福建省連城錳礦蘭橋礦區北采場強采實踐

朱吉春

(福建省連城錳礦有限責任公司，福建 連城 366215)

福建省連城錳礦蘭橋礦區北采場強采實踐

朱吉春

(福建省連城錳礦有限責任公司，福建 連城 366215)

隨著福建省蘭橋礦區北采場露天礦山的不斷向下延伸開采，礦山已轉入深凹露天開采末期，通過精心的準備和強有力的組織保障措施以及采取超常規有效的開采技術，使北采場露天底的礦石得以順利回采，在較短時間內完成了強采工作，取得很好的成果，為企業儲存了能量，也為企業對下一步實施地采工作提前做好準備，確保了企業的經濟運行。

深凹露天；強采；開采技術

隨著福建省蘭橋礦區北采場露天礦山的不斷向下延伸開采，礦山已轉入深凹露天開采末期，為減小開采成本，充分回收礦石資源，在安全可靠、技術上可行、經濟上合理的條件下進行強化開采即強采。

1 概況

1.1礦床地質及礦體情況

蘭橋礦區氧化錳礦體屬堆積、淋積型錳礦床，錳質主要來源于石碳系和二迭系中的沉積含錳地層。礦體上覆為火山凝灰巖，分為強風化帶和弱風化帶，底板為林地組石英砂礫巖，巖石致密堅硬。礦體主要賦存于斷裂—巖溶破碎帶中。區內斷裂發育，主要有近南北向、北北西向和近東西向3組，較大的斷層有Fl、F2、F3、F4、F5、F6、F7，其中F2斷層為區內主要的控礦構造，走向北西～近南北向，傾角60(°)，呈弧形縱貫全區，長大于2 km，斷層下盤為林地組，上盤為船山組灰巖，屬正斷層性質，總體上控制了本區錳礦的分布[1]。

北采場露天開采的主要錳礦體有1、3號礦體： 1號礦體：分布于113～106線間，受F2斷層控制，呈透鏡狀、陡傾脈狀產出，走向南北—北北東，傾角45(°)，頂、底板為斷裂破碎之粘土碎屑層，破碎帶底部為林地組砂巖。礦體長240 m，寬80 m，延深160 m，單個最大礦體厚度1.51～24.40 m，由一組礦體組成，共3個分礦體，埋藏標高610～450 m。3號礦體：分布于108線，長67 m，寬1～30 m，厚0.3～5.1 m，埋藏標高518～530 m，透鏡狀。

1.2水文地質條件

連城錳礦蘭橋礦區屬亞熱帶季風氣候，溫暖潮濕，雨量充沛，植被茂盛，冬無嚴寒，夏無酷暑。區域內降水具有明顯的季節性，一般春夏多雨，秋冬少雨，多年平均降雨量1 680 mm，雨季集中在4～9月；霧日少，無霜期280天以上；靜風和小風頻率高。

礦區為中低山區，屬于區域水文地質單元的補給區，西面以河流為排泄邊界。礦區最低侵蝕基準面標高440 m，礦體均分布于侵蝕基準面以上。礦區地層屬以溶洞為主的弱—中等含水層，頂底板間接進水，為地下水補給地表水，地下水水位標高533.6～613.5 m。水文地質條件屬中等復雜的巖溶充水礦床。礦床進入凹陷露天開采，遇大氣降水時，在采場的斷裂，巖溶破碎帶可見小股潛水。

2 礦山開采現狀

蘭橋礦區分為東采場和北采場開采，北采場70年代初開始露天開采，露采設計的露天底標高為565 m，經生產勘探探明1號礦體一直延伸到450 m，于1994年完成擴幫設計，設計露天底標高為500 m，并于同年開始進行擴幫生產。采場采用鉆井與已有一條排水平硐(從采場西側一直通到露天坑底488 m標高，排水平硐長約260 m)聯合排水。采場上部最高標高為635 m， 565 m水平以下為凹陷露天開采，至2012年底已開采至535 m水平，由于歷史剝離量的欠剝原因，采場已經只有100 m×60 m橢圓形的深凹露天坑底。另外由于礦體主要賦存于斷裂—巖溶破碎帶中并且區內斷裂發育，因地壓的影響及雨水的浸蝕、沖刷，采場東北端邊坡已出現嚴重垮塌和滑坡現象，部分臺階已從635 m水平并段到535 m，同時上部已出現較大范圍的裂縫并有位移現象。如果繼續按正常的露天方式開采，首先工作面向下延伸的高度有限，其次東北端必須進行大量擴幫才能滿足生產要求，需花很大的人力物力且時間較長，再者如留以后的地下開采，需要等待的時間長，會影響礦山的生產能力。為了最大限度的節約采礦成本，搶出更多的礦石資源，確保企業的經濟正常運行，在保障設備及人員的安全前提下，公司制定了一套強采方案，決定在安全可靠、技術上可行、經濟上合理的條件下對535 m水平以下露天開采的礦石實施強采[2]。

