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第6 2 卷第 1 期 有 色 金属 矿山部分 2 0 1 0 年1 月 应对中段走向断层的技术措施 齐清， 孙兆明， 赵飞 山东王村铝土矿 ， 山东 淄博 2 5 5 3 1 1 摘要 通过对山东王村铝土矿9 _ 4矿块开采实例的详细介绍， 提出了几种应对走向断层的采切技术措施。 经开采实践证明 该措施行之有效， 可适用于单层壁式崩落法同类矿山。 关键词 采矿方法； 断层 ； 辅巷 ； 下山 中图分类号 T D 8 5 3 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 - 4 1 7 2 2 0 1 0 0 1 - 0 0 0 8 0 4 C o r r e s p o n d i n g T e c h n o l o g y Me a s u r e s o f S t r i k i n g F a u l t i n Mi d d l e S e g me n t Q I Q i n g ， S U N Z h a o ini n g ， Z HA O F e i S h a n d o n g Wa n g c u n B a u x i t e Mi n e ， Z i b o 2 5 5 3 1 1 ， S h a n d o n g ， C h i n a ／ k t r a e t T h r o u g h t h e d e t a i l e d i n t r o d u c t i o n o f 9 - 4 o r e b l o c k i n S h a n d o n g Wa n g c u n B a u x i t e Mi n e ，a f e w k i n d s o f rai n i n g c r o s s t e c h n o l o g y me a s u r e s f o r c o p i n g s t r i k i n g f a u l t a r e p u t f o r w a r d ．T h e mi n i n g p r a c t i c e i s p r o v e d t h a t a b o v e me a s u r e s a Y e a v a i l a b l e a n d c a n b e a p p l i e d i n o t h e r s i mi l a r mi n e s u s i n g mo n o l a y e r wa l l t y p e c a v i n g me t h o d ． Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d；f a u l t ；a u x i l i a r y l a n e ；d i p h e a d 断层按相对于矿床 的产状分为两类 ， 一类为倾 向或近倾 向断层 ， 一类为走 向或近走 向断层 J 。对 于壁式崩落法 ， 倾 向断层对开采影响不大 ， 其应对措 施比较简单 ， 大的倾 向断层作为划分采区的地质界 限； 小的倾 向断层在采准巷道另掘上 山就能解决。 而走向、 近走向断层即使断距不大， 对回采工作影响 也很大 ， 当断层断距大于矿层厚度 的2 ／ 3时， 回采工 作面就难以推进 j 。此外 ， 沿脉采准巷道 的布置 工作， 常受到走 向断层 的影响， 造成巷道 冒顶片帮， 影响回采安全_ 4 J 。因此 ， 在采矿技术管理 中必须 认真对待。 1 工程 概 述 山东王村铝土矿东宝山矿区为硬质粘土矿 ， 该 矿主要赋存于上二迭系的上石盒子统与下二迭系的 下石盒子统之间， 属内陆湖相胶体化学沉积矿床 ， 该 系地层呈层状、 似层状和巨透镜状。