付老莊鐵礦大孔采礦處理礦體中夾石的措施

陶林兵

（安徽富凱礦業(yè)有限公司，安徽 六安 237471）

1 礦體特征

主礦體有I、Ⅱ礦體。

Ⅰ礦帶中三個(gè)礦體與圍巖呈順片理接觸，沿走向和傾向，受褶皺構(gòu)造控制，其形態(tài)變化較大，走向南北，南端上翹，北端傾伏，傾伏角25°～30°，傾向西，淺部?jī)A角65°～70°向深部變緩，傾角30°～40°。I礦體由Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、三個(gè)礦體組成[1]。其中Ⅰ2號(hào)礦體為主礦體，位于褶皺的核部，礦體厚大，最大真厚度40.31m。Ⅰ1、Ⅰ3兩個(gè)礦體分布在Ⅰ2號(hào)礦體的兩翼，似層狀分布，I礦體含夾層較多。

Ⅱ礦體賦存于霍邱群吳集組片麻巖中。傾向西，北端0～3線淺部?jī)A角為50°深部5°～10°；南端2～6線淺部?jī)A角為80°，深部5°～10°。有兩個(gè)礦體組成，其中Ⅱ1礦體最大厚度為34.43m，呈層狀穩(wěn)定分布，Ⅱ2礦體最大5m，Ⅱ礦體產(chǎn)狀穩(wěn)定，含夾層較少[2]。

2 采礦方法

采礦方法：根據(jù)礦體的賦存狀態(tài)及條件選用下向大孔采礦嗣后充填采礦方法。

礦塊布置：礦塊沿礦體走向布置。礦塊寬度30m，其中礦房、礦柱采場(chǎng)均為15m；礦塊厚度就是礦體的水平厚度，標(biāo)準(zhǔn)礦塊厚度取48m，礦塊高度最大為120m，由于礦體沿走向向上傾斜，礦體高度最小為50m。

3 回采工藝

3.1 鑿巖

用T-150鉆機(jī)臺(tái)車，鉆頭直徑150mm，炮孔間距取2.8～3.0m×2.8～3.0m，臺(tái)班效率為35m。

3.2 爆破

（1）崩礦方式。采用VCR小斷面掏槽與倒梯段側(cè)向崩礦聯(lián)合的爆破方式。VCR掏槽通常在高度上超前倒梯段側(cè)向崩礦5m～10m,采用球形藥包單層爆破。倒梯段側(cè)向崩礦以VCR切槽為側(cè)向主自由面，沿采場(chǎng)高度形成倒梯段側(cè)崩分區(qū)。倒梯段側(cè)向崩礦時(shí)，將采場(chǎng)設(shè)計(jì)爆成沿采場(chǎng)寬度和長(zhǎng)度方向略呈拱形，以提高采場(chǎng)穩(wěn)定性。

（2）裝藥結(jié)構(gòu)。VCR法小區(qū)掏槽采用普通乳化油球狀藥包爆破，其分層裝藥量一般為27kg，藥包長(zhǎng)徑比＜6：1。藥包中心埋置深度為1.6m～2.0m。藥包下部采用巖粉堵塞，堵塞長(zhǎng)度1.0m。藥包上部采用細(xì)粒粉末堵塞技術(shù)，堵塞長(zhǎng)度3m。采場(chǎng)側(cè)向崩礦，炮孔采用多層球狀藥包空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，分層裝藥量一般為18kg～27kg。最下層藥包進(jìn)置深度1.6m～2.0m，其下部堵塞料為粉末，堵塞長(zhǎng)度1.0m，層間空氣間隔長(zhǎng)度1.0m。最上層藥包上堵塞料為粉末，堵塞長(zhǎng)度2m～3m。

倒梯段側(cè)向崩礦采用柱狀藥包空氣間隔裝藥，空氣間隔塞使用竹筒，分層裝藥量27㎏，空氣間隔長(zhǎng)度1.2m～1.5m。相鄰炮孔藥包交錯(cuò)布置，以減少爆破礦石大塊率。

