淺談極薄礦脈采場貧化產(chǎn)生的原因及控制辦法

王志偉 楊崇峰 胡興華

（河南發(fā)恩德礦業(yè)有限公司，河南 洛陽471700）

1 礦山概述

河南發(fā)恩德礦業(yè)有限公司礦區(qū)位于河南省洛陽市西南部的熊耳山上，距離縣城65公里左右，距離鎮(zhèn)政府所在地10公里左右，有水運、公路兩條運輸線路。目前公司有四個正常生產(chǎn)的礦山，日供礦石能力已達2000噸左右。

礦區(qū)礦體均賦存于蝕變構(gòu)造帶中，構(gòu)造帶內(nèi)為含礦石英脈型，完整性較好，礦化蝕變帶一般，寬度一般為0.2m－0.5m。礦體礦化較為連續(xù)，主要以方鉛礦、閃鋅礦、銀及少量黃鐵礦化、鉻云母化為主，金屬硫化物礦物結(jié)晶細密，呈浸染狀、塊狀構(gòu)造，礦化以充填為主，與圍巖存在交代作用，脈石礦物以石英、長石及蝕變礦物為主，分枝復(fù)合現(xiàn)象不太明顯，構(gòu)造不復(fù)雜圍巖結(jié)構(gòu)比較致密堅固，頂?shù)装鍘r石比較致密堅硬且節(jié)理發(fā)育，與礦脈界線明顯，且易于分離，礦脈見有明顯的硅化、鉻云母化，礦體為蝕變帶內(nèi)構(gòu)造石英脈型，圍巖以斜長角閃片麻巖為主，致密較堅硬，結(jié)構(gòu)較緊密，具較好的穩(wěn)固性，一般不易片幫、冒頂，但個別地段圍巖因頂?shù)装鍢?gòu)造解理發(fā)育易于脫落，對采礦的影響較大。礦區(qū)礦體平均厚度為0.5m，礦體平均產(chǎn)狀為295°∠71°，屬于急傾斜薄礦脈[2-3]。

2 貧化產(chǎn)生的客觀原因

引起礦石貧化的客觀原因主要有圍巖的穩(wěn)固性程度、礦脈產(chǎn)狀及礦脈厚度穩(wěn)定程度、礦脈厚度、后期構(gòu)造對礦脈的破壞、礦巖界限清晰程度等。

2.1 圍巖的穩(wěn)固程度

圍巖的穩(wěn)固性是采礦過程中造成貧化的重要因素之一。采礦爆破后，不穩(wěn)固的圍巖會因礦脈爆落失去支撐而脫落形成坍塌，使廢石混入礦石最終形成貧化。

2.2 礦脈產(chǎn)狀的穩(wěn)定程度

礦脈的走向和傾角都會發(fā)生一定的變化，當(dāng)這兩個產(chǎn)狀參數(shù)變化頻繁、幅度較大時，對采礦貧化會產(chǎn)生一定的影響。

2.3 礦脈厚度及其穩(wěn)定程度

排除圍巖穩(wěn)定差異及鑿巖技術(shù)等主客觀因素，爆破過程中對圍巖破壞的絕對值是相對穩(wěn)定的。也就是說，無論礦脈厚度大小，在崩落礦石的過程中一同崩落的圍巖廢石絕對值應(yīng)是一樣的。這樣，厚度大的礦脈因爆落廢石量的相對值較小貧化度就小，貧化控制就容易些。否則，就相反。

2.4 后期構(gòu)造對礦體的破壞

眾所周知，礦床形成后往往會繼續(xù)伴隨一些后期的地質(zhì)活動，形成后期斷層對礦脈的完整性產(chǎn)生破壞。我們按照后期構(gòu)造走向與主礦脈走向之間的關(guān)系，分為橫向斷層和順向斷層，與礦脈夾角大于45°的斷層為橫向斷層，小于45°的斷層為順向斷層，順向斷層往往對礦脈圍巖和穩(wěn)定性造成一定的破壞，導(dǎo)致采礦時圍巖塌方形成貧化。

2.5 礦巖界限清楚程度

構(gòu)造蝕孌巖礦脈與圍巖的關(guān)系，一般我們可以分為兩種，一種是礦脈與圍巖界限清楚，二者巖石性質(zhì)差異明顯；一種是礦脈與圍巖界限不清晰，礦化（蝕孌）由中心向外呈逐漸變?nèi)酢?/p>

2.6 采場中施工工程

薄礦脈的不連續(xù)性、后期構(gòu)造致使礦脈在其垂直走向的方向上產(chǎn)生位移、圍巖極度破碎等都需要在采場內(nèi)施工一些坑道工程，用以解決采礦和探礦工作。為了便于這些工程的施工，坑道規(guī)格（寬度）往往要大于礦脈的厚度，圍巖形成廢石混入礦石造成貧化。

