行分析對(duì)比，選定了淺孔留法進(jìn)行開(kāi)采并確定了相關(guān)采場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，為高效開(kāi)采該類(lèi)礦體提供參考。

急傾斜極薄 薄礦體 淺孔留礦法 進(jìn)路式分層崩落法 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)

我國(guó)淺海相沉積型錳礦脈主要以急傾斜極薄—薄礦體的形態(tài)為主，分布較廣泛。該類(lèi)礦體的開(kāi)采主要受礦脈厚度小、傾角大等因素影響，采場(chǎng)作業(yè)空間受到限制，開(kāi)采機(jī)械化程度總體較低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)條件較差。為保證采場(chǎng)的最小工作寬度，減少損失，需開(kāi)挖部分圍巖，從而造成貧化率增大、開(kāi)采成本增加。通過(guò)對(duì)目前應(yīng)用較廣泛的淺孔留礦法、進(jìn)路式分層崩落法進(jìn)行分析對(duì)比，為淺海相沉積型錳礦脈的安全高效開(kāi)采提供參考。

1 錳礦工程概況

李家灣礦區(qū)探礦巷道掘進(jìn)約90 m處時(shí)揭露礦體，礦體呈NE走向，傾角約60°，平均厚1.5 m，屬急傾斜薄礦脈。礦體上盤(pán)為碳質(zhì)頁(yè)巖，硬度3～6，穩(wěn)定性極差；礦體下盤(pán)圍巖為砂巖，硬度8～10，穩(wěn)定性較好。礦層硬度低，易破碎成塊狀，穩(wěn)定性較差。根據(jù)揭露的礦層及鄰近礦山采場(chǎng)情況，所揭露的礦體及上盤(pán)圍巖穩(wěn)定性均較差，開(kāi)采難度大。因此有必要首先制定試采方案，通過(guò)采用不同的采礦方法進(jìn)行試驗(yàn)開(kāi)采，探索適合礦體賦存條件的采礦方法并統(tǒng)計(jì)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為設(shè)計(jì)合理的采礦方法提供依據(jù)。針對(duì)淺海相沉積型錳礦脈的賦存條件和產(chǎn)狀，有淺孔留礦法、削壁充填采礦法、進(jìn)路式分層崩落法等可供選擇[1-2]。為便于分析比較，以厚1.5 m，傾角60°的礦體為例進(jìn)行設(shè)計(jì)，礦體產(chǎn)狀及穩(wěn)定性變化較大時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

2 試采方案

將中段運(yùn)輸巷布置于脈內(nèi)，有利于探礦工作的高效進(jìn)行，但上盤(pán)圍巖及礦體強(qiáng)度低、易破碎，需采用專(zhuān)門(mén)的管縫式錨桿進(jìn)行支護(hù)。

2.1 淺孔留礦法采場(chǎng)布置

2.1.1 采場(chǎng)布置及結(jié)構(gòu)參數(shù)

礦房沿礦體走向布置，采用脈內(nèi)運(yùn)輸和有底柱結(jié)構(gòu)。其中礦房長(zhǎng)30 m，其他采場(chǎng)參數(shù)均一致，礦房高30 m，寬1.5 m，底柱高3.5 m，頂柱高3 m，間柱寬8 m(圖1)。

圖1 淺孔留礦法礦房示意(單位：m)

2.1.2 采準(zhǔn)切割工程

礦房的采準(zhǔn)切割工程主要包括中段沿脈運(yùn)輸巷、盲中段沿脈運(yùn)輸巷、材料人行通風(fēng)天井、順路回風(fēng)天井、天井聯(lián)絡(luò)道、拉底巷道、放礦漏斗。

2.1.3 回采工作

采場(chǎng)回采采用逆向斜推進(jìn)方式，以切割上山和拉底巷道的交匯處為回采自由面，回采工作從拉底巷道開(kāi)始自下而上分層進(jìn)行，分層高度取2 m。回采工作主要包括鑿巖、爆破、通風(fēng)、局部放礦、撬頂平場(chǎng)、大量出礦等工作。

2.2 進(jìn)路式分層崩落法采場(chǎng)布置

2.2.1 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)要素及回采順序

分層崩落法是將礦體分成礦塊，自上而下分層進(jìn)行回采，每一分層隨著回采工作的進(jìn)行，在底板上鋪設(shè)假底，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行人工放頂，將上部假頂及覆蓋巖層放下，使其充滿(mǎn)采空區(qū)，作為下一分層回采時(shí)的假頂。進(jìn)路式分層崩落法的分層回采以進(jìn)路方式進(jìn)行，進(jìn)路從下盤(pán)開(kāi)始向上盤(pán)推進(jìn)，整個(gè)分層的回采順序是從礦體邊界向中央放礦溜井后退式回采。由于李家灣錳礦為傾斜—急傾斜薄礦體，分層回采進(jìn)路從礦塊中部開(kāi)始，向兩端回采至礦塊邊界即可。采場(chǎng)礦塊沿礦體走向布置，礦塊長(zhǎng)30 m，寬度為礦體厚度，高度為中段高度(60 m)。分層回采高度2.5 m，同一分層內(nèi)自礦塊中央向兩端邊界回采，如此重復(fù)各分層回采循環(huán)，自上而下分層回采至采場(chǎng)底部，進(jìn)路式分層回采巷道寬度為礦體厚度。

2.2.2 采準(zhǔn)切割工程

采場(chǎng)采切工程采用單一的脈外布置方式，在礦體下盤(pán)掘進(jìn)脈外運(yùn)輸巷道，掘進(jìn)下盤(pán)探礦天井作為行人、通風(fēng)和上下材料之用，該天井應(yīng)通達(dá)上部中段的回風(fēng)巷道，再掘進(jìn)1條傾角大于60°的下盤(pán)溜礦井，在此基礎(chǔ)上在各個(gè)分層水平掘進(jìn)分層聯(lián)絡(luò)巷道，聯(lián)通礦體的下盤(pán)、溜礦井及人行措施天井，上下分層的分層聯(lián)絡(luò)道在垂直方向相互錯(cuò)開(kāi)布置。

3 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)李家灣錳礦急傾斜極薄—薄礦體，分別采用淺孔留礦法、進(jìn)路式分層崩落法制定了試采方案，結(jié)果表明：淺孔留礦法的礦塊總采出量為10 212.4 t，副產(chǎn)礦占采切比重0.62，進(jìn)路式分層崩落法的礦塊總采出量為8 181 t，副產(chǎn)礦占采切比重0.16；淺孔留礦法開(kāi)采成本為206元/t，進(jìn)路式分層崩落法開(kāi)采成本為286元/t。由此可見(jiàn)，淺孔留礦法優(yōu)勢(shì)更明顯，因而推薦該礦采用該方法進(jìn)行開(kāi)采。

[1] 孫光滑，王利軍，周曉山，等.淺孔留礦法在小型礦山采礦中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2008(5)：69-70.

[2] 杜 鑫，李海磊，生顯軍，等.玲瓏金礦中厚傾斜礦體淺孔留礦法開(kāi)采[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(6)：71-72.

2015-07-17)

劉鋒光(1974—)，男，工程師，410116 湖南省長(zhǎng)沙市湘府東路2段208號(hào)。