起爆順序：側(cè)向崩礦以掏槽區(qū)為中心向采場(chǎng)四周推進(jìn)，相鄰分區(qū)在高度上錯(cuò)落布置。一次爆破5排孔，崩礦步距15m，崩礦高度16m～18m,一次崩礦量1.5～2.0萬噸，最大單響藥量控制在500kg以內(nèi)，一次炸藥單耗控制在0.4kg/t以內(nèi)。

4 采場(chǎng)出礦與充填

為保護(hù)采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)不被破壞和保護(hù)礦柱采場(chǎng)的充填體穩(wěn)固，每次放礦量應(yīng)控制在落礦量的1/3左右，回采時(shí)嚴(yán)禁將采場(chǎng)內(nèi)的礦體放空；礦體運(yùn)搬用EST-5B鏟運(yùn)機(jī)，其生產(chǎn)能力為30×104t/臺(tái)·年。

礦柱采場(chǎng)回采完，采場(chǎng)中遺留礦體回收結(jié)束，其采空區(qū)充填工作開始，礦柱采場(chǎng)用灰砂比為1：6的全尾砂膠結(jié)充填料，充填工作結(jié)束，養(yǎng)護(hù)2～3個(gè)月，充填體強(qiáng)度20kg/cm2。即可回采相鄰的礦房采場(chǎng)。礦房采場(chǎng)用灰砂比1：12的全尾砂膠結(jié)充填料。

5 礦體中的夾層

Ⅰ礦體頂、底板為片麻巖。夾夾層磁鐵角閃片礦、榴石角閃片礦、榴石角閃片礦等，與上、下礦層呈薄層狀互層過渡。Ⅰ1號(hào)礦體夾層分布少,單層真厚度為0.35m～1.23m；Ⅰ2號(hào)礦體礦體中的夾層分布較多，單層厚度0.5m～10m。Ⅰ3號(hào)礦體內(nèi)夾層較少，偶見薄層及條帶狀角閃片巖。如圖1（I-9線礦體剖面圖）所示。

圖1 I-9線礦體剖面圖

Ⅱ礦體中的夾層分布較少，單層厚度0.65m～3.11m，主要巖性為石英二云片礦、陽起石英片礦和陽起透輝礦,夾少量陽起透輝大理巖。與上、下礦層呈薄層狀互層過渡。

本次夾層處理措施主要針對(duì)I礦體。

6 I礦體中夾層的處理

由于I礦體中夾層的存在，造成實(shí)際采礦過程中廢棄礦體混入率達(dá)到15%～20%。為了減少廢棄礦體混入和降低貧化，提高采礦的經(jīng)濟(jì)效益，付老莊礦體采取了以下措施：

（1）深化生產(chǎn)探礦程度。由于付老莊礦體變化較大，礦體產(chǎn)狀不易摸清，把坑內(nèi)鉆探礦原60m間距改為30m，以便更加詳細(xì)的探清礦體中的夾層形態(tài)，為后續(xù)的采礦設(shè)計(jì)提供較為準(zhǔn)確的資料。

（2）優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)。根據(jù)地質(zhì)資料，仔細(xì)研究礦體的賦存狀態(tài)，設(shè)計(jì)爆破參數(shù)。

在礦體上盤的炮孔裝藥高度要低于礦體邊界線以下1m，防止爆破時(shí)把上盤的圍礦帶下，減少貧化。對(duì)厚度小于4m的夾層改變裝藥結(jié)構(gòu)，相鄰藥包由原來的交錯(cuò)布置，改為對(duì)稱布置，在夾層處少裝藥，原裝藥結(jié)構(gòu)為三條藥（每條藥9Kg）一節(jié),改為二條藥或一條藥一節(jié)，減小爆破威力，讓夾層爆破后晚易形成大塊，爆下后便于分出；對(duì)厚度在4m～6m之間的夾層采用分采分爆分出，先爆破夾層，出完夾層后再爆破礦體，同時(shí)對(duì)夾層中的裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變；對(duì)厚度超過6m的夾層，技術(shù)人員根據(jù)綜合經(jīng)濟(jì)效益比較，是否把一個(gè)采場(chǎng)分為二個(gè)采場(chǎng)，夾層做為中間礦柱不回采。夾層做為中間礦柱，既增加采場(chǎng)的穩(wěn)定性，又能減少因夾層帶來的礦體貧化。

