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1 9 9 1 年 1 月 第 1 期 湖南冶金 1 5 湘东铁矿倾斜缓倾斜矿体采矿方法探讨 曾 群 英 湘 东铁 矿 矿 务 局 E 括要 】 本文根据该矿当前采矿生产中 存在术材请耗高、矿房生产能力低 、回采属期长．工 作面广点多、 巷道维护工作量犬等问题提出了改进方案。表明谖方案可以解趺 上 问题， 并选到 降r 氐 作业成车 之目的。 一 地质矿床及采矿 方法简况 湘东铁 矿矿务 局所辖 的几个 矿区，均为 宁乡式 浅海 沉积 矿床 。矿体产 于上 泥 盆系 锡 矿 山组上统 翻下层底 部的绿 泥石页岩 中，呈 层 状产 出，有 1 ～3 层 矿体 ，具 有工业 价值的 一 般只 有一层 。矿层走 向数 百米 至数千米 ’ 厚度 0 ． 8 ～ 3 ． O 米 ，平 均1 ． 5 ～1 ． 6 米 ’大都为 倾斜、缓倾 斜 。浅部氧 化带多为酸性 矿石 ， 含铁 4 5 ～5 2 ，含磷0 ． 3 ～O ． 5 ％，深 部 多为 自熔或半 自熔 矿石 ，含铁2 5 ％～ 4 O ， 含磷 0 ． 5 左 右。 矿层 顶板 以钙质 页岩 、泥质 灰岩为主 ，夹 有薄层 细砂岩 ，底 板为绿泥石 砂岩 、石英 砂岩 和砂 质页岩 。浅 部 因风化 ， 顶板和底板均不够稳固，深部较好。矿层产 状 比较规整 ，地表允 许 陷落 。 我矿 当前 对倾斜、缓 倾斜矿休的 回采 基 本 上使 用壁式崩落采 矿法 。根据切顶方 法不 同 ，又分为普通壁式崩 落法和 留切顶矿柱的 壁式崩落 法。 由于前 者消耗木材 较多 ，故现 在 已由后者 取代 。其 情况 有 以下3 点 。 1 ． 构成要素、采准切割工作 矿块走向长1 0 0 1 5 0 米或者根据断层及 其 它构造 捌分 ，阶段 高度一般为3 O 米 。在矿 体底板距矿层4 ～6 米处，沿走向掘进阶段平 巷，再在其中每隔 6 ～1 O 米向上掘进漓斗与 切巷相 通。在 矿块端都沿矿层掘 进 端 部上 山，并在其上下部位沿矿层分别掘进 回风巷 和切 巷与端部上 山相 通。矿房宽8 ～9 米 ，切 顶矿柱 为2 米 2 米 的间隔。在切 顶矿柱 的另 一 铡掘进超前切割上山， 并每隔2 米掘一联络 口与前 一矿房联 通，作 为后 者 回柱放 顶安 全 进 路 。 2 。 矿房 回采 如 图1 所示 ， 自空 区切 顶矿牲超前切 割上 山起，由下而上逆倾斜分条回 采，每 条 宽 2 ． 4 ～2 ． 6 米。用浅孔铵橙蜡炸药、非电导爆 圈 l 留切顶 矿柱 璧式崩 落法 1 一上阶段平巷；2 --顶拄J 3 一回风巷； 4 切 礓 r 拄；5 一阶段平 巷}6 一切巷}7 一超前切翦上山 系统爆破落矿，每 次崩落1 2 ～1 0 吨。一般情 维普资讯 湖南冶金 第 1 期 况 均是小班 一循环。 回采 安设支架 有一梁 二 柱或一梁三拄的平行或垂直棚子，顶板较稳 固时，也用带柱 帽的单体支柱 。采 场 除 木 支架 外 ， 曾使 用过金 属砂压支 柱、 开 缝式摩 擦 锚杆等 ，都获 得成 功 。用 电耙运搬 ，人工 辅 助 。矿房 回采 完后 ，用 回拄绞 车撤柱放顶 。 3 ． 矿 房回采主要技术 指标 近几年 的主要技术指标 是 矿块生产 能 力4 0 8 0 吨／ 天，切采比2 4 2 8 米／ 千吨，掌 子 面工效3 ． 5 ～4 ． 2 吨／ 工班 ， 矿石 回采率7 3 ～7 5 ， 矿石贫化率9 ～1 2 ，坑 木 消 耗 6 ． 