北山公司深部矿体开采工艺技术及主要问题.pdf

I S S N 1 6 712 9 0 o C N 4 31 3 4 7 ／ TD 采矿技术第5卷第2期 Mi n i n g T e c h n o l o g y，Vo 1 ． 5， No ． 2 2 0 0 5年 6月 J u n． 2 o 0 5 北 山 公 司 深 部 矿 体 开 采 工 艺 技 术 及 主 要 问 题 潘 家荣 广西北山矿业发展有限责任公司， 广西 环江县5 4 7 1 0 0 摘要 北山矿 区因大量民采非法抢采矿产资源形成了大量采空区， 给深部资源开采带来 了安全和技术方面的难题 ， 如何安全有效地开采该深部矿体， 是个值得深入研究和探讨的 问题。简介 了深部开采的主要工艺技术和存在问题， 供各位同行及学者共同探讨。 关键词 深部矿体； 采空区； 回采工艺 北山矿区由于大量民采非法抢采矿产资源， Ⅱ 号矿体钻孔控制地段 已基本被采空 ， 并形成 4大采 空区， 其中 I 、 Ⅱ、 Ⅲ号采空区已陷落， Ⅳ号空区仍处 于空场状态； IV 号采空区总面积达 1 ． 4 81 0 n f ， 体 积达 3 91 0 m 以上。3 0 m标高 以上矿段基本上 已被采完 ， 但矿山已在Ⅳ号采空区下部探获新的资 源， 该矿段地质储量 为 5 1 7 ． 01 0 t ， 矿石 品位 P b 1 ． 2 5 ％、 Z n 6 ． 5 6 ％， 属较富矿段。因此有必要对这 一 宝贵资源予以开发利用 ， 以满足企业和国民经济 发展的需 要。 1 矿床开采技术条件及矿 区水文地质条件 1 ． 1 矿床开采技术条件 矿体埋藏条件 Ⅱ 号矿体长度大于9 4 0 r n ， 宽度 7 0～ 4 0 0 m， 厚度 1 ． 3 9 ～ 4 6 ． 2 5 m， 平均厚度大于 2 0 m 。矿体形态为似层状 、 透镜状。矿体在走向、 倾向 上变化大， 倾角 1 8 。 ～ 7 0 。 。矿体赋存标高 1 0 8～ 4 0 0 m 。矿体与围岩界线清楚 ， 矿体 中有 1 ～ 2 层 白云岩 夹石。 矿体及围岩的稳固性 Ⅱ号矿体为含矿白云岩 ， 矿体稳固性良好。矿体顶底板主要为 白云岩 、 生物 碎屑灰岩， 其次为燧石条带灰岩、 泥灰岩及泥质灰 岩， 均为坚硬或半坚硬岩石。 采空区对未来采矿 的影响 由于多年来的无序 开采， 区内存在大量废弃的井巷及采空区， 采空区总 面积达 7 ． 7 1 1 0 m ， 垂直高度 l 5～ 5 0 m不等， 形 态极不规则 ， 采空区面积大， 易于积水、 易于崩塌， 有 可能造成坑内突水或陷落。 矿岩物理力学性质 矿石体重为 3 ． 4 6～4 ． 0 9 t／ m ， 平均 3 ． 5 5 t／ m ， 围岩体 重为 2 ． 6 5 ～2 ． 7 0 t／ m 。矿石和围岩松散系数为 1 ． 4 7 。抗压强度 矿 石为 1 0 0 ～ 1 2 0 M P a ， 围岩为 6 0～ 1 0 0 M P a 。 1 ． 2 矿区水文地质条件 矿区地下水主要为裂隙水 ， 赋存在灰岩、 生物碎 屑灰岩、 礁灰岩等强岩溶化含水层中， 大气降水通过 地表岩溶裂隙汇集到岩溶洼地和落水洞迅速流人地 下， 成为礁灰岩裂隙水的主要补给水源。根据水文 地质勘测统计 ， 矿床充水主要为泥盆系礁灰岩中的 岩溶水 ， 大气降水补给区积水面积 l 3 k m ， 受降雨 补给后， 自北向南汇集， 经过 l 号泉群排泄。 2 采矿方法主要回采工艺技术 北山公司原来一直采用单一 的非正常的房柱 法， 从矿山安全生产的角度出发， 应根据本矿区矿体 赋存特征、 矿床开采技术条件以及矿区水文地质条 件重新选择适宜的采矿方法。通过技术经济综合对 比分析后 ， 得出其适宜的采矿方法为 对于矿体厚度 6 m的地段 ， 采用电耙出矿全面 房柱 采矿法 ； 对 于矿体厚度 6～ 1 0 m的地段 ， 采用电耙堑沟空场采 矿法； 对于矿体厚度≥1 0 m 的地段， 采用底盘漏斗 分段空场采矿法、 阶段矿房采矿法。 1 全面 房柱 采矿法。该 回采工艺技术与 北山公司现有开采工艺技术完全相同， 矿块沿矿体 走向布置 ， 3个采区划分为一个盘区， 盘区长 5 0 m， 斜长 5 0～ 6 0 m， 采区宽 l 2～ 1 5 m， 高为矿体全厚 ， 留 盘区矿柱和间柱， 盘区矿柱宽为6 m， 间柱宽为4 m。 2 电耙堑沟空场采矿法。矿块垂直矿体走 向 布置 ， 斜长 5 0～ 6 0 m， 宽 3 6 m， 高为矿体全厚， 留房 间矿柱和临时底柱 ， 矿柱宽为 6 m， 底柱高为 6 m。 采准切割工程主要有人行通风天井及联络道、 电耙道、 电耙硐室、 凿岩上山、 切割平巷等。