福建省連城錳礦蘭橋礦區(qū)北采場強采實踐

朱吉春

(福建省連城錳礦有限責(zé)任公司，福建 連城 366215)

福建省連城錳礦蘭橋礦區(qū)北采場強采實踐

朱吉春

(福建省連城錳礦有限責(zé)任公司，福建 連城 366215)

隨著福建省蘭橋礦區(qū)北采場露天礦山的不斷向下延伸開采，礦山已轉(zhuǎn)入深凹露天開采末期，通過精心的準(zhǔn)備和強有力的組織保障措施以及采取超常規(guī)有效的開采技術(shù)，使北采場露天底的礦石得以順利回采，在較短時間內(nèi)完成了強采工作，取得很好的成果，為企業(yè)儲存了能量，也為企業(yè)對下一步實施地采工作提前做好準(zhǔn)備，確保了企業(yè)的經(jīng)濟運行。

深凹露天；強采；開采技術(shù)

隨著福建省蘭橋礦區(qū)北采場露天礦山的不斷向下延伸開采，礦山已轉(zhuǎn)入深凹露天開采末期，為減小開采成本，充分回收礦石資源，在安全可靠、技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的條件下進行強化開采即強采。

1 概況

1.1礦床地質(zhì)及礦體情況

蘭橋礦區(qū)氧化錳礦體屬堆積、淋積型錳礦床，錳質(zhì)主要來源于石碳系和二迭系中的沉積含錳地層。礦體上覆為火山凝灰?guī)r，分為強風(fēng)化帶和弱風(fēng)化帶，底板為林地組石英砂礫巖，巖石致密堅硬。礦體主要賦存于斷裂—巖溶破碎帶中。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，主要有近南北向、北北西向和近東西向3組，較大的斷層有Fl、F2、F3、F4、F5、F6、F7，其中F2斷層為區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造，走向北西～近南北向，傾角60(°)，呈弧形縱貫全區(qū)，長大于2 km，斷層下盤為林地組，上盤為船山組灰?guī)r，屬正斷層性質(zhì)，總體上控制了本區(qū)錳礦的分布[1]。

北采場露天開采的主要錳礦體有1、3號礦體： 1號礦體：分布于113～106線間，受F2斷層控制，呈透鏡狀、陡傾脈狀產(chǎn)出，走向南北—北北東，傾角45(°)，頂、底板為斷裂破碎之粘土碎屑層，破碎帶底部為林地組砂巖。礦體長240 m，寬80 m，延深160 m，單個最大礦體厚度1.51～24.40 m，由一組礦體組成，共3個分礦體，埋藏標(biāo)高610～450 m。3號礦體：分布于108線，長67 m，寬1～30 m，厚0.3～5.1 m，埋藏標(biāo)高518～530 m，透鏡狀。

1.2水文地質(zhì)條件

連城錳礦蘭橋礦區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖潮濕，雨量充沛，植被茂盛，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑。區(qū)域內(nèi)降水具有明顯的季節(jié)性，一般春夏多雨，秋冬少雨，多年平均降雨量1 680 mm，雨季集中在4～9月；霧日少，無霜期280天以上；靜風(fēng)和小風(fēng)頻率高。

礦區(qū)為中低山區(qū)，屬于區(qū)域水文地質(zhì)單元的補給區(qū)，西面以河流為排泄邊界。礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高440 m，礦體均分布于侵蝕基準(zhǔn)面以上。礦區(qū)地層屬以溶洞為主的弱—中等含水層，頂?shù)装彘g接進水，為地下水補給地表水，地下水水位標(biāo)高533.6～613.5 m。水文地質(zhì)條件屬中等復(fù)雜的巖溶充水礦床。礦床進入凹陷露天開采，遇大氣降水時，在采場的斷裂，巖溶破碎帶可見小股潛水。

2 礦山開采現(xiàn)狀

蘭橋礦區(qū)分為東采場和北采場開采，北采場70年代初開始露天開采，露采設(shè)計的露天底標(biāo)高為565 m，經(jīng)生產(chǎn)勘探探明1號礦體一直延伸到450 m，于1994年完成擴幫設(shè)計，設(shè)計露天底標(biāo)高為500 m，并于同年開始進行擴幫生產(chǎn)。采場采用鉆井與已有一條排水平硐(從采場西側(cè)一直通到露天坑底488 m標(biāo)高，排水平硐長約260 m)聯(lián)合排水。采場上部最高標(biāo)高為635 m， 565 m水平以下為凹陷露天開采，至2012年底已開采至535 m水平，由于歷史剝離量的欠剝原因，采場已經(jīng)只有100 m×60 m橢圓形的深凹露天坑底。另外由于礦體主要賦存于斷裂—巖溶破碎帶中并且區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，因地壓的影響及雨水的浸蝕、沖刷，采場東北端邊坡已出現(xiàn)嚴(yán)重垮塌和滑坡現(xiàn)象，部分臺階已從635 m水平并段到535 m，同時上部已出現(xiàn)較大范圍的裂縫并有位移現(xiàn)象。如果繼續(xù)按正常的露天方式開采，首先工作面向下延伸的高度有限，其次東北端必須進行大量擴幫才能滿足生產(chǎn)要求，需花很大的人力物力且時間較長，再者如留以后的地下開采，需要等待的時間長，會影響礦山的生產(chǎn)能力。為了最大限度的節(jié)約采礦成本，搶出更多的礦石資源，確保企業(yè)的經(jīng)濟正常運行，在保障設(shè)備及人員的安全前提下，公司制定了一套強采方案，決定在安全可靠、技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的條件下對535 m水平以下露天開采的礦石實施強采[2]。

