分段空?qǐng)龇ㄔ阱a鐵山鉛鋅礦的應(yīng)用

楊通錄

(西部礦業(yè)股份有限公司錫鐵山分公司， 青海 天峻縣 810000)

分段空?qǐng)龇ㄔ阱a鐵山鉛鋅礦的應(yīng)用

楊通錄

(西部礦業(yè)股份有限公司錫鐵山分公司， 青海 天峻縣 810000)

簡(jiǎn)要闡述了錫鐵山鉛鋅礦的地質(zhì)情況及礦床開采技術(shù)條件。根據(jù)礦山實(shí)際情況選擇分段鑿巖、階段出礦有底柱分段空?qǐng)龇ㄗ鳛樵摰V采礦方法。介紹了分段空?qǐng)龇ǖ慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)、出礦工藝以及鑿巖、爆破及回采工作等。實(shí)踐表明，雖然分段空?qǐng)龇朔藷o(wú)底柱分段崩落法的一些弊端，但是也出現(xiàn)了不少問(wèn)題，直接影響著礦山的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)分段空?qǐng)龇ǔ霈F(xiàn)的問(wèn)題，從采礦設(shè)計(jì)、采礦準(zhǔn)備、采礦生產(chǎn)及采礦管理等方面進(jìn)行了優(yōu)化，并在該礦生產(chǎn)中取得了比較好的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效果。

錫鐵山鉛鋅礦；分段空?qǐng)龇?；回采率；底部結(jié)構(gòu)

1 地質(zhì)概況

錫鐵山鉛鋅礦位于柴達(dá)木準(zhǔn)地臺(tái)的柴北緣殘山斷裂帶，為特大型變質(zhì)礦床，主礦體為急傾斜礦體，走向NW-SE，傾向SW，平均厚度12 m，最小厚度1～1.5 m，最大厚度65 m。礦體上下盤圍巖以25線為界呈現(xiàn)非常明顯的區(qū)域分布特征。25線以西礦體的上下盤圍巖基本為大理巖，節(jié)理和裂隙比較發(fā)育，中等穩(wěn)固。該區(qū)段礦體在走向和傾向上普遍存在分支、復(fù)合現(xiàn)象。礦體上盤圍巖為片巖，下盤圍巖多為大理巖。

2 采礦方法的選擇和實(shí)施方案

2.1 采礦方法選擇

礦山原設(shè)計(jì)采礦方法為無(wú)底柱分段崩落法，早期應(yīng)用實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)其具有眾多缺點(diǎn)，如礦石貧化率和損失率高(設(shè)計(jì)貧化率和損失率都為21%)、勞動(dòng)強(qiáng)度大等，因此，在正式投產(chǎn)后，結(jié)合礦體賦存狀態(tài)和圍巖性質(zhì)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選和重新設(shè)計(jì)，實(shí)際選用分段鑿巖階段出礦有底柱分段空?qǐng)龇╗1]進(jìn)行開采。

2.2 采礦方法的實(shí)施方案

(1) 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)。設(shè)計(jì)的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。

(2) 采切設(shè)計(jì)。采切工程包括環(huán)形階段運(yùn)輸巷道、分段聯(lián)絡(luò)巷、分段鑿巖巷道、人行通風(fēng)天井、礦石溜井、電耙道、斗穿、斗頸、拉底巷道、切割巷、切割井和壓頂硐室等。階段運(yùn)輸大巷布置在脈外，在穿脈運(yùn)輸巷道兩側(cè)布置礦石溜井。礦體較薄時(shí)設(shè)單側(cè)漏斗，當(dāng)?shù)V體厚大時(shí)設(shè)雙側(cè)漏斗，且呈交錯(cuò)布置。

表1 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)

(3) 鑿巖、爆破。礦房采用YGZ90型鑿巖機(jī)配以TJ-25型鉆架，布置上向扇形中深孔。頂柱采用YQ100A型潛孔鉆機(jī)，布置水平扇形或束狀深孔。采用淺孔爆破法進(jìn)行擴(kuò)漏和拉底。拉槽、礦房及間柱、頂柱回采均采用非電導(dǎo)爆管復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò)起爆。

(4) 出礦及采空區(qū)處理。采用30 kW的電耙絞車進(jìn)行出礦，在電耙道內(nèi)進(jìn)行二次爆破。礦房回采完畢，在間柱、頂柱回采的同時(shí)，強(qiáng)制崩落上中段覆蓋巖石。

3 工藝效果的初步評(píng)價(jià)及改進(jìn)建議

3.1 工藝效果的初步評(píng)價(jià)

生產(chǎn)實(shí)踐表明，與原設(shè)計(jì)的采礦方法相比，錫鐵山鉛鋅礦采用的分段空?qǐng)龇ň哂腥缦碌膬?yōu)勢(shì)[2]：

(1) 在采切工程施工的同時(shí)實(shí)現(xiàn)“探采結(jié)合”，鉆探硐室布置在采場(chǎng)兩側(cè)的人行通風(fēng)天井各分段開口位置內(nèi)，在鉆探硐室內(nèi)鉆鑿的探礦鉆孔后期可作為爆破鉆孔使用；

(2) 減少了鏟運(yùn)機(jī)出礦所產(chǎn)生的弊端，出礦設(shè)備由原來(lái)的鏟運(yùn)機(jī)變?yōu)殡姲医g車，投資少，故障率低，操作簡(jiǎn)單，且在高原工作環(huán)境下不存在降效問(wèn)題，對(duì)周圍的環(huán)境也不產(chǎn)生污染；

(3) 減少了部分采切工程量，分段空?qǐng)霾傻V法雖然增加了電耙道、斗穿、斗頸和擴(kuò)漏工程，但因其只需在底柱內(nèi)布置，總體來(lái)衡量，采切工程量比原設(shè)計(jì)的方法有所減少；