A层矿体走向 长约 2 2 0 0 i n ， 沿倾 向从 1 2 0 in到 一 2 2 0 in， 矿体倾 角 9 。 ～ 2 4 。 ， 平均倾角 1 4 。 ， 厚度 1 ． 2 in～ 6 in， 平均厚 2 ． 5 in， 矿石有效成分为 A 1 O S i O ， 灰色矿石， 中 等稳 固， f 4～ 6 ， 上盘为质密铝土岩 ， 下盘为细粒长 石石英砂岩或页岩。地表为山地， 允许崩落。 作者简介 齐清 1 9 6 6一 ， 男 ， 采 矿专业高级工程师 ， 工学学 士。 9 矿块位于 一1 3 0 r n～一8 0 In水平 ， 矿体倾角 1 6 。 。9 ． 4中段采准巷道沿脉布置 ， 从放 矿轮子坡 掘石门至矿体 ， 沿脉掘至 2 1 0 m时 ， 迎头遇断层。断 层为正断层 ， 走向 2 8 5 。 ， 倾 向南西 ， 倾角 5 5 。 ， 断距约 9 1 T I 。为进一步揭示断层 ， 先后掘进 3条上山， 坑探 结果断层产状稳定 ， 断距确定为 9 In。此断层将 9 一 4中段分成了两部 分 ， 采准工程无法布置。如 图 1 所示。为了安全 、 经济 、 有效地采 出该 中段 的矿石 ， 确定了一套包括辅巷布置 、 下 山开拓及改进采场布 置等行之有效的方案 ， 取得了较好的开采效果。 2技 术措 施 2 ． 1 辅巷措施 断层产状充分揭露后， 鉴于 中段上部矿体沿断 层线下跌， 为了圈定断层以上至 9 _ 2矿房 以下的矿 量 2 0万 t ， 决定在 9 ． 4平巷 4 导线点处掘穿脉石门 平巷 ， 穿越断层通达矿体 ， 再沿脉掘 9 _ 4辅巷 、 切割 上山与 9 一 2平巷透 ， 形成 回采能力。采准布置如图 2所示。 图中粗实线部分为新掘辅巷 、 切割上山 实施过程中， 实际掘进穿脉平巷 5 3 in， 沿脉辅巷 3 0 0 in， 上山 1 2 0 in， 圈定辅巷以上采准矿量 1 5万 t 。 第 1期 齐清等 应对中段走向断层的技术措施 9 图 1 9 - 4中段地质构造 平面 图 F i g ． 1 Pl a n e m a p o f g e o l o g i c a l s t r u c t u r e i n 9 - 4 mi d d l e p a r t 图 2 9 -4 中段 辅巷 措施采准布置平面图 F i g ． 2 Pl a n e ma p o f mi n i n g p r e p a r a t i o n d i s p o s a l of a u x i l i a r y l a n e i n 9 -4 mi d d l e p a r t 2 ． 2下 山措施 通过辅巷措施 ， 顺利圈定 了辅巷以上矿量 1 5万 t ， 尚有 5万 t 被压在辅巷 以下至断层之问。如何开 采这块矿体 ， 成为难题。经研究可行性方案有两套。 一 是从 一1 3 0 m平巷掘石门平巷 ， 穿越断层后掘提升 上山通达矿体 ， 然后 掘沿脉采准平 巷、 切 割上 山与 9 4辅巷透 ， 形成 回采能力。此方案优点是排水通 畅 ， 缺点是采准工程量 大， 测量工作量大 。二是从 9 4辅巷上部矿柱处掘上部小甩车场 、 小绞车房 ， 下 掘下山至断层 ， 建 临时小水仓 1 5 m 再 掘沿脉平 巷 、 切割上山与 9 4 辅巷透 ， 形成 回采 能力。此方 案优点是采准工程量小 ， 测量工作量小 ， 缺点是排水 费用高。鉴于本 区无裂隙水 ， 硬质粘土有较好 的不 透水性 ， 故采用第二方案。如图 3所示 。 2 ． 3安全措施 本矿采矿方法为人工顶柱壁式崩落法， 采准巷 道为脉 内单巷布置 ， 回采工作面在耙出耙道矿石后， 将簸箕迁到新开 的簸箕 口， 在原垛底上搭设“ ” 字 形混凝土预制块垛 ， 作为下分段 回采时的顶柱 ， 平巷 采用单腿木棚和混凝土预制块垛支护， 作为下分段 回采时的回风巷和上安全道。 2 ． 