3 實施強采的前期準(zhǔn)備

1)設(shè)備的選用

選用小型靈活的挖掘設(shè)備進行生產(chǎn)。隨著采深的增加，采場底部范圍越來越小，采用0.6～1.8 m3的柴油液壓反鏟共3臺(0.6 m3的長臂鏟1臺、1.6 m3反鏟1臺、1.8 m3反鏟1臺)，該設(shè)備小、靈活性大，能充分發(fā)揮其挖掘效率，另外行走也比較輕便，能很快的撤離危險區(qū)，抗險情的能力比較強。

選用鉆孔直徑120 mm高風(fēng)壓潛孔鉆機1臺。

選用轉(zhuǎn)彎半徑小、載重12 t自卸紅巖車15臺以及其他輔助、配套設(shè)備。

2)集中精力，精心組織，動員全公司員工為強采工作做好服務(wù)，召開全員會議，讓每個人了解強采的重要性及自已應(yīng)做的事，公司礦山生產(chǎn)在短時間內(nèi)主要圍繞強采工作進行。

3)在采場主要路段及邊坡設(shè)置照明，開通人員行走通道，保證人員能及進順利到達各點進行巡查。

4 采取的措施

1)健全的管理措施

公司根據(jù)采場的現(xiàn)狀及特點制定了一整套生產(chǎn)管理方案和安全管理應(yīng)急措施，這是實施強采作業(yè)成功的關(guān)鍵。

2)加大勞動力、技術(shù)力量的投入

調(diào)動全公司員工以服務(wù)于強采工作為主，在確保設(shè)備運轉(zhuǎn)及設(shè)備維修人員的同時，調(diào)動公司的其他人員分成幾組對強采期間的安全進行全天候的巡查。

3)改變工作時間

強采作業(yè)期間采用連續(xù)工作制，每天3班，每班8 h工作。

4)利用上半年雨水較多的季節(jié)，采用液壓反鏟對采場東北端上部邊坡從上往下進行局部的減載，形成540 m和570 m兩個安全平臺，所剝離的土巖直接拋到535 m水平，然后在535 m水平進行裝運。強采工作安排在下半年8月份以后雨水少的季節(jié)實施。

5)完善采場周圍的防排水系統(tǒng)

實施強采前對原有的防排水系統(tǒng)進一步完善，盡可能截排采場封閉卷以上的水引至采場外。

6)在東北端邊坡540 m和570 m兩個安全平臺處各設(shè)一道2 m高的攔截網(wǎng)，以保證上部臺階出現(xiàn)的個別小浮石下落而對工作面設(shè)備和人員的傷害。

7)排除邊坡內(nèi)積水和地下水，保證邊坡的穩(wěn)定。針對上部邊坡部分地段有滲水現(xiàn)象，一是采用排水溝截排地表水，二是用鉆孔疏干邊坡中的滲水并用管道引到采場外。這些方法可避免對邊坡巖體的有害作用，提高邊坡穩(wěn)定性[3]。

8)加強對邊坡的安全管理

建立健全邊坡管理和檢查制度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)邊坡上有裂陷可能滑落或有大塊浮石及“傘檐”懸在上部時，必須迅速進行及時處理，處理時采取可靠的安全措施，受到威脅的作業(yè)人員和設(shè)備撤到安全地點。

生產(chǎn)期間加強監(jiān)測，選派工程技術(shù)人員和有經(jīng)驗的員工專門負責(zé)邊坡的管理工作，并在強采期間實施24小時的巡查與監(jiān)視，保持上下安全管理員間的聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)暢通，執(zhí)行嚴(yán)格的預(yù)警信號和撤離方案。

進行邊坡裂縫位移監(jiān)測。采場四周邊坡上布置監(jiān)測點，用全站儀每天進行測量各監(jiān)測點，對有出現(xiàn)裂縫的地點重點監(jiān)測，每天至少不低于5次的監(jiān)測，及時掌握各臺階邊坡及裂縫的位移情況，以便對采場及圍巖的位移作出預(yù)報。

9)加強生產(chǎn)現(xiàn)場管理

生產(chǎn)期間全天候設(shè)置專職安全生產(chǎn)管理人員，負責(zé)現(xiàn)場生產(chǎn)的指揮與調(diào)度，全權(quán)負責(zé)現(xiàn)場的安全生產(chǎn)，協(xié)調(diào)礦山生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)的工作，嚴(yán)格執(zhí)行安全管理，使生產(chǎn)有序進行。

5 實施強采的開采技術(shù)