3 實施強采的前期準備

1)設備的選用

選用小型靈活的挖掘設備進行生產。隨著采深的增加，采場底部范圍越來越小，采用0.6～1.8 m3的柴油液壓反鏟共3臺(0.6 m3的長臂鏟1臺、1.6 m3反鏟1臺、1.8 m3反鏟1臺)，該設備小、靈活性大，能充分發揮其挖掘效率，另外行走也比較輕便，能很快的撤離危險區，抗險情的能力比較強。

選用鉆孔直徑120 mm高風壓潛孔鉆機1臺。

選用轉彎半徑小、載重12 t自卸紅巖車15臺以及其他輔助、配套設備。

2)集中精力，精心組織，動員全公司員工為強采工作做好服務，召開全員會議，讓每個人了解強采的重要性及自已應做的事，公司礦山生產在短時間內主要圍繞強采工作進行。

3)在采場主要路段及邊坡設置照明，開通人員行走通道，保證人員能及進順利到達各點進行巡查。

4 采取的措施

1)健全的管理措施

公司根據采場的現狀及特點制定了一整套生產管理方案和安全管理應急措施，這是實施強采作業成功的關鍵。

2)加大勞動力、技術力量的投入

調動全公司員工以服務于強采工作為主，在確保設備運轉及設備維修人員的同時，調動公司的其他人員分成幾組對強采期間的安全進行全天候的巡查。

3)改變工作時間

強采作業期間采用連續工作制，每天3班，每班8 h工作。

4)利用上半年雨水較多的季節，采用液壓反鏟對采場東北端上部邊坡從上往下進行局部的減載，形成540 m和570 m兩個安全平臺，所剝離的土巖直接拋到535 m水平，然后在535 m水平進行裝運。強采工作安排在下半年8月份以后雨水少的季節實施。

5)完善采場周圍的防排水系統

實施強采前對原有的防排水系統進一步完善，盡可能截排采場封閉卷以上的水引至采場外。

6)在東北端邊坡540 m和570 m兩個安全平臺處各設一道2 m高的攔截網，以保證上部臺階出現的個別小浮石下落而對工作面設備和人員的傷害。

7)排除邊坡內積水和地下水，保證邊坡的穩定。針對上部邊坡部分地段有滲水現象，一是采用排水溝截排地表水，二是用鉆孔疏干邊坡中的滲水并用管道引到采場外。這些方法可避免對邊坡巖體的有害作用，提高邊坡穩定性[3]。

8)加強對邊坡的安全管理

建立健全邊坡管理和檢查制度，當發現邊坡上有裂陷可能滑落或有大塊浮石及“傘檐”懸在上部時，必須迅速進行及時處理，處理時采取可靠的安全措施，受到威脅的作業人員和設備撤到安全地點。

生產期間加強監測，選派工程技術人員和有經驗的員工專門負責邊坡的管理工作，并在強采期間實施24小時的巡查與監視，保持上下安全管理員間的聯絡系統暢通，執行嚴格的預警信號和撤離方案。

進行邊坡裂縫位移監測。采場四周邊坡上布置監測點，用全站儀每天進行測量各監測點，對有出現裂縫的地點重點監測，每天至少不低于5次的監測，及時掌握各臺階邊坡及裂縫的位移情況，以便對采場及圍巖的位移作出預報。

9)加強生產現場管理

生產期間全天候設置專職安全生產管理人員，負責現場生產的指揮與調度，全權負責現場的安全生產，協調礦山生產中各環節的工作，嚴格執行安全管理，使生產有序進行。

5 實施強采的開采技術

5.1施工組織

滿足安全生產要求、設備能夠正常工作的前提下，盡可能布置兩個工作面同時工作，由現場管理人員根據現場情況實時調整工作面，以提高總體生產能力。

5.2采用小臺階作業直接靠幫

根據采場現狀對535 m水平以下采用小臺階作業直接靠幫，不再設置安全平臺。小臺階作業，即工作臺階高度在5～6 m，利用的液壓反鏟可直接挖掘硬質巖、砂巖等圍巖的優點進行作業，一次性靠幫后再進行下一個臺階的作業，這樣臺階邊坡不會受爆破的沖擊，可使邊坡較穩定，同時也可充分地回收開挖過程中所遇到的小礦體。

