地下采場中的地質技術與管理分析

趙 剛，黃明然，劉寶廷，孟繁華，劉 健，徐 博

(中國有色集團撫順紅透山礦業有限公司，遼寧 撫順 113321)

綜合技術

地下采場中的地質技術與管理分析

趙 剛，黃明然，劉寶廷，孟繁華，劉 健，徐 博

(中國有色集團撫順紅透山礦業有限公司，遼寧 撫順 113321)

針對如何提高礦山地質技術人員在地下采場中的技術指導與管理水平問題，本文從實際出發詳細闡述了指導采場生產的技術手段和現場管理的內容及方法。

地下采場； 技術指導； 現場管理

1 前言

為保證礦產資源的合理利用及礦山重要經濟考核指標的超前完成，礦山地質技術人員的指導與管理工作顯得由為重要。在地下采場中如何高質量地進行技術指導與管理，是礦山地質技術人員必須面臨和解決的問題。本文從以下幾方面進行此方面的探討。

2 地下采場的編錄工作

編錄工作是指導井下生產的基礎地質工作，進行地質編錄時要注意工作的及時性，資料的統一性、系統性，內容上的完整性、真實性和準確性。根據總體設計要求，地質技術人員每天指導現場施工，對工程揭露的地質現象及時進行編錄，若發現有新的地質變化，應以最新的地質資料指導施工。

在井下采場中主要對回采掌子面及采場輔助工程如聯絡道、電耙道等工程進行編錄。一般情況下采場單體設計所需的地質資料為15m×25m的111b級資料，探礦工程大部分以鉆探工程為主，礦體圈定缺乏產狀依據，所以在聯絡道施工過程中要及時編錄跟蹤，不斷驗證鉆探資料。以先期施工的聯絡道指導后期施工的聯絡道。編錄采用“兩壁內倒式”方法編錄，即頂板下落、兩壁內倒、頂壁相接，此方法便于判斷礦體和地質構造的空間位置及編圖。地質、測量技術人員積極配合，以皮尺為導線，鋼尺或木尺為支距控制坑道輪廓，地質技術人員利用支距勾畫地質界線，并且注明花紋、顏色、符號，地質復雜地段補充文字描述，如果編錄過程中遇有難以鑒別的礦巖，可取實物標本拿回室內與同專業人員一起鑒定。編錄工作必須及時，因為在聯絡道掘進過程中由于爆破、出渣等工作會產生大量粉塵，使新鮮清晰的作業面落滿灰塵，造成編錄困難。編錄過程中對揭露的礦體、構造、巖漿巖的產狀必須認真標定，待所有聯絡道施工結束后，根據各層聯絡道揭露的礦體情況，將礦體連成剖面，并結合原有鉆探資料確定電耙道及切割層的最佳位置。

電耙道施工過程中，編錄工作同樣重要，依據編錄確定漏斗受礦的最佳位置，對以后的采礦及出礦管理工作起著重要的作用。編錄工作在漏斗斗徑未上挑之前進行，這樣可以對漏斗位置的頂板進行編錄，編錄本著及時準確的原則進行，一般情況下只對電耙道的頂板編錄。編錄要在電耙機停止作業的情況下進行，并且要注意腳下的鋼絲繩和電耙頭。由于耙道在今后出礦作業中要長期使用，所以對電耙道頂板的斷層及破碎帶要認真編錄，現場用紅油漆標定，并指導作業人員進行噴錨支護，避免一切不安全因素。

采場回采掌子面的編錄工作是采場上采的依據，通過編錄可以預測頂板深部礦體的形態、產狀及空間分布規律，對礦體的二次圈定及損失貧化管理工作起著重要作用。一般在進入采場編錄之前要求施工單位對采場進行“敲幫問頂”安全檢查，待排除隱患后，方可編錄。編錄工作需要地質、測量、采礦三個專業技術人員參加。地質、測量技術人員勾畫頂板輪廓及地質現象，采礦技術人員了解現場情況，確定上采方案。編錄過程中要求對礦體邊界、斷層、褶皺、巖漿巖等現象詳細記錄，對變化較大的地質現象應做特征素描。待資料整理后，詳細分析、研究揭露的地質情況，查明礦化富集的規律，探尋富礦地段及新的小盲礦體，正確指導采場上采。