7 ～7 ． 5 米。 ／ 千吨，炸药消耗0 ． 3 5 ～0 ． 3 8 公 斤 ／吨。可见， ①矿块生产 能力 低}②掌 子 面工 效低 ，③ 坑木消耗高 ，由此带来生产成 本高 ，回采周 期长 ，井巷 维修工 作量大， 同 时生 产的矿块多 ，机械设备 私 J 用率 低 其原 因是多方面的，但回采工作面的布置和生产 技术管理 是 重要 方 面。 二、采矿方法的改进方案 主要 以提 高 矿块 生产 能力，提高工班效 率 和降低术材消耗 为 目的。 采 矿方 法设 想方 案的采场构成要素及采 准工作 与留切顶 矿拄的壁 式崩落采 矿法基本 一 致 ，不 同点主要是工作 面布置和超 前切割 上 山的开挖时 间，即前 者是 超前切割上 山在 矿房 回采2 O 天 前开 挖，而后者则是 同 时 掘 进 。另 外，设 想方 案 中一个 矿房有 两条超 前 切 割上 山 如 图 2 }一个 矿块 同时有 两个 矿 房 作业 ，一个 回采 ，另 一个 作超 前切割 上山 的掘进 ，且 二者都 同时 安排 两个 作业面交叉 进 行 。 超前切 割上 山提前 开挖 的 目的 在于使 用 砂浆锚 杆，同时也为 了增加 矿块的工 作 面， 提高矿房 回采 强度 。由 于它的形成 一般都在 矿房回采前2 0 2 5 天， 这样到矿房 回采时砂 浆锚 杆 就能更 好地承 压，使 之减少 采 场 支 护，提 高坑 木 回收 复用 。 如 图 2所示， 矿房系 由上而 下顺倾斜 下 向 双翼 回采 。每 次推进距离可根据 顶 饭允许 暴 露面积和作业循环图表而定， 一竣以2 ． 4 ～ 4 ． 0 米为宜 。 图2 采矿方法设想方 案 1 上册段平巷；2 --N挂；3 一回风巷i 4 一砂装锚杆；5 一超前仞封上山j 6 - - 木支柱； 7 一所段平巷j 8 一切巷；9 一切磺矿柱 采场用 同样方 法爆破落 矿、炮 孔斜交 走 向布置，孔 深1 ． 8 ～2 ． O 米 ， 最小抵 抗线0 ． 6 ～ 0 ． 8 米，装 药系数0 ． 6 ～O ． 7 。 爆破后 用 局扇 将 废风 抽入上 部回风巷排 出。采 下矿石 用电耙 运搬。采场支护除超前切割上山部位用废钢 绳 或其 骨筋 的砂浆锚 杆之外，其余 部分应随 着 回采丽架设支架 。支 架 的立柱可采 用松木 或金属 砂压}如果 顶板 较稳 固，也可 以不 用 支架 而 用带拄帽的单体支柱 。支柱密度 可根 据采场压力分布情况丽定。已有砂浆锚杆的 部位，可适当安设安全讯号拄，其密度可 以 在0 ． 5 根／ 米 。之内} 没 有锚杆 的部位应为1 ． 2 ～1 ． 4 根／ 米。 ， 根据采场沿倾斜方向的压力分 布，其最大值一般均 在距 顶柱2 ／ 3 的地段 ， 因 此该段 的支柱 密度 以1 ． 8 ～2 根／ 米 为宜 。 矿房 回采 完毕，清扫采场即行放顶。由 维普资讯 第 1 期 湘东铁 矿倾斜缓倾斜矿体采矿方法探讨 l 7 于其 两侧均用砂浆锚杆 支护 ，撒 桂之后有可 能 顶板不会 垮落，为此 ，在放顶前需作好 强 制落顶的准备 。 矿房 回采 的劳 动组 织， 根据 合理 集 中、 强化开采 ，达 到高效、高 强度 的 月 的 而 组 合 。拟采 用综合工作 队，由凿岩 、支柱 、 电 扒、爆破和辅助等工种组成。毫二 L 种之间既 裹 1 作业循 分工叉合作，互相促进，相互支持，三班作 业。按矿房 回采和超前切害 上山 同 时 工 作 的作业 面配备 劳 动定 员；小 班凿岩工 4 人， 支 柱和砂浆锚杆安设工 3 人， 电扒工 4 人，爆 破 工 和辅 助生产工 各 1 人，共计1 3 人。 