4采矿工 艺 由于本区矿块倾向长度短 ， 普通长壁式崩落法 双巷采准布置不适用 ， 为此改进了采准布置 ， 将脉内 1 0 有 色 金属 矿山部分 第 6 2 卷 双巷改为脉内单巷 ， 形成 了人工顶柱壁式崩落法采 矿工艺。 2 ． 4 ． 1 矿块长度 长壁工作面是连续推进的， 对矿块沿走向长度 没有严 格 要求 ， 一般 以大 的倾 向断层 为 划 分界 限 ] 。一般为 2 0 0～ 4 0 0 m。 2 ． 4 ． 2 分段运输巷道 该巷道布置在脉内， 增加 了掘进 回收矿石， 减少 了废石提升运输等费用， 上壁保留0 ． 3 m底板岩石 ， 3 ％ e ～ 5 ％ o 上 坡掘进。巷 道形状 为等腰 梯形 ， 顶宽 2 ． 4 m， 低宽2 ． 8 m， 高2 ． 4 m， 一般不支护， 顶帮破碎 不稳固时喷射混凝土支护， 喷厚 5 0 F i l m。 2 ． 4 ． 3 切割工作 分段运输巷道掘至地质界线 大的倾 向断层 时停止 ， 退出一个串车组的距离 一般为 6 I n 平行 于断层走向掘切割上山， 上山沿底板掘进 ， 断面高度 一 般取决 于矿体厚度 ， 但 不能高于 2 ． 2 m， 宽度 为 2 ． 5 I T I 。为减少工作面风流短路 ， 切割上山在回采前 布置一条。 Fi g ． 3 Pl a ne map o f mi ni n g pr e pa r a t i o n di s po s a l o f di phe ad i n 9 - 4 mi dd l e p ar t A都放大 B都放大 ④ 图4 人工顶柱壁式 崩落法采准布置图 I _上阶段运输巷道； 2 ．卷扬机房； 3 ．提升轮子坡 ； 4 ．分段运输 巷道 ； 5 ．采场 ； 6 ．下 阶段运输平巷 ； 7 ．采空 区； 8 ．人工顶柱 F i g ． 4 M i n i n g p r e p a r a t i o n d i s p o s a l ma p o f a r t i fi c i a l r o o f p i H a r wa l l - t y p e c a v i n g me t h o d 下转第 4 5页 第 1 期 常俊山 蓬莱东南部栖蓬金矿田成矿背景及矿床特征4 5 矿床的找矿标志有如下几条 1 郭家岭花岗闪长岩体与胶东岩群的接触带。 2 北北东 向断裂构造带。 3 断裂构造的分枝 、 复合 、 交又及转折部位。 4 与含矿热液活动有关 的绢英 岩化、 硅化 、 钾 化等围岩蚀变发育地段。 5 煌斑岩 、 闪长玢岩等 中基性脉岩 比较发育地 段 6 结 语 通过对栖蓬金矿 田区域地质特征描述以及对该 矿田内多个具体金矿点进行细致 的地质研究 ， 特别 是对于矿床特征认识 的不断深入 ， 我们先后在该 矿 田区锁定多个探矿靶区 ， 取得了较好 的探矿效果 ， 对 于整个矿 田的有效利用和持续开发起到了良好 的参 考作用。 参 考 文 献 [ 1 ] 吴海庆 ， 孙强庆 ， 张仁杰 ， 等 ．蓬莱河 西地 区 1号金 矿脉详查 报告[ R ] ．山东正元地勘公司， 2 0 0 6 年2月． [ 2 ] 曾庆丰 ．脉 型矿 田构造基本问题[ M] ．地质出版社 ， 1 9 8 1． [ 3 ] 范永香 ．成矿预测 中成矿规 律研 究几个 问题 [ J ] ．地 质与勘 探 ， 1 9 8 2， 5 1 0 0 1 0 9 ． [ 4] 陈伟 ， 王琳琳 ， 李 应栩．隐伏 矿体 预测的技术 方法及 其进展 [ J ] ．有色金属 矿 山部分 ， 2 0 0 9 ， 6 1 1 2 5 2 7 ． [ 5] 杨 晓东， 王增付 ．山东蓬莱东南 部地 区金矿地 球化学 异常特 征[ j ] ．科技创新导报 ， 2 0 0 9， 8 2 4 5． [ 6 ] 朱奉 三 ．混合岩化热液金矿床成矿作用初步研究[ J ] ．地质与 勘探 ， 1 9 8 0， 7 11 0 ． [ 7 ] 翟淳论煌斑岩的成因模式 [ J ] ．