寧鄉式赤鐵礦幾種采礦方法淺析

肖林軒，楊 招

（江西烏石山礦業有限公司,江西 吉安 343000）

烏石山礦區隸屬于江西烏石山礦業有限公司，建設于1970年，礦區位于永新縣文竹鎮，礦產資源屬于寧鄉式赤鐵礦，礦山歷經露天、平硐、斜井開采，1995年全面結束露天開采，1998年正式轉入地下開采，礦山經過多年井下生產實踐，得出了幾種適合本礦山的采礦方法。

1 礦區地質情況

烏石山鐵礦區屬于贛西沉積型“寧鄉式”鐵礦床的一個中型礦床，在大地構造位置上位于華南褶皺系贛中南褶皺、贛西南拗陷之井岡山—陳山隆褶斷束中部。區域出露地層自下而上有古生界奧陶系、泥盆系、石炭系、二迭系，中生界三迭系、白堊系以及新生界第四系，本區礦床產于泥盆系上統錫礦山組翻下段底部[1]。

礦石類型為呈層狀鮞狀赤鐵礦，礦體分為上下兩層礦，礦層平均厚度為1.5m礦體平距間距為2.5m適合分層開采，礦石（TFe）平均品位50.82%。礦體直接頂板為綠泥石砂巖厚度極薄約0.4m，間接頂板為破碎的炭質頁巖或粉砂巖等穩固性差，吸水后易膨脹軟化，間接頂板的穩定程度直接決定采場的穩定[2]。

直接底板為綠泥石砂巖較為穩固，礦體受褶皺影響南陡（部分礦體倒轉）北緩，礦區內大大小小斷層數百條，基本都有鉆孔進行控制，但是在日常掘進探礦過程中常常遇到新的斷層，給礦體開采造成了很大的難度，尤其是沿礦層走向發育的正斷層，容易造成礦體整體缺失，導致開采資源量的下降。

2 采礦方法

礦山經過多年井下生產實踐證明適合本礦山井下生產的采礦方法為全面采礦法、淺眼留礦采礦法和偽傾斜進路采礦法。

2.1 全面采礦法

全面采礦法適合用于礦巖中等穩固以上，礦層傾角小于45°，礦厚不大于4m的緩傾斜礦體的采礦方法，全面采礦法一般沿著礦體走向劃分礦塊，在礦塊中至下而上進行回采，留下規則、不規則礦柱，支撐采空區。

采礦方法特征。如圖所示，工作面沿著礦層走向推進，階段高度一般為30m，階段斜長視礦層傾角而定，一般不超過60m，礦房寬度一般為50m，礦柱大小一般為2m×3m，頂底柱厚度一般為2m～3m。

首先在巷道內每間隔6m ～ 8m掘進一個放礦漏斗（漏斗斜面角一般為55°以上），每間隔20m掘進電耙硐室。聯通所有漏斗形成拉底平巷（一般2.5×2）后在采場中間位置掘進采場先行天井（一般為3m×礦厚）與上階段平巷貫通，作為開切自由面，礦體回采沿著礦體走向一側向上推進，礦石搬運一般靠礦石自溜及人工輔助電耙搬運，（現基本采用4.5KW電耙耙礦），每個礦柱的控頂面積一般為12m2（根據現場情況進行適當調整），當頂板暴露時采場一般錨噴、鋼支架、漿砌塊石等方式進行支護，防止頂板垮塌，礦房內所有不規則礦柱不進行回采，采礦工程結束后采場用砼支護等方式對采場漏斗進行封閉隔離，保留采場先行天井作為下一階段的回風上山。

圖1 全面法采礦方法圖

2.2 淺眼留礦法

淺眼留礦法比較簡單適合于礦體連續性較好，圍巖穩固，無大斷層的急傾斜礦體（礦體傾角65°以上）的開采方法。采礦方法特征。淺眼留礦采礦法一般沿著采場走向布置，長度30m以上，階段高一般為30m，使用淺孔（一般為2.5m）落礦，頂底柱厚度為2.5m ～ 3m。留設部分不規則零星點柱進行支撐，采用在采場中央布置先行天井，礦房兩側設順路天井的結構。（如圖所示）。礦房兩側掘進順路天井并搭設扶梯與上階段貫通，在垂直方向每間隔6m掘進聯絡道與礦房貫通。一般采用YT-28鉆采用之字形布眼向上回采，炮眼間距為1.0m，在運輸平巷內每間隔6m ～ 8m布置一個放礦漏斗每次放出20%左右礦體。放礦完成后采用澆灌封閉所有漏斗口。