矿房回采 和超 前切割上 山各分 两个作 业 面同时作 业 ， 其工 序交叉进行。 见 循环图表l 。 环图裹 侑业 工 序 f 趾量 人数 时间 l 怍业面 2 ． 住 面 面 赍 9 l 0 l 1 1 2 3H t 5 9 l 0 l I 2l 3l 4 ．】 矿 准 备 1 l 房 苗岩 1 2 米x 2 2 1 2 0 x2 l 凰 爆破 0 ． 5 6 0 x2 } I 1 扒运 2 5 吨 x 2 I 8 O x 2 f I f 采 I 一 吏护 4 捏2 2 6 0 2 l ’ 括 准 备 l I r 凿岩 2 o 米X 2 2 1 5 0 2 切 安糙镑扦 3 根 2 l 3 0 2 f h l I 割 爆破 0 ． 5 6 0 2 l J - ‘ 扒运 2 Z 吨2 2 1 8 0 x 2 l 一 | j 根据劳 动组织和循环 图表及小 班作 业萤 计算 ，矿块主要技 术经济指 标直 下 矿块生产能力 2 丁 0 ～2 8 o 吨／ 昼夜 采仞比3 9 ～4 0 米， 千吨 掌子面工效 7 ． 3 吨／ 工班 矿石贫化率 9 ～l 1 术衬滴耗 2 3 米0 ／ -- p ．, 炸药诮耗 0 ． 3 5 - - - 0 ． 3 8 公斤／ l 屯 三、方案对比 从上述 主要 技术指 标看，设 想方案的矿 块 生产能力、 矿石 回采 率、掌 子面工 效和木 材消耗均较近些年实际要好。尽管采切比较 高，但总的来说，方案是可取的。 与 当前 我矿使 用的采 矿方 法对 比 ，具有 以下 特点 。 1 ． 设 想方案在矿房 回采工作 面的布置上 提 供 了合 理集 中、强化开幕 的条件 ，因而矿 块的昼夜生产能力较现在的矿块生产能力增 加了2 ～3 倍。这也为减少同时生产的矿块个 数，缩短作业线，减少辅助生产人员提供了 保 证 。 2 ． 采场 以废钢 绳或其它骨筋的砂浆锚杆 为主的联合支护，对降低坑木消耗，减少支 护费用具有重要 意义 。 3 ． 由于采 用沿倾斜 双翼 下 向工 作 面 推 进，采场支护始终在扒运方向的上部，从而 改善了采场运搬条件，对提高电耙扒运效率 提供 了条件，同时 由于多工 作面集 中作 业 ， 对提高设备利用率也是非常有和的。 4 ． 由于矿块系多工作 面交叉作业 ，各工 序之间紧 密衔接 ，其作业量 必须在 规定的时 间内完成，否则就会影响循环图表进行 ，因 此，要求各工序之间互相配合，互相帮助， 促使提高个人技术水平和责任心。 5 ． 提前掘进超前切割上山，是保证砂浆 锚杆使用的措施，也是提高矿块生产能力的 一 个 方面 。在 一个 矿房 中开挖 2条超前切割 上 山 ，虽 然 增大 了采 切 比，但由于矿石的凿 岩， 爆破性能较好 ，并不影响矿块 回采的主 下转第4 4 页 维普资讯 湖南冶金 第 t巍 命 的起源 和生物 的进化 认识．早期 的地球是 炽 热 的，地 球上 的～切 元素都 呈气、液体状 态，随着地 球表面温度 的降低， 而内部温 度 仍然 很高的情形下， 火 山活动极为 频繁，那 时 的 ～切 物质 呈分散 状态开始 转变为富集 状 态，从而 形成 分散 液态 的封闭集中 区。 一旦 构 造、岩浆 活动砍 坏了这个封闭 条件， 医中 含金等成 矿热液就可 移 至近地 表 形 成 矿 床 。张秋生 教授 认为，华北 陆台在中生代 太 平洋板块 俯冲之后， 固大规模 的深部 构造 活 动，将成为金 矿聚集的重要条 件。 这样 ， 一 个 矿 化集 中富集 区 里可 以有～个或几 个金矿睐 分布 ，可 以是不同时代不同类 型 的 。