某大水鐵礦深部首采區(qū)采礦方法及防治工程的探索與研究

王 磊，徐 磊，張賀庭

(1.淮北徐樓礦業(yè)有限公司， 安徽 淮北市 235100；2.長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410012)

1 首采區(qū)概況

該鐵礦首采區(qū)位于石樓礦區(qū)二礦帶-230 m中段14～21勘探線之間，首采區(qū)位置見圖1。

石樓礦區(qū)二礦帶有Ⅳ、V兩條礦體。Ⅳ號(hào)礦體分布于A19～A17線附近，礦體薄、面積小，為長(zhǎng)方形薄板狀，產(chǎn)狀平緩，以富礦為主。

V號(hào)礦體分布于A1l～A21線之間和A9～A10線之間兩塊，二者在A116孔至A19孔處連通，礦體長(zhǎng)750 m，走向北西10°，傾向東南，傾角10°～20°，上、下受閃長(zhǎng)巖巖床控制，產(chǎn)狀變化不大。呈一南北長(zhǎng)，東西窄的豆夾狀，北部埋藏淺，向南逐漸加深，在190～250 m之間，A191孔附近礦層厚18 m,至A156孔附近變薄，至A116孔附近又變厚，且出現(xiàn)夾層，把總厚30 m的礦層分為8個(gè)單層，每單層2～6 m，在A96孔合并為5個(gè)單層，向北逐漸尖滅。礦體厚者較富，薄層者多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，中夾貧礦。總的看來，以富礦為主。礦石以致密塊狀磁鐵礦為主，脈石礦物以綠泥石、方解石為主，透輝石、白云石次之，個(gè)別鉆孔見有石榴石及綠簾石。

圖1石樓二礦帶首采區(qū)位置

根據(jù)測(cè)算，首采區(qū)礦石量約為1190289 t，平均品位45.69%，金屬量543843 t。

2 采礦方法及參數(shù)選擇

2.1 采礦方法與采切工程

根據(jù)首采區(qū)礦體賦存特征，開采技術(shù)條件，水文地質(zhì)條件，首采區(qū)采用嗣后充填分段空?qǐng)龇ā?/p>

采場(chǎng)以盤區(qū)形式布置，盤區(qū)長(zhǎng)度50 m，寬度為礦體厚度，每個(gè)盤區(qū)內(nèi)布置約7～10個(gè)采場(chǎng)。采場(chǎng)沿礦體走向布置，長(zhǎng)度50 m，寬度10 m，高度為中段高度(50 m)，不留頂柱，不留底柱，盤區(qū)間留6m寬的間柱。

盤區(qū)內(nèi)從礦體上盤向下盤方向順序回采(垂直礦體走向)，一個(gè)礦塊回采完畢即進(jìn)行尾砂膠結(jié)充填，待充填體強(qiáng)度達(dá)到2 MPa強(qiáng)度，再回采下一個(gè)礦塊。

首采區(qū)采用無底柱塹溝底部結(jié)構(gòu)，出礦采用鏟運(yùn)機(jī)。-230 m中段設(shè)5條3.0 m×3.0 m的穿脈巷道，兩相鄰穿脈巷距離50 m，沿脈設(shè)38條鏟運(yùn)機(jī)出礦進(jìn)路，尺寸3.0 m×3.0 m，兩相鄰出礦進(jìn)路距離10 m，在出礦進(jìn)路中掘進(jìn)出礦穿，兩相鄰出礦穿中心線距離為9 m(見圖2)。

圖2 采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)示意

在-230 m中段礦體下盤施工一條脈外采準(zhǔn)斜坡道至-180 m中段，斜坡道坡度為15%，在斜坡道內(nèi)每隔12.5 m的高度施工分段聯(lián)絡(luò)道及分段巷道，在分段巷道內(nèi)間隔50 m施工穿脈巷道，分段穿脈巷道與中段穿脈巷道相對(duì)應(yīng)，在分段穿脈巷道內(nèi)，礦塊中央施工分段鑿巖巷道，切割天井布置在礦塊一側(cè)的中間位置，以切割天井為自由面沿采場(chǎng)寬度方向爆破形成切割槽。開塹溝是在塹溝巷道中鉆鑿上向扇形炮孔，與落礦同次分段形成。