礦脈不連續(xù)的采場，需要在采場內(nèi)施工探礦工程 （包括天井、沿脈），以驗證采場地質(zhì)情況的變化，最終確定采場是否繼續(xù)開采或延伸，對于含礦工程產(chǎn)生的副產(chǎn)礦石，無疑會與采場礦石一同采出礦房，這必然造成礦石貧化。

含后期橫向構(gòu)造的采場，為使構(gòu)造兩側(cè)礦脈連楊一體或在采場中找到另一側(cè)的礦脈，往往需要在圍巖中施工一些聯(lián)通（或含探礦）工程，產(chǎn)生的廢石有些可以單獨運出采場，有些不能單獨運出混入礦石 而產(chǎn)生貧化。

為保證圍巖極度不穩(wěn)固采場的安全，我們常采用脈外天井加聯(lián)絡(luò)道替代順路天井作為采場的行人和通風(fēng)的通道，在施工聯(lián)絡(luò)道的過程中，一定量的圍巖廢石會爆落進入采場混入礦石形成貧化。

3 貧化產(chǎn)生的主觀原因

引起礦石貧化的主觀原因主要有施工人員的技術(shù)水平和工作態(tài)度兩個因素。

3.1 施工技術(shù)水平

采礦過程中施工人員的技術(shù)水平（包括鑿巖技術(shù)、爆破技術(shù)、削壁采礦過程中的削壁技術(shù)等）不高，對采場貧化有著非常大的影響。鑿巖技術(shù)不高會使炮孔布置不夠合理（包括孔底打入圍巖），再加上裝藥不合理（常常是多裝藥），爆破后會增加對圍巖的破壞，致使其剝落進入礦石，形成貧化。

過去認為，削壁采場的削壁好壞對采礦貧化影響不大。通過實踐我們認為，削壁的好壞對于一步采礦貧化影響還是很大的，主要表現(xiàn)在削壁太高，一方面會使礦脈暴露容易脫落，造成損失。另一方面，在削壁過程中因爆破點與礦脈太近，爆破增加了對礦脈及圍巖的破壞，在采礦過程中圍巖容易脫落進入礦石形成貧化。

3.2 工作態(tài)度優(yōu)劣

出于經(jīng)濟利益（或者是工作上的惰性），一些施工人員故意將炮孔施工在礦脈之處，以增加爆破量，造成人為貧化；削壁采場，出礦人員沒有按照技術(shù)要求，末在采場內(nèi)對廢石進行手選等等，都是因為工作態(tài)度的低劣造成人為貧化。

4 控制貧化的方法

控制貧化要從多方面、多角度入手，努力降低客觀因素引起的貧化，堅決杜絕人為貧化。從合理選擇并優(yōu)化采礦方法、強化采場現(xiàn)場管理，制定規(guī)章制度作為保障等方面入手，把貧化率控制在一個較合理的范圍之內(nèi)。

4.1 采礦方法的選擇及優(yōu)化

針對礦體賦存的地質(zhì)條件，我們一般采用淺孔留礦法和削壁充填采礦法進行采礦。

我們公司在建礦初期（沙溝）全部采用淺孔留礦法進行采礦，對于S16W這樣厚度大于1米的礦脈，采礦效果好，效率高、成本低且管理簡單，開采貧化率可以控制在30%左右，實現(xiàn)了經(jīng)濟、效率與資源合理利用的有機結(jié)合。但是，對于S14這類厚度在0.5米以下的礦脈，為保證作業(yè)空間及實現(xiàn)順利留礦，采幅至少要在0.8米以上，個別礦塊甚至過到1米以上，從設(shè)計上就大大增加了礦石的貧化（貧化率一般都在50%以上）。

公司從2006年5月開始試驗并推廣削壁采礦法開采厚度小于0.8米的礦脈。通過幾年來的生產(chǎn)實踐，厚度在0.8米以下礦脈的貧化率從35－60%降低到目前的25－30%，有效的降低了礦石的貧化。

通過對采礦方法的改進和優(yōu)化，使一些特殊地質(zhì)條件下的礦體開采貧化率有效降低。如圍巖非常破碎的沙溝S6、S7及龍門的LM5，橫向構(gòu)造破壞明顯的HZ22；礦化連續(xù)性差的龍門LM12、LM12-1和蒿坪溝的H15W等，這些礦脈均采用了削壁充填采礦法開采，但因地質(zhì)條件的更加特殊，在采礦過程中對采礦的個別環(huán)節(jié)進行了改進。

取渣硐的施工。針對圍巖破碎的薄礦脈采場，為減少因削壁對圍巖的破壞造成塌方增加采場安全隱患及貧化，不對下盤進行削壁，在采場下盤（特殊時可在上盤）圍巖較穩(wěn)固地段施工取渣洞室，用于采場的充填（如S7）；對于礦體局部膨大變厚，采場開采寬度太大，削壁量不夠采場充填，一般也采用施工取渣洞對采場充填（如S16E）。取渣洞的施工是削壁充填采礦法的一項有效改進和補充，是針對特殊地質(zhì)環(huán)境下完成采場充填的一種有效方法。