3 開幫技術指導與管理

開幫工作是整個采場上采的基礎，對礦體邊界不清、邊界形態曲折的礦體，開幫的地質指導更有重要意義。開幫工作一般在上采之前進行，若采場頂板與幫壁大面積揭露礦體時，說明礦體邊界未能全面揭露，則需要開幫。待開幫結束后，確定礦體邊界方可上采，這樣才能避免損失礦體。開幫過程中地質技術人員必須及時跟蹤指導，用紅油漆現場標定開幫的位置、范圍，如果留有礦壁、礦柱，則需注明開幫厚度。根據開幫揭露的礦體情況，確定開幫深度，如果發現施工單位開幫時過多開采上下盤圍巖，應及時制止，避免貧化的發生。

4 切巷技術指導與管理

在采場上采過程中由于礦體形態變化較大，造成上采困難，為探明礦體發育情況，需要在采場內施工切巷探明礦體。根據采場頂板礦體情況，結合采場地質資料預測礦體的形態，確定切巷的探礦方式，切巷探礦方式分為沿脈探礦和穿脈探礦。一般情況下，若礦體較窄，產狀穩定并且延伸不是很遠，采用沿脈方式施工切巷。切巷施工過程中地質技術人員現場指導跟蹤礦體，并與測量技術人員及時測圖編錄，依據礦體產狀確定切巷施工方向，并用紅油漆在切巷頂板標定方向線。

如果礦體發育較寬，產狀沿走向變化較大，則采用穿脈方式施工切巷，因為穿脈探礦可以近早地控制礦體的寬度，掌握礦體變化規律。切巷應選擇在礦體變化較大的地段垂直全幅穿透礦體施工。施工過程中地質技術人員及時對揭露的礦體進行地質編錄，隨著切巷揭露面積的擴大，逐步加強地質研究程度，充分了解礦體形態、規模及品位分布情況。由已知推測未知，正確指導切巷施工。

5 采場頂板的礦體圈定

在采場上采過程中，由于礦體變化，需要對每分層回采掌子面的礦體進行圈定回采邊界。圈定礦體邊界時要充分考慮到上采過程中可能出現的礦體形態變化及夾石位置、斷裂帶、巖脈等影響回采的有關地質技術問題，然后再圈定礦體邊界線，并且確定上采傾角。根據上采傾角及回采邊界線合理布置炮孔，避免炮孔的無效進尺，有效控制上下盤的損失貧化。礦體圈定的步驟及過程如下。