通过 中 段运输平巷靠矿体一侧在矿房中部掘人行联络道 ， 维普资讯 8 采矿技术 在靠近矿体底板3 m处围岩内逆矿体倾向掘凿岩上 山， 从掘进溜矿井人行联络道端部掘电耙道和电耙 硐室， 在靠近矿体底板 2 m处沿矿体走向掘切割巷 道 ， 自切割道中央上掘切割天井 ， 以切割天井为自由 面进行 回采， 为避免人员穿越采空区， 采用抛绳枪牵 引钢丝绳悬挂电耙滑轮； 堑沟随着采矿的推进逐步 形成。 先自切割槽沿走向依次落矿， 采用 Y G Z一 9 0型 凿岩机配 T J 一 2 5型圆盘凿岩台架钻凿上向扇形中 深孔 ， 爆破后矿石全部集人堑沟， 采用 2 D P J 一 3 0 k W 电耙出矿。本中段矿房采完后， 开始后退式回采矿 柱 ， 为确保生产安全 ， 矿柱隔一采一。底柱在下中段 回采时进行回收。 3 底盘漏斗分段空场采矿法。矿块沿矿体走 向布置 ， 划分为盘区开采 ， 矿块斜长 5 O一 6 0 m， 宽 3 6 m， 高为矿体全厚 ， 留盘区矿柱和间柱 ， 盘 区矿柱宽 为 6 m， 间柱宽为 8 m。 采准切割工程主要有人行通风天井及联络道 、 溜矿井、 底盘漏斗和 电耙道、 电耙硐室 、 切割上山和 切割天井、 分段凿岩巷道等。通过中段运输平巷掘 进溜矿井、 人行通风天井及联络道、 底盘漏斗和电耙 道、 电耙硐室、 分段凿岩巷道， 在回采前 ， 在矿房中间 掘进切割上山和切割天井， 以切割天井 为自由面拉 切割槽 ， 然后进行 回采。底盘漏斗随着采矿的推进 逐步形成。 采用底盘漏斗 、 电耙出矿底部结构布置形式 ， 分 段高度根据矿体厚度确定为 61 2 m； 采用 3 0 k W 电耙出矿 、 Y G Z一 9 0型凿岩机配 T J 一 2 5 型圆盘凿岩 台架钻凿上向扇形中深孔 ， 凿岩在各分段凿岩巷道 内进行 ； 以切割槽为 自由面各分段一次从下至上分 段微差爆破， 各分段均匀后退式回采； 开始时各分段 平行作业， 最后为了保证下部作业安全， 逐步形成上 分段超前下分段4 6 m的梯段形； 爆破后矿石用电 耙耙人溜井经振动放矿机装入矿车。本 中段矿房全 部采完后， 开始后退式回采矿柱 ， 先采盘区矿柱， 后 采间柱。 3 存在问题 1 矿区范围划分和矿业秩序问题。现有矿区 范围划分方式为一个矿体多个采矿主体， 越界开采 行为时有发生， 存在安全隐患、 矿权纠纷、 资源浪费 严重等问题， 建议以矿带划分开采主体， 实行统一规 划设计， 统一开采主体， 统一安全管理； 建议今后仍 应继续加强民窿的整治力度， 坚决取缔民窿， 给国有 矿山的安全生产创造良好的生产环境。 2 环境保护问题。北山铅锌黄铁矿床是以硫 锌为主的大型综合矿床， 5个矿带矿石含硫高， 主要 污染源矿坑水为酸性水 ， 因此对矿坑水应进行处理 才能外排； 井下掘进废石应尽量做到不出窿， 用来充 填采空区。 3 空区治理问题。北山矿区Ⅳ号采空区体积 大 ， 且位于矿体上部 ， 为保障深部开采安全， 必须对 Ⅳ号采空区进行综合治理 ， 崩落空区顶板充填空区， 在开采矿体上部形成一个厚度大于 2 0 m的垫层； 同 时在今后的生产 中应建立完善的地压监测 网路系 统 ， 对Ⅳ号采空区及相应区域进行长期监测， 为今后 的安全生产提供保障。 4 结束语 北山矿业公司如能在充分治理好上部采空区的 前提下， 严格按照上述开采方案和开采工艺技术进 行实施 ， 加强地压监测和开采工艺技术难题的试验 研究， 将有望取得良好的技术经济效果。 收稿 日期 2 0 0 41 2一O 6 “大 洋 一 号 ”科 学 考 察 船 超 额 完 成 首 次 环 球 第 一 阶 段 科 考 任 务 执行我国首次环球 大洋的远洋科学考察船“ 大洋一号” ， 第一次停 靠位于太平洋的岛国 密克罗尼 西亚的港 口波纳佩休整补给 ， 超额完成 了第一个航段的科学考察任务。 此次环球科考的具体 目标， 不但是为实现我国大洋工作由单一的区域 太平洋 向全球各大洋区 太平洋、 大西洋、 印度洋 的转移 ， 并且为实现由单一的资源 矿产资源、 生物资源 调查向资源与科学相结合的综合科学考察转移拉开序幕 ， 拓展我国国际海底 区域研究 开发的新领域。第一阶段， 大洋一号” 科学考察船从青岛港出发， 东出太平洋， 在我国多金属结棱勘探合同区进行环境调查和样品收 集， 并进行部分深海设备的试验验收， 然后在东太平洋海隆中 段 开展综合调查工作； 第二阶段 ， 经巴拿马运河进入 大西洋后， 沿南大西洋 申眷进行地质 、 地球物理、 地球化 学、 水文、 生物等走航式为主的调查； 第 -． z - a ， 经好望角到印度洋， 在印度洋中眷的三又点附近进行综 合考察； 最后穿过马六甲海峡， 回到太平洋， 继续开展富钴结壳资源的调查工作。 维普资讯