(4) 大幅度減少采礦爆破的次數(shù)，與無(wú)底柱分段崩落法相比，因采場(chǎng)爆破頻率降低，爆破組織和準(zhǔn)備工作減少，安全性得以大幅提高。

但實(shí)際采用方法也存在一些缺點(diǎn)，主要集中在以下幾個(gè)方面：

(1) 與無(wú)底柱分段崩落法相比，分段空?qǐng)龇ù蟛糠植汕泄こ趟a(chǎn)生的碴石需要用人工出碴，大部分材料也只能依靠人力運(yùn)輸，增加了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；

(2) 拉底和擴(kuò)漏采用淺孔爆破法施工，作業(yè)環(huán)境差、難度大、效率低，施工成本高。同時(shí)因豎向工程比重增加，加大了采切工程的施工難度；

(3) 礦房回采的礦石貧化率明顯下降，但間、頂柱回采的礦石貧化率依然較大，因出礦后期圍巖冒落較為嚴(yán)重，導(dǎo)致貧化率提高。

3.2 改進(jìn)措施

礦山工程人員針對(duì)以上開采中產(chǎn)生的問(wèn)題，深入研究了問(wèn)題根源，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出了以下一些改善分段空?qǐng)龇ǖ拇胧┘胺椒╗3]。

(1) 探采結(jié)合。在生產(chǎn)探礦階段，在保障安全前提下，以探采結(jié)合、降低成本為原則，采取了3種措施減少礦石損失貧化率：以中段運(yùn)輸大巷和采場(chǎng)兩側(cè)人行通風(fēng)天井為主要通道，進(jìn)行探礦工程施工；在上述通道處形成鉆探硐室，在其內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)鉆探；依照生產(chǎn)探礦工程揭露的地質(zhì)狀況，進(jìn)行采場(chǎng)礦體二次圈定。

(2) 根據(jù)錫鐵山鉛鋅礦實(shí)際情況，對(duì)采礦設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。利用長(zhǎng)錨索預(yù)控上盤圍巖極不穩(wěn)固的中厚礦體頂板，采用分段空?qǐng)龇ɑ夭?；?duì)上盤不穩(wěn)固圍巖采用錨桿支護(hù)，并選用淺孔留礦法回采薄礦體，且在采場(chǎng)內(nèi)預(yù)留橫向礦柱；選用拋擲爆破回采中厚礦體；選用淺孔留礦法與分段空?qǐng)龇ㄏ嘟Y(jié)合的方法回采在水平或垂直方向礦體厚度有明顯變化的礦體，具體為采用淺孔留礦法回采較薄礦體，利用分段空?qǐng)龇ㄩ_采較厚大礦體；采用分段采礦法開采含巨大夾石的厚礦體，對(duì)廢石和礦石實(shí)行分出分采，并盡量將廢石留在采空區(qū)內(nèi)，減少運(yùn)輸成本；采用分段空?qǐng)龇ɑ夭膳R近的兩個(gè)中厚礦體，之間的廢石分采分出。對(duì)中、厚礦體，采用漏斗底部結(jié)構(gòu)；對(duì)延伸到下中段的薄礦體，底部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為塹溝；對(duì)本中段已尖滅薄礦體，底部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為漏斗；對(duì)本中段已尖滅且規(guī)模較小薄礦體，設(shè)計(jì)為平底結(jié)構(gòu)，直接用裝巖機(jī)裝礦。

(3) 降低作業(yè)強(qiáng)度。為了降低勞動(dòng)人員的作業(yè)強(qiáng)度，運(yùn)輸材料及出碴盡量選用小型機(jī)械；拉底巷道及分段鑿巖巷道出碴工作改采用電耙設(shè)備；在有條件的采場(chǎng)豎向工程內(nèi)安設(shè)小型絞車，提升或下放施工材料。

(4) 降低擴(kuò)漏拉底施工難度。在斗穿端部的擴(kuò)漏拉底硐室內(nèi)，一次鉆鑿平行上向炮孔形成斗頸，并采用上向扇形炮孔進(jìn)行擴(kuò)漏。全部漏斗一次起爆，一次性完成擴(kuò)漏和拉底工作。

(5) 保障施工安全和作業(yè)人員安全。在采準(zhǔn)施工的過(guò)程中，使用天井鉆機(jī)施工天井和溜井，在提高掘井效率的同時(shí)，又可保證施工安全，取得了非常好的效果。礦房采礦爆破采用正臺(tái)階爆破方案，避免了之前必須搭設(shè)的裝藥平臺(tái)，減少了準(zhǔn)備工作和拆除工作量，降低了木材和鋼材的消耗，保證了作業(yè)人員的安全。

4 結(jié) 語(yǔ)

錫鐵山鉛鋅礦工程技術(shù)人員在多年的生產(chǎn)實(shí)踐中,對(duì)空?qǐng)霾傻V法不斷完善和改進(jìn)，目前所采用的分段鑿巖、階段出礦的有底柱分段空?qǐng)龇ǎ哂凶鳂I(yè)條件安全、出礦能力大、靈活性較強(qiáng)、采切工程量少等優(yōu)勢(shì)，取得了比較好的技術(shù)效果及經(jīng)濟(jì)效果。但其缺點(diǎn)也比較明顯，比如機(jī)械自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度較大等，這些問(wèn)題有待進(jìn)一步研究與改善。

[1] 張富民. 采礦設(shè)計(jì)手冊(cè): 礦床開采卷[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1987.

[2] 解世俊. 金屬礦床地下開采[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1989.

[3] 于潤(rùn)倉(cāng)，劉育明，唐 建. 采礦工程師手冊(cè)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

2013-12-18)