地质评 论 ，1 9 8 1 ， 2 7 6 2 7 2 R 上接第 1 0页 2 ． 4 ． 4 回采工作 1 回采工作面形式。为便于管理顶板 ， 采用上 部阶梯式 ， 下阶梯超前上阶梯 1 ． 5 m 即工作面一次 推进距离 。上部阶梯式可 出矿和支护平 行作业 ， 缩短回采工作 的循环 时间， 上部支柱不易被耙 斗拉 到， 减少重复支柱。 2 落矿。凿岩机械为7 6 5 5凿岩机， 凿岩工具为 配用一字型钎头的活头钎子 ， 钎头直径 3 8 mm。 炸药采用二号岩石乳化炸药 ， 药卷 3 2 m m、 长度 1 8 0 m m、 质量 0 ． 1 5 k g 。每孔装药量 0 ． 4 5 k g 。孔底 径向不耦合装药 ， 反向起爆。木质炮棍装药 ， 起爆材 料采用普通毫秒 电雷 管 ， 起爆药 包现场加工 ， 采用 3 8 0 v 动力电源方式起爆 。根据矿层的厚度 、 矿石的 硬度 、 矿层的层理节理 ， 选取合理的爆破参数 。根据 经验 ， 采场炮 孔采用 “ 之 ” 字形排列 ， 炮孔 深度 Z 1 ． 6 m， 炮孑 L 直径 d 4 0 m m， 最小抵抗线 3 5 d 1 ． 4 m， 故取排距 1 ． 4 m， 与工作 面成 7 5 。 夹角 ， 每孔 装药量 0 ． 4 5 k g 。这样进行松动爆破 ， 力求降低粉矿 率 ， 爆堆集中易于耙矿且不易击倒支柱。 3 出矿。回采工作面采用 2 D P J 一 3 0电耙绞车牵 引 0 ． 3 m 铸钢耙斗将工作面爆落 的矿石耙至下部 ， 经装矿铁簸箕耙至 0 ． 7 5 m 翻斗式矿车 内， 电耙绞 车固定在下分段运输巷道下壁电耙窝内， 电耙窝长 宽 高 1 ． 2 m0 ． 8 m 0 ． 8 m。在耙道正下万 巷道下壁用扁钎子固定两个可拆钢丝绳套 固定双滑 轮 ， 其中一条是主绳 ， 一条是安全绳。电耙绞车空重 绳通过双滑轮变 向， 耙矿簸箕 3个轮换使用 ， 安装在 混凝土预制块垛上 ， 两侧木支柱加引板固定。这样 布置电耙绞车在安全位置 ， 可以快速改变耙道 ， 缩短 劳动时间， 降低劳动强度 ， 钢丝绳套扁钎子可重复使 用 。 3 结 语 山东王村铝土矿 9 4矿块开采实践证明， 通过 大量的采掘、 地质 、 测量技术工作 ， 采取行之有效 的 技术措施 ， 可以最大限度地减少走 向断层对 回采工 作 的影响 ， 矿石回采率指标 由过去的 6 5 ％提高到现 在的 8 5 ％ 以上， 有效 地延长 了矿 山寿命 ， 平衡 了三 级矿量 ， 为矿山的可持续发展奠定了基础 。 参 考 文 献 [ 1 ] 刘会 文， 高树棠 ．井巷工程 [ Mj ．煤 炭工业 出版社 ，1 9 8 4 第 二版 1 8 52 0 3． 2 5 1 2 6 7 ． [ 2 ] 陈放 ， 李玉 ．矿 山采 矿手 册 [ M] ．北 京 冶金工 业 出版 社 ， 2 0 0 61 01 6 1 O 1 9． [ 3 ] 谢世俊 ．金属矿 床地 下开 采 [ M] ．北京 冶金 工业 出版 社 ， 1 9 8 6 第二版 1 7 0 1 7 7 ． [ 4 ] 唐玉柱 ， 伊晓雨井下大断面巷 道的施工 监测 [ J ] ．有 色金 属 矿山部分 ， 2 0 0 8， 6 0 1 1 1 1 3 ． [ 5 ] 陈贤春．不稳 固围岩缓倾斜中厚矿体的回采实践 [ J ] ．有色 金 属 矿山部分 ， 2 0 0 8 ， 6 0 2 58 ． [ 6 ] 刘道昆．高 阶段采场稳定性分析及 回采工艺技术研究 [ J ] ．有 色金属 矿山部分 ， 2 0 0 8 ， 6 0 3 45 ． [ 7 ] 齐清 ．长壁式采矿法地压管理初探 [ J ] ．有色矿 山， 2 0 0 2 ，1 2 6 1 61 8 ． [ 8 ] 齐清， 陈金锋， 邱慎前 ．人工底柱长壁式崩落法的开采实践 [ J ] ．中国矿业 ，1 9 9 9，1 1 6 4 54 7 ．