2.2 礦房回采與嗣后充填

沿礦房長(zhǎng)度從礦房一側(cè)向另一側(cè)推進(jìn)。利用YGZ-90鑿巖機(jī)(或鑿巖臺(tái)車)在分段鑿巖巷道中鉆鑿上向扇形中深孔，分段高度12.5 m，孔徑76 mm，最小抵抗線為1.5 m，孔底距1.5～1.8 m，采用乳化油炸藥，用BQF-100型裝藥器裝藥。以切割槽為自由面分次爆破，一次爆破2排炮孔，采用微差爆破方式，起爆器引爆導(dǎo)爆管方式起爆。

采場(chǎng)出礦完畢后，即進(jìn)行充填準(zhǔn)備工作：從-180 m中段回風(fēng)穿脈巷內(nèi)施工充填聯(lián)絡(luò)道，吊掛外包濾布的塑料波紋泄水管，在出礦進(jìn)路中施工充填泄水擋墻，用充填管輸送尾砂漿到采場(chǎng)，從-180 m中段穿脈巷、充填聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入采場(chǎng)。

3 防治水方法

該鐵礦二期工程水文地質(zhì)類型復(fù)雜，礦坑預(yù)測(cè)涌水量最大在11.11萬m3/d左右。若采用以疏干排水為主、局部堵水的防治水方法，要把礦區(qū)地下水位疏干到安全采礦的水平，在現(xiàn)有的條件下是無法實(shí)現(xiàn)的；同時(shí)，在局部地段采用探水鉆孔注漿方法，雖然能暫時(shí)解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的涌水問題，但不能把地下水控制在安全采礦的范圍之外。鑒于一期近礦體注漿帷幕工程取得的成功經(jīng)驗(yàn)，二期采礦工程采用堵水為主、排水為輔的井下近礦體帷幕注漿防治水方法，重點(diǎn)研究頂?shù)装宕罄韼r含水層構(gòu)造巖溶裂隙發(fā)育分布規(guī)律、地下水運(yùn)動(dòng)分布規(guī)律、水力聯(lián)系、富水性、地下水主要逕流通道等水文、工程地質(zhì)特征，通過布置設(shè)計(jì)穿脈水平探水鉆孔注漿工程和頂板加密注漿工程，揭露查清其水文地質(zhì)特征，并進(jìn)行縱橫交錯(cuò)的鉆孔注漿，最終在礦床頂板圍巖形成一定厚度的注漿帷幕，為礦山的安全高效開采提供技術(shù)保障。

石樓礦床二礦帶首采礦段帷幕注漿工程主要針對(duì)Ⅳ號(hào)和Ⅴ號(hào)兩個(gè)礦體，其余次要礦體做針對(duì)性局部帷幕注漿工程，以保證采礦量即可。根據(jù)水文地質(zhì)情況，石樓礦床布置的帷幕注漿工程主要分布在-180 m、-230 m水平，分別為二礦帶帷幕工程施工的頂?shù)撞克剑诟鱾€(gè)中段布置相應(yīng)的側(cè)面帷幕工程。

4 結(jié) 語(yǔ)

該鐵礦二期工程水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件遠(yuǎn)比一期復(fù)雜，因此在選擇合理的采礦方法的基礎(chǔ)上，如何選擇一個(gè)有效的防治水方法是其實(shí)現(xiàn)成功開采的關(guān)鍵。根據(jù)一期工程的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過不斷探索與研究，并結(jié)合礦山實(shí)際，二期工程選擇嗣后充填分段空?qǐng)龇ǎ浪椒ㄟx擇近礦體帷幕注漿法。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳吉洋.分段空?qǐng)霾傻V法在漂塘塢礦的應(yīng)用[J].江西有色金屬,2007(03):33￣35.

[2]辛小毛，王 亮．大水金屬礦山防治水綜合技術(shù)方法的研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2009，29(2)：78￣81.

[3]張大永，岳志朋，徐 磊．某鐵礦二期工程帷幕注漿后的涌水量預(yù)測(cè)[J]．礦業(yè)研究與開發(fā)，2012，32(6)：101￣104.

[4]韓春雨.包東程，等.分段鑿巖階段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄔ谒虑f礦的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(10).

[5]張傳信.空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法在黑色金屬礦山的應(yīng)用前景[J].金屬礦山,2009(11):257￣260.

[6]北京科技大學(xué).金山店鐵礦充填法開采前期關(guān)鍵技術(shù)研究報(bào)告[R].北京：北京科技大學(xué),2010.