漂塘礦區北組密集型脈帶礦體開采分析

廖永斌

（江西漂塘鎢業有限公司，江西 贛州 341515）

1 礦區及礦體基本情況

漂塘鎢錫礦為以鎢錫為主，伴生有鉍、鉬、銅、鉛、鋅、鈹等多種金屬的石英細脈帶型鎢錫礦床，目前礦區有676m、616m、556m、496m、448m、388m、328m、268m和208m共九個中段。388m中段以上為平窿開拓，328m、268m中段以盲豎井、盲斜井方式聯合開拓。采礦方法主要有留礦法和階段礦房法，其中東部主要采用階段礦房法，采場沿礦體走向布置，長50m，寬20～30m，高60m，頂、底柱8m，間柱8m～10m。

漂塘區段，東起寶山、西至崩崗山，南始雞爪窩，北至閃長巖區，東西長2000m，南北寬850m，礦化面積1.2平方從那公里，已知有細脈帶15條，寬度在10cm以上的單獨大脈42條，其中工業價值較大的有Ⅰ、ⅢS、Ⅲ、ⅢN、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ等8個細脈帶.各帶走向略呈東西向，Ⅰ、ⅢS帶分布在Ⅲ帶南西，ⅢN、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ帶分布在Ⅲ帶北東，NE—SW向側幕狀排列，各細脈帶之間的無礦地段從5m～50m，平均22m。

2 Ⅲ帶開采面臨問題

556m中段以上：前期卸壓工程崩落西部臨近山坡地表，Ⅲ帶礦體不同程度回采，目前地表塌陷坑截洪排水下至本中段由西部運輸巷排至平硐外，為保護運輸巷，Ⅲ帶礦體僅東部部分采場進行了回采。

496m中段：Ⅲ帶礦體較厚，采用中深孔分段崩落法開采，由于采空區跨度大，距離地表近，前期崩落頂柱及間柱回收礦石，目前Ⅲ帶礦體11線以西采空區已全部連通至地表，15線以東礦體僅少部分開采。

448m中段：Ⅲ帶礦體11線以西采空區已全部連通地表，15線以東礦體僅少部分開采。

388m中段：Ⅲ帶礦體13線以西至0線的采空區和8線以西的采空區均已全部連通地表，8線至4線之間采場正在出礦，4線至0線之間采場正在進行采準工程，15線以東礦體未開采。

328m中段：本中段礦體自上而下逐漸變薄，Ⅲ帶礦體由厚變薄并分為南北兩層，除0-1線采連通上部至地表外，本中段其他采場均未連通地表，5線以東礦體未開采。

268m中段：本中段礦體自上而下逐漸變薄，15線以西基本采用淺孔留礦法開采結束，頂柱基本存在，未有連通上部至地表的采場。15線以東礦體未開采。

根據前述分析，目前漂塘礦區主要采用空場法開采，且已自上而下形成多個中段，根據空場法的原理，采用空場法開采，采空區形成后破壞了原有的應力場，在礦柱和頂底柱形成次生應力場，在多個采空區的情況下，每一個采空區次生的擾動應力場會進行疊加，最后承壓帶基本都集中到相鄰空區礦柱和頂底柱上，表現為應力集中，若超過了其自身的承載能力，空區將發生失穩。對于漂塘礦區這種多中段開采的礦山，隨著開采往下進行，應力場逐漸集中，空區失穩的概率就越高。對于漂塘礦區來說，目前11線以西主礦體Ⅲ帶388m水平以上除兩個礦塊在采準外已全部聯通至地表，地表出現了塌陷坑，下部由于礦體變薄采用淺孔留礦法基本結束。因此，我們必須總結經驗，考慮北組礦塊的合理回采方式，有效預防地壓問題及采空區問題。

3 北組開采面臨的問題

經過前期的擴張式開采，北組面臨與Ⅲ帶同樣的問題，近地表采空區接通地表，相鄰采空區連通，上下中段不同程度地壓顯現，空場采礦法無補償空間。具體體現在496中段759采場連通地表、448中段715采場出現地壓問題，448中段9711采場和388中段735采場與上部采空區連通無補償空間。主要影響因素：(1)縱向上過早回收和處理采場頂、底柱。造成下中段提前與上中段連通形成大采空區高度超120米，上盤曝露面積過大（超過2000平米）影響圍巖穩固性，采空區內充填大量礦石影響下部中段采場頂柱穩固性；(2)橫向上過早回收采場間柱。Ⅸ帶0至11間近300米未設間柱，Ⅶ帶0至9線近250米未設間柱（形成超高超大的采空片區，頂板曝露面積過大，穩固性差）；(3)從平面上來看礦帶間距大小不一，未留設足夠間柱加以保護和防止相鄰礦帶連成采空區；四、下中段回采超前，間柱留設上下對稱。造成地壓顯現且加劇，嚴重影響礦塊正常回采；采場不分礦房頂柱一次回采，加劇片幫冒頂加寬采幅，影響采場不能按時自由空間爆破回采（448中段特嚴重），迫使下中段超前回采，加劇地壓對生產影響，形成惡性循環。