如胶东 半岛金矿化集 中富集 区在 1 O O O 多 公 里 区 域 内，就分布 有 几个大型金矿床 。如 按金 的 地球 化学特 征而论， 金是来 自地核 或 下 地 幔 。 由表4 可知 ， 从金在地球及 其 内部 各圈层 的丰度 值 表明，其 含量从地壳 一直 到地 桉是 逐次 增加 。 ’ ，并在 地板 中达到最大聚集，高 于地 壳3 个数 量缀 ，为 地壳 的7 8 3 倍，是 整个 地球含量 的3 倍 。 纯 从这一点来看， 金具 有 镩 源性 。 表4地球硬 其 内部 金银 含■丰度值 p p m 元 素 地 球 地 壳 上地幔l 下 地幔l 地 按 A u 0 ． 8 0 ． 0 0 3 5 0 ． 0 0 5 1 0 ． ∞ 5 l 2 ． 6 Ag 3 ． 2 0 ． 0 3 0 ． 0 6『 0 ． r 5 1 ． f 1 u ， Ag 0． 2 5 0 0 O ． D 4 3 8 0． 船 3 3 ． 1 0 0 0 2 ． 6 0 o 2 ． 金只要有构造、 有热液 就能 活化 、富 集 。凡是 内生金 矿床无不 打上热液作 用 的烙 印 ， 同时，矿体 严格受断裂构造控 制，容 矿 围岩 的蚀 变作用表现极 为 明显， 这反映了成 矿热液 的饱 和 程度 较高。也可能在成矿过程 中进一步 化、 萃取地壳岩石中的部分矿质， 但不 是主要的 。 日前常见 的金矿床受 一定 层 位控制，只是地质构造环境 中的聚集作用的 表 现形式 。 如 果没 有深部矿液 来源 和构造、 岩 浆等 活动，哪怕最 有利的地层 也是无法形 成 金矿床 。如 澳大利亚 奥林 匹克 坝铜一 铀一 金 矿床 ，是 以沉 积岩为容 矿岩石 的一个非常 特 殊实 例，但经 区域 重力和磁力 测量 资 料 表 明，深部 可能存在着 玄武岩 。 从沉积岩、 火成岩 中所作 的原子吸收分 析资料证实 ， 金具有 “ 普遍性”， 同时在许多 地区查日 月了个 别含金偏 高 的岩系 }多数金 矿 床在成矿过程中形成的地球化学晕含金不是 变贫 ， 而 是变富 。 显 然，金从古金 围岩 中运移 到容矿 空间的秘模不可 能很 大， 只能从 围岩 中取得氧化硅、铝硅酸盐 和碳酸 盐等 物质 。 六 、 结语 大量实际资料表 明，地壳深部下 地幔 可 能存在着分散的金的 “ 液态”溶液，并具有 封闭条件的集 中富集 区 。金等成 矿元素 的形 成 与富集， 构造 岩浆 活动破坏 了原来浑 部 的封闭条件，集 中富集 区 的古金等成矿 热 液 在地球化学 作用的配 合下 同时上侵 ，近矿 围岩蚀变也开始形成，并随着构造热液活动 和 多次成矿作 用的进行 ，成矿元素包括 黄铁 矿等 硫 化物多 阶段 的充填、交代 近矿蚀 变破 碎带与石英脉体及其裂隙之中富集成矿。 参考文献 1 杨敏之 盎矿床新类型、盘矿床地球化学、金矿 康 成 矿预测原理，1 9 8 9 蔓允庆．地质与勘探，1 9 8 9 8 桨华美．矿 床地质，8 ， 4 l 何备先．湖南地 质，1 9 8 8 1 2 j 余大龙等．矿床地质，8 ． 1 ； 张乾．地质与勘探t 1 9 8 9 9 f 包振襄．矿 床地质，8 ， 4 上接 第1 7 页 要技 术指 标 联合支 护 ，使之台 理集 中作业 ，这对 于 我矿 总的来说 ．采 矿方 法设想方案从优 化矿 倾斜 、缓倾 斜 矿体 的开 采具有 现实 意义 ．而 欺工 作 面布置着 手 ，采 用 砂浆锚杆 为主的 且 可望达 到安 全、 低耗 、 高 效、 低成本的 目的 。 维普资讯