(1)根據采場的聯絡道、上下中段的水平巷道、切割上水平等工程收集的地質資料，提出礦塊三面圖和文字資料，交采礦技術人員作切割回采設計。

(2)在切割層拉底施工過程中地質技術人員每天深入現場指導施工，確保切割層全部揭露礦體上下盤的接觸線。

(3)切割層施工結束后，地質技術人員及時進行素描、編錄、安排取樣。取樣網度沿礦體走向每隔5m布置一條取樣線，每條線上2m作為一個樣品，即2m分段連續取樣。

(4)地質技術人員現場指導采樣工按照取樣線取樣，采用點線打塊法取樣，樣品及時送化驗室化學分析。

(5)地質技術人員根據樣品化驗結果，先在室內切割層平面圖上圈定工業礦體的邊界線，然后同采礦技術人員一起到采場用紅油漆直接圈定頂板的礦體邊界線。

(6)切割層上采一分層以后，地質技術人員再次對采場頂板進行編錄取樣，通過分析研究，鑒別礦石與圍巖的邊界線，圈定采場的可采范圍，礦體圈定就這樣周而復始到采場結束。

6 現場出礦管理

出礦管理是掌握采場礦石質量的關鍵，要求實行巖礦按品級、類型、分采、分裝、分運，注意工業礦石的掃清出凈。充填法采場出礦期間地質技術人員每天到現場指導鏟車工出礦，對落地礦巖及時用紅油漆現場圈定分界線。如果發現將充填料倒入溜井，或將礦石鋪墊在地面的坑洼地段，應及時制止。若礦巖為水平混落，地質技術人員應安排出礦的先后順序，及時將廢石倒運至合適位置當充填料，或將礦石倒入溜井，不允許將礦巖混裝倒入溜井。如果礦巖為垂直混落，鏟車的鏟斗無法從礦巖堆中間插入，不能分選礦巖，地質技術人員應及時用揀塊法采集樣品化驗品位，若化驗品位達到工業要求，可以將礦巖一起倒入溜井，若達不到工業要求，只能將礦巖留置采場當充填料。采場出礦末期，采場的邊角由于鏟車不能到達，地質技術人員必須組織人工倒礦將邊角的礦石除凈，避免損失。

溜礦法采場出礦期間地質技術人員及時到電耙道指導出礦，根據各漏斗的礦石質量，合理安排出礦時間和順序，避免出礦時間較長礦石氧化結塊或礦巖混裝。如果漏斗內礦巖混合在一起，肉眼無法判斷其質量時，地質技術人員應指導采樣工用揀塊法進行取樣化驗。若化驗結果達到工業品位則正常出礦，達不到工業品位的，必須及時用紅油漆標定，并指導電耙工采取措施停止對該漏斗的出礦。溜礦法采場出礦末期地質技術人員應加強對出礦的管理程度，尤其對采場上盤脫落的圍巖必須分裝分出，降低貧化。而下盤結塊的氧化礦應加強回收，避免損失。

7 配礦指導與管理

在采礦及出礦過程中，有計劃有目的地進行礦石質量配礦，嚴格控制采出品位，保證輸出礦石質量均衡、穩定，有助于提高選冶工作效率和效果。配礦工作一般在爆破和出礦過程中進行。地質技術人員在爆破之前對采場頂板進行詳細編錄取樣，回到室內在圖紙上根據化驗品位勾畫礦巖分界線，并結合現場情況合理安排爆破順序和范圍，對具有分爆條件的礦巖接觸地段，絕對不允許混爆。待圖紙整理結束后，地質技術人員與采礦人員一同到現場用紅油漆按照圖紙要求對回采掌子面進行圈定，并且定期到采場檢查炮孔布置施工情況，對沒按要求施工的炮孔給予作廢，爆破期間地質技術人員現場監督爆破人員按順序爆破。

出礦過程中，地質技術人員現場鑒定落地礦的品級、類型，使不同品級的落地礦均具有出礦能力。依據礦山出礦品位規定標準，合理安排出礦順序，編制采場“配礦分裝指示圖”，并按照“配礦分裝指示圖”現場指導作業人員出礦，達到配礦目的。

8 采場的貧化損失管理

礦石貧化率、損失率作為生產的重要經濟考核指標，在開采中必須加強現場監督管理，建立定期檢查分析制度，制定措施，提高資源回收率，降低損失率，切實做好井下采場的貧化損失管理工作。地質技術人員在采場的貧化損失管理中需做到以下幾點。