4 北組礦塊的開采方式

礦區東西交匯開采高差懸殊過大，東部高于西部，而且由于斷層的存在該部分礦體及圍巖破碎。西部開采下降至268m水平且幾乎無礦可采，東部開采高程較高，處于斷層和西部空區的上盤移動范圍內，無法有效控制地壓，造成空區頂板失穩，且分段空場法生產能力較低，中段間還需施工2～3個分層平巷，采場天、溜井，采切工程量多，這些井巷施工機械化程度低，工藝環節多，施工難度大，工人及基層單位施工積極性均不高，進度緩慢，導致掘進工程嚴重滯后，掘進能力不能滿足采礦規模增長的需要。為提高東部的生產能力，礦山目前已在556m水平試驗階段空場法，但該方法仍存在采完空區后如何處理頂底板的問題，如長期使用，在開采1-2個中段后，仍會存在和分段空場法一樣的地壓問題。

解決目前分段空場法易失穩、生產能力低、地壓顯現的問題，最佳的解決方案是采用大結構參數分段崩落法代替分段空場法開采東部礦體。

5 礦塊開采設計方案

5.1 針對漂塘礦區的開采現狀

11線以東采礦方法可調整為：①556m以上脈帶型礦體，因該部分暫時無明顯地壓問題影響，設計采用礦山目前正在進行試驗的階段空場法開采。②在+616m、+556m采用階段空場法回采后，待+496m以下回采時，估計將出現前期西部出現的地壓問題，地壓的影響程度和造成的危害甚至可能超過目前西部采用分段空場法區域，繼續采用階段空場法回采估計將難以為繼。為此，設計496m水平以下調整為采用大結構參數無底柱分段崩落法開采（分段高度與進路間距均為20m）。③北組礦體由于礦體大多屬單脈型，11線以東仍繼續采用現有的淺孔留礦法或和脈帶型一起考慮采用無底柱分段崩落法開采。

5.2 無底柱分段崩落法

該方案相對于礦廢石混采時回采進路全部垂直礦體走向布置不同，當礦體厚度＜20m時，回采進路沿走向布置，礦體厚度≧20m時，回采進路垂直走向布置。

（1）進路垂直走向布置方案。當礦體厚度大于20m時，采場進路垂直走向布置，進路長為礦體綜合厚度，進路間距為20m，每6條進路布置一條出礦溜井，礦塊沿走向長120m，分段高20m，中段高60m，每個中段3個回采分段（建議具體進路間距及分段高等參數通過放礦試驗確定），

采用YGZ-90鑿巖機或臺車在裝礦進路內進行中深孔鑿巖，炮孔扇形布置，排距1.6m～1.8m，孔底距1.8m～2.2m，裝藥器裝藥。每個礦塊一次爆破3條進路，每條進路爆破2～3排。

所爆落的礦石在進路內利用2m3鏟運機出礦后倒入中段溜井。為保證落礦及出礦作業能順利進行，無底柱分段崩落法原則上每個礦塊同一分段的出礦進路應完成上向扇形深孔鑿巖工作，才能進行爆破落礦及采場出礦工作。一個礦塊有6條出礦進路供一臺鏟運機作業，6條出礦進路可以保證鏟運機出礦效率和時間得到充分發揮。

新鮮風流由礦山主風流提供，經斜坡道聯巷到達各分段水平，經過分段聯絡巷后由階段回風井排到主回風井排出地表，進路內采用局扇進行加強通風，將進路中的污風排至主回風巷道。

為減少貧化，設計最上中段爆破后，采場內留存20m礦石不出，作為覆蓋層，之后該覆蓋層隨著中段下降隨放頂礦石下落。或采用崩落+496m以上階段崩落法頂柱作為覆蓋層。

（2）進路沿走向布置方案。當礦體厚度小于20m時，采場進路沿走向布置，進路長為礦體走向長度，每隔60m設一個出礦聯絡巷，每2條出礦聯絡巷布置一條出礦溜井，礦塊沿走向長120m，分段高20m，中段高60m，每個中段3個回采分段（建議具體進路間距及分段高等參數通過放礦試驗確定）。

采用YGZ-90鑿巖機或臺車在裝礦進路內進行中深孔鑿巖，炮孔扇形布置，排距1.6m～1.8m，孔底距1.8m～2.2m，裝藥器裝藥，每條進路一次爆破2～3排。

所爆落的礦石在進路內利用2m3鏟運機出礦后倒入中段溜井。為保證落礦及出礦作業能順利進行，無底柱分段崩落法原則上每個礦塊同一分段的出礦進路應完成上向扇形深孔鑿巖工作，才能進行爆破落礦及采場出礦工作。一個礦塊有2條出礦聯絡道供一臺鏟運機作業。

新鮮風流由礦山主風流提供，經斜坡道聯巷到達各分段水平，經過分段聯絡巷后由階段回風井排到主回風井排出地表，進路內采用局扇進行加強通風，將進路中的污風排至主回風巷道。

為減少貧化，設計最上中段爆破后，采場內留存20m礦石不出，作為覆蓋層，之后該覆蓋層隨著中段下降隨放頂礦石下落。或采用崩落+496m以上階段崩落法頂柱作為覆蓋層。

6 結語

為解決現階段分段空場法產生的易失穩、生產能力低、地壓顯現等問題，本文采取的解決方案為采用大結構參數分段崩落法。通過對這種開采方案的探索及實踐，在一定程度上消除開采過程可能存在的安全隱患，對于類似礦體的開采問題提供一定參考，降低了礦石的損失以及貧化。依托相應的手段，促進礦產資源高效回收，為企業創造了良好的經濟效益。這一開采方案，通過實踐是切實可行的，具有廣泛的實用性和應用性，為類似的方案設計提供借鑒與指導。