削壁采礦倒置。削壁采礦一般施工順序是先采礦后削壁，但對于礦脈產(chǎn)生分支在夾石（夾石厚度大于1米）無法剔除時，采用先削壁（把夾石當(dāng)作圍巖先采下用于充填），再采礦體的施工順序，避免了采礦時因夾石無法剔除混入礦石產(chǎn)生的貧化（如S14的北段）；龍門東溝LM5礦脈多為硅化蝕變巖，硬度較大且穩(wěn)固，圍巖（尤其是上盤）非常破碎，采用先將上盤圍巖采下用于充填采場，再采礦石的采礦順序，避免了因先采礦圍巖塌落混入礦石造成的貧化，實現(xiàn)了貧化的最大限度控制。

總之，經(jīng)過實踐和總結(jié)，我們在常規(guī)的采礦方法基礎(chǔ)上，不斷對削壁（包括淺孔）采礦方法進行改進和完善，針對不同地質(zhì)條件下的礦脈，采用不同采礦方法進行開采，降低了礦石的貧化，把貧化率控制在了一個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)。

4.2 強化采場現(xiàn)場管理

造成薄礦脈開采貧化的主要原因，是在開采過程中圍巖（廢石）因種種原因進入礦石形成的，因此強化采場現(xiàn)場管理，避免廢石在采礦的各個階段進入采場并混入礦石，是控制薄礦脈采礦貧化的重要手段之一。

鑿巖管理。造成廢石最先進入采場混入礦石的階段是鑿巖（爆破）階段。炮孔布置在礦體外部（圍巖上），通過爆破圍巖廢石肯定會隨著礦石一同崩落進入礦石中形成貧化，炸藥裝入量過大，容易對圍巖造成破壞，使其在爆破時剝落或在爆破后塌落，形成貧化。

現(xiàn)場管理人員采取如下幾個鑿巖管理措施可以控制因鑿巖造成的貧化：鑿巖前，將鑿巖邊界乃至鑿巖炮孔用紅漆標出，防止炮孔布置發(fā)生錯誤；對于極薄（厚度小于30cm）及厚度（產(chǎn)狀）變化頻繁的礦脈，鑿巖釬子嚴格控制在2米以下，避免因炮孔太深孔底出界；控制裝藥量，可以采用間隔裝藥努力減少爆破對圍巖的破壞。

廢石手選。徹底控制廢石在鑿巖過程中進入礦石是不現(xiàn)實的，進入礦石中的廢石在出礦的各個環(huán)節(jié)中，進行手選是降低貧化的又一道防線。對于淺孔留礦法的廢石，可以在采場底部出礦穿及出礦后礦場內(nèi)進行手選；削壁充填采礦法的廢石，可以在采場出礦時、采場底部出礦穿及礦場三個地點對廢石進行手選。

實際生產(chǎn)過程中，削壁采場內(nèi)手選廢石是采場質(zhì)量監(jiān)控的重要指標之一，我公司各礦山削壁采場基本都能夠在采場內(nèi)進行手選廢石，使大量廢石留在了采場內(nèi)，一則增加了充填料，更重要的是降低礦石的貧化；同時，各礦區(qū)都在礦場安排有手選廢石的工人，沙溝礦區(qū)更是建設(shè)了兩條手選皮帶設(shè)施，礦場內(nèi)（皮帶機）手選的廢石占整個礦量的10%以上，大大的降低了礦石的貧化。

采場支護。爆破后常常因圍巖破碎或不穩(wěn)定使廢石乹落混入礦石造成貧化，同時也給采場安全形成隱患，為降低貧化并保證采場安全，對于削壁采場要及時支護，盡量使圍巖廢石不脫落進入采場混入礦石形在貧化。

4.3 制度保障

為使控制貧化的措施執(zhí)行的有章可循，公司先后編制《工程師手冊》，《礦山生產(chǎn)管理與質(zhì)量檢查制度》等系列采場執(zhí)行規(guī)范和管理制度，這些規(guī)范、制度的出臺和執(zhí)行，有效地調(diào)動了現(xiàn)場管理人員的積極性他們認真管理、嚴格執(zhí)法，為全公司貧化的控制起到積極的作用。

5 結(jié)論與建議

河南發(fā)恩德礦業(yè)有限公司各個礦區(qū)在采取針對采場貧化產(chǎn)生的原因及采取相關(guān)的措施管理后，礦區(qū)礦石損失貧化有顯著下降，安全事故的發(fā)生率也大為減少，起到了提高礦山經(jīng)濟效益，保障礦山生產(chǎn)安全的作用。因此，極薄礦脈的貨化控制可借鑒公司的管理模式與辦法。但在管理中，也應(yīng)根據(jù)礦體走向、厚度以及礦石品位，自身的技術(shù)經(jīng)濟條件等因素分析貧化產(chǎn)生的主次因后再采取相關(guān)的管理和技術(shù)措施，使之能更好地適應(yīng)自身實際，這樣才能取得良好的經(jīng)濟效益與綜合效益。

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