5.1施工組織

滿足安全生產(chǎn)要求、設(shè)備能夠正常工作的前提下，盡可能布置兩個工作面同時工作，由現(xiàn)場管理人員根據(jù)現(xiàn)場情況實時調(diào)整工作面，以提高總體生產(chǎn)能力。

5.2采用小臺階作業(yè)直接靠幫

根據(jù)采場現(xiàn)狀對535 m水平以下采用小臺階作業(yè)直接靠幫，不再設(shè)置安全平臺。小臺階作業(yè)，即工作臺階高度在5～6 m，利用的液壓反鏟可直接挖掘硬質(zhì)巖、砂巖等圍巖的優(yōu)點進行作業(yè)，一次性靠幫后再進行下一個臺階的作業(yè)，這樣臺階邊坡不會受爆破的沖擊，可使邊坡較穩(wěn)定，同時也可充分地回收開挖過程中所遇到的小礦體。

5.3控制爆破

采用盡可能不實施爆破的原則，如一定需要爆破時，實施小藥量多次爆破，最大限度地減少影響邊坡穩(wěn)定。

5.4采用“人”字型公路延伸

為了最大限度利用采場空間，減小公路壓礦，采用“人”字型公路延伸開拓，即根據(jù)運輸車輛的爬坡能力，采用單行道并按15%～17%的坡度開拓公路，當(dāng)開拓到一定水平后直接折返，車輛采用倒車方式進入下一個工作面。

5.5工作面的疏排水

1)超前開挖移動式積水坑集中排水疏水法

采用挖掘臨時性移動積水坑進行工作面疏水，即在下溝處的一側(cè)開挖一臨時水坑，用潛水泵將水抽到固定排水點，隨著溝的推進，這時再利用反鏟向下挖掘的優(yōu)勢，向下最大深度挖第2個臨時水坑，這樣交替進行，可有效疏干工作面的水，確保生產(chǎn)正常進行。在用以上方法掘至一個5～6 m的小平臺后，不要馬上開拓工作面，而是沿溝方向或偏向一邊繼續(xù)開挖排水溝和固定水坑，此溝可作為再下一個臺階的初始出入溝，這樣可以降低下一下臺階的掘溝難度和掘溝工程量。

2)分散式多點集水坑疏水集中排水法

在開采過程中對工作面的滲水范圍廣且分散，采用只要哪里有滲水就在那里開挖小水坑集水，然后用水泵將水抽到固定排水點，這樣可以保證工作面的干燥，確保生產(chǎn)進行。

3)實施接力式的開采

當(dāng)公路開拓?zé)o法再向下延伸時，利用液壓反鏟具有較強爬坡能能力和向下挖掘的優(yōu)勢進行接力開挖，即三部反鏟分別布置在上、中、下3個平臺同時開展工作，利用長臂鏟可向下挖深8 m優(yōu)勢，將長臂鏟布置在最底下一個平臺，負責(zé)挖掘下部礦石并轉(zhuǎn)至中間平臺，中間平臺的反鏟負責(zé)接力，將這部分礦石轉(zhuǎn)至最上面的平臺，最上面平臺的反鏟負責(zé)裝車，采用后退式開采方式，這樣可一次性向下挖掘的總高度為16 m，可以減少公路開拓[4]。

6 結(jié) 語

通過精心的準(zhǔn)備和強有力的組織保障措施以及采取超常規(guī)有效的開采技術(shù)，使北采場露天底的礦石得以順利回采，在較短時間內(nèi)完成了強采工作，取得很好的成果，采場最后開采到502 m水平，共采出錳礦石12 800多噸、半成品錳礦石60 000多噸，為企業(yè)儲存了能量，也為企業(yè)對提前下一步實施地采工作提前做好準(zhǔn)備，確保了企業(yè)的經(jīng)濟運行。

[1] 福建省稀有稀土(集團)有限公司. 福建省連城縣蘭橋礦區(qū)錳礦2012年資源儲量核實報告[R].福建：連城， 2012.

[2] 劉仁剛. 露天高臺階作業(yè)在殘礦回收過程中的應(yīng)用[J]. 礦業(yè)快報, 2002(20): 7-8.

[3] 陳國利. 2008年全國金屬礦山采礦專題、選礦專題學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流會論文集[C]//露天礦高強度開采設(shè)計的幾個問題. 忻州: 中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會, 2008.

[4] 宋在河. 談?wù)勚行⌒蜕畎悸短斓V的掘溝問題[J]. 黑色金屬礦山通訊, 1993(4): 7-8.

MiningFieldMiningPracticeofNorthLanqiaoofLianchengManganeseMineofFujian

ZHU Jichun

(FujianLianchengManganeseMineCo.Ltd.,Liancheng,Fujian366215,China)

As continuous mining down in open-pit mines of north Lanqiao mine stope, mines have been transferred to the deep end of the open pit mining to reduce the production cost. It makes full recovery of ore resources safe in technically feasible and economically reasonable conditions of intensive mining, which is mining by force.

Deep concave open-pit mining; Mining by force; Production technique

2017-08-18

朱吉春(1973-)，男，福建連城人，研究方向：采礦系統(tǒng)工程，手機：18959029319,E-mail：382313584@qq.com.

TD854.7

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.027