5.3控制爆破

采用盡可能不實施爆破的原則，如一定需要爆破時，實施小藥量多次爆破，最大限度地減少影響邊坡穩定。

5.4采用“人”字型公路延伸

為了最大限度利用采場空間，減小公路壓礦，采用“人”字型公路延伸開拓，即根據運輸車輛的爬坡能力，采用單行道并按15%～17%的坡度開拓公路，當開拓到一定水平后直接折返，車輛采用倒車方式進入下一個工作面。

5.5工作面的疏排水

1)超前開挖移動式積水坑集中排水疏水法

采用挖掘臨時性移動積水坑進行工作面疏水，即在下溝處的一側開挖一臨時水坑，用潛水泵將水抽到固定排水點，隨著溝的推進，這時再利用反鏟向下挖掘的優勢，向下最大深度挖第2個臨時水坑，這樣交替進行，可有效疏干工作面的水，確保生產正常進行。在用以上方法掘至一個5～6 m的小平臺后，不要馬上開拓工作面，而是沿溝方向或偏向一邊繼續開挖排水溝和固定水坑，此溝可作為再下一個臺階的初始出入溝，這樣可以降低下一下臺階的掘溝難度和掘溝工程量。

2)分散式多點集水坑疏水集中排水法

在開采過程中對工作面的滲水范圍廣且分散，采用只要哪里有滲水就在那里開挖小水坑集水，然后用水泵將水抽到固定排水點，這樣可以保證工作面的干燥，確保生產進行。

3)實施接力式的開采

當公路開拓無法再向下延伸時，利用液壓反鏟具有較強爬坡能能力和向下挖掘的優勢進行接力開挖，即三部反鏟分別布置在上、中、下3個平臺同時開展工作，利用長臂鏟可向下挖深8 m優勢，將長臂鏟布置在最底下一個平臺，負責挖掘下部礦石并轉至中間平臺，中間平臺的反鏟負責接力，將這部分礦石轉至最上面的平臺，最上面平臺的反鏟負責裝車，采用后退式開采方式，這樣可一次性向下挖掘的總高度為16 m，可以減少公路開拓[4]。

6 結 語

通過精心的準備和強有力的組織保障措施以及采取超常規有效的開采技術，使北采場露天底的礦石得以順利回采，在較短時間內完成了強采工作，取得很好的成果，采場最后開采到502 m水平，共采出錳礦石12 800多噸、半成品錳礦石60 000多噸，為企業儲存了能量，也為企業對提前下一步實施地采工作提前做好準備，確保了企業的經濟運行。

[1] 福建省稀有稀土(集團)有限公司. 福建省連城縣蘭橋礦區錳礦2012年資源儲量核實報告[R].福建：連城， 2012.

[2] 劉仁剛. 露天高臺階作業在殘礦回收過程中的應用[J]. 礦業快報, 2002(20): 7-8.

[3] 陳國利. 2008年全國金屬礦山采礦專題、選礦專題學術研討與技術交流會論文集[C]//露天礦高強度開采設計的幾個問題. 忻州: 中國冶金礦山企業協會, 2008.

[4] 宋在河. 談談中小型深凹露天礦的掘溝問題[J]. 黑色金屬礦山通訊, 1993(4): 7-8.

MiningFieldMiningPracticeofNorthLanqiaoofLianchengManganeseMineofFujian

ZHU Jichun

(FujianLianchengManganeseMineCo.Ltd.,Liancheng,Fujian366215,China)

As continuous mining down in open-pit mines of north Lanqiao mine stope, mines have been transferred to the deep end of the open pit mining to reduce the production cost. It makes full recovery of ore resources safe in technically feasible and economically reasonable conditions of intensive mining, which is mining by force.

Deep concave open-pit mining; Mining by force; Production technique

2017-08-18

朱吉春(1973-)，男，福建連城人，研究方向：采礦系統工程，手機：18959029319,E-mail：382313584@qq.com.

TD854.7

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.027