圖2 淺孔留礦采礦方法圖

2.3 偽傾斜進路采礦法

偽傾斜進路采礦法一般用于礦體一般連續、斷層較多的急傾斜礦體的采礦方法，在我礦采礦過程中應用較為廣泛。采礦方法特征。在采場中掘進若干個偽傾斜進路上山（傾角一般為50°斷面大小為3m×礦厚）并與上中段貫通，將礦體劃分成若干個礦塊，自上而下進行回采，留設不規則礦柱及鋼管橫稱支撐采空區。采場走向長度一般不超過50m，頂底柱厚為3m，礦柱大小為3m×2m，每個礦柱控頂面積為12m2，采場遇斷層時采用密集坑木橫稱支護。

礦房采用兩旁設順路天井的結構，通過之字形上山與上中段貫通后，完成采準工作，通過兩旁順路天井進入采場進行至上而下的回采作業工作，采用礦石自溜，人工輔助出礦的工作方式落礦。

圖3 偽傾斜進路采礦圖

2.4 我礦幾種采礦方法的特點

（1）全面法。我礦緩傾斜礦體居多，全面法應用最為廣泛，全面采礦法工藝簡單，采準切割工程量小，生產效率高。但是受斷層及礦層頂板巖層破碎等因素影響，采場內需要留設大量支撐礦柱，局部需留設0.3m厚礦層護頂，資源回收率不高，近年來通過一些技術手段例如 ：采回采礦體過程中降低礦房跨度，遇斷層時留設不小于2m連續礦柱護頂，調整采場參數，使用人工礦柱代替天然礦柱，對采空區進行噴漿錨桿支護等支護措施，采用自上而下分層回采加大出礦速度，在頂板來壓前將礦體及時采出等措施，取得了較好的效果，近年來回采率一直比較穩定。

（2）留礦法。留礦法工藝比較簡單，管理方便，落礦簡單，采準工程量較小的特點，采用至下而上分層回采作業方式，每個分層都需要進行落礦、通風、局部放礦、人工平場、頂板浮石處理等一系列工作。支護工程相對全面法要少，回采率較高，一般在88%左右。但是需要特別注意頂板的滑動，一旦頂板暴露，一定采用錨桿、噴漿、鋼管橫稱方式進行支撐，放礦應均勻，避免空洞、懸拱、卡口的形成，作業高度始終保持在2m左右。

（3）偽傾斜進路采礦法。偽傾斜進路采礦法可視為全面采礦法及留礦法的結合，其采準、支護方式類似于全面法，落礦方式類似于留礦法。進路采礦法解決了斷層多，傾角不穩定礦體的回采方式，同時增加了三角礦、零星殘礦的回收，但是坑木橫稱支護工作相對較多，必須在確保進路上山安全穩定的情況下才能進行大量放礦，確保礦塊回收率?？偨Y，隨著開采中段的逐步下延，未來采礦作業點將基本集中在農田、村莊及河流下，為了控制采場地壓，維持采空區穩定，防止地表塌陷，同時增加采礦回采率，以上幾種采礦方法無法將資源做到大最大化利用，采用至上而下分層充填回采已經成為新的發展方向，成為我礦今后工作的重點。

3 結語

實踐證明烏石山礦區礦體薄、斷層多不適合大型機械化開采，在日常工作過程中經常深入采場進行素描、繪圖等工作，觀察、收集、了解采場地質構造，斷層破碎帶發育情況，礦體產狀變化情況等，多種采礦方法進行分析總結，根據現場情況及時合理布置采場，調整采場參數，合理布置回采順序，降低礦石損失與貧化，有效地控制地壓確保采場穩定，盡量采用人工礦柱代替天然礦柱，做到資源最大化利用，方能取得較好的經濟效益。