（3）做好大孔鑿施工記錄。大孔鑿時(shí)要做好鑿施工記錄，特別是礦、交界的記錄，每個(gè)鑿班組都必須配帶磁鐵，對(duì)鑿礦粉末及時(shí)進(jìn)行鑒別，必要時(shí)對(duì)巖粉進(jìn)行取樣化驗(yàn)。鑿施工記錄是對(duì)生產(chǎn)探礦的補(bǔ)充，地質(zhì)技術(shù)人員按照大孔施工鑿記錄，對(duì)照地質(zhì)圖進(jìn)行二次圈定礦體。因此大孔鑿施工記錄，對(duì)礦體的進(jìn)一步摸清有特別重要的意義。

（4）加強(qiáng)出礦管理。每位鏟運(yùn)機(jī)司機(jī)都必須攜帶便攜式檢測(cè)儀器，在出礦前在出礦點(diǎn)進(jìn)行甄別礦。每個(gè)出礦班組安排一位出礦班組長(zhǎng)對(duì)出礦進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理。對(duì)大塊搬運(yùn)至其他硐室，集中處理。

（5）強(qiáng)化地質(zhì)取樣化驗(yàn)。特別是在出礦過程中，礦石品位變化大，現(xiàn)場(chǎng)管理人員不能及時(shí)鑒別礦體的好壞。因此每個(gè)班都安排地質(zhì)取樣人員跟班取樣。并要求鏟運(yùn)機(jī)出礦時(shí)每一鏟都要取一點(diǎn)，然后將樣品集中混合，力求取樣均勻有效。

（6）對(duì)施工隊(duì)進(jìn)貧化考核。每月計(jì)劃中都要確定每個(gè)出礦采場(chǎng)的月出礦品位，平時(shí)每班對(duì)出礦采場(chǎng)進(jìn)行取樣化驗(yàn)，月底對(duì)每個(gè)采場(chǎng)的出礦品位進(jìn)行算術(shù)如權(quán)平均，計(jì)算出各個(gè)采場(chǎng)的出礦品位，然后對(duì)比計(jì)劃中各個(gè)采場(chǎng)的出礦品位，進(jìn)行考核。

7 效果評(píng)價(jià)

礦山對(duì)-370mI-9采場(chǎng)的爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，改變夾層處的裝藥結(jié)構(gòu)，減少夾層處的裝藥量，爆破后，對(duì)大塊夾層分出，并安排專人現(xiàn)場(chǎng)管理。-370mI-9采場(chǎng)原設(shè)計(jì)廢礦混入率15.3%，采取措施后夾層混入率下降到11.3%。通過綜合處理措施后，廢礦混入率下降了1.5個(gè)百分點(diǎn)，少混入廢礦0.5萬噸，按采礦成本45元/噸計(jì)算，節(jié)約直接成本22.5萬元。這部分廢礦沒有運(yùn)到選廠，且直接充入采場(chǎng)，既減少了廢礦運(yùn)輸成本，又減少了一部分充填成本，經(jīng)濟(jì)效益較為可觀。

8 結(jié)論

下向大孔空?qǐng)霾傻V嗣后充填采礦法適合急傾斜、中厚以上、形態(tài)較規(guī)整且較穩(wěn)固的礦體。

由于付老莊鐵礦Ⅰ2號(hào)礦體中夾層較多，貧化問題一直是礦山生產(chǎn)過程中的一大難題，貧化率一直高居不下。在礦山技術(shù)人員的努力下，通過上述夾層綜合處理措施后，礦體中的夾層問題正逐步得到解決，并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，為礦山的生存發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)可靠的技術(shù)保障。

安徽省霍邱礦區(qū)礦產(chǎn)資源較為集中，下向大孔空?qǐng)霾傻V嗣后充填采礦法是主要的采礦方法，礦體中夾層問題一直困擾著礦山的生產(chǎn)。付老莊鐵礦處理夾層的經(jīng)驗(yàn)，也為其他礦山中遇到同類的問題提供了可行的處理辦法，使大孔采礦的回采工藝更加完善，更加先進(jìn)。