探采結合在錫礦山銻礦開采中的實踐

翟文斌

(錫礦山閃星銻業(yè)有限責任公司，湖南冷水江 417500)

錫礦山閃星銻業(yè)有限責任公司采選廠主要開采錫礦山銻礦童家院礦床。該礦床主