(1)要準確控制礦體空間分布與礦石質量變化規律，確定合理的開采順序。

(2)生產地質勘探要超前進行，及時為采場設計提供詳細可靠的地質資料。

(3)選擇合理的采礦方法，提高資源利用程度，防止采富棄貧，單純追求效益的不正規采礦。

(4)加強采場頂板礦體的圈定工作，提高鑿巖爆破水平，保證炮孔角度和深度的要求，做到礦巖分爆。

(5)加強出礦管理，對以礦石自重出礦的溜礦法采場，必須控制均勻放礦，防止礦巖無規律混出。

(6)對采用中深孔崩落的采場，要保證工程質量，必須通過采準、切割工程進行礦體二次圈定，為回采設計提供準確的地質資料。

(7)采用充填法的采場，采場的拉底回采要達到礦體邊界，保證充填地面質量，四周幫壁殘礦要開幫采完，充分回收礦石。

(8)礦房開采結束，要進行驗收。及時回收礦柱和處理采空區，對礦房殘礦要盡力回收。

9 頂板及幫壁安全管理

在采場頂板幫壁安全管理工作中，各項措施都必須以礦巖地質技術為依據，只有加強頂板幫壁巖性和構造變化的分析研究，才能使采礦作業及時采取有效措施確保安全。一般在采場中最簡單確認頂板幫壁安全的方法是用釬子鋼敲幫問頂，如果聲音沉悶，說明有冒頂、片幫的隱患，必須及時處理，待隱患排除后方可作業。若聲音清脆，則比較安全。另外對采場中的斷層、褶皺、巖脈等地質構造應特別引起注意，若作業面在斷層的下盤，采礦作業時要注意礦巖是否會沿斷層面或斷層周圍的破碎帶脫落；作業面處在褶皺構造附近時應注意礦巖是否會沿褶皺的層間滑動面脫落；另外對巖脈與礦體的平直交界處，同樣要引起注意，因為兩種不同巖性的礦巖結合處極易發生冒落；肥大礦體急劇縮小時的上下盤礦巖接觸面，也是冒頂、片幫的重點，如果地質技術人員在采場中發現以上各類不安全隱患應及時下達停工通知書，并上報安全部門處理。

10 地下水害預防

對于采場中的滴水、滲水、涌水現象要特別引起注意，必須動態觀測水的流量與流向，確定采場周圍有無老采區積水及斷層水。若采場接近這些水體時，地質技術人員必須施工超前探水放水鉆孔，探明水體情況，根據水量大小有控制地將水排出。若水流湍急，有突水、透水的征兆，必須組織人員撤離現場，并上報礦山安全部門。對于采場揭露的涌水鉆孔，必須確認開孔處封孔的可靠性，建立詳細的涌水鉆孔臺帳，并在回采前采取措施進行處理。在開孔處及揭露鉆孔處及時封堵，確保采場作業安全。

11 地壓監測管理

礦山地下采場采空后，形成了許多地下自由空間，并破壞了原巖中應力平衡，原來處于擠壓狀態的圍巖，由于解除約束而向采場或巷道回彈變形，當這種變形超過圍巖所承受能力時則發生地壓顯現。地壓顯現主要體現在幫壁及頂板圍巖的分離脫落，嚴重時伴有巖石彈射。對于地壓顯現比較簡單的監測方法是對頂板幫壁的巖石分離裂縫采用粘玻璃管的方法動態檢測其變化情況，若玻璃管破裂說明地壓活動仍在進行，此時地質技術人員必須及時下達停工通知書，停止采場作業。如果采場中有巖爆產生的清脆咔咔聲，同樣有地壓活動進行，必須停止采場作業，待應力自然釋放后，經安全部門確認后方可作業。

12 結語

地下采場的地質工作同時具有技術服務和技術管理的職能，其工作內容除了大量技術指導之外，還要參與生產管理，這是礦山地質技術人員工作的特點。一方面，利用其全部工作成果為生產服務，另一方面，利用所掌握的技術手段和對礦床地質條件的全面認識參與生產管理；根據生產管理的需要進一步補充和改造技術工作的內容和方法。

[1] 礦山地質手冊編輯委員會.礦山地質手冊(上)[M].北京：冶金工業出版社，1995.

[2] 張 軫.礦山地質學[M].北京：冶金工業出版社，1985.

Geological technique and management analysis in underground stope

In view of the technical guidance and management level of geological personnel in underground mining, the technical measures and management content and methods to guide mining production were elaborated.

underground stope; technical guidance; field management

P621

B

趙 剛(1980-)男，遼寧撫順人，高級地質工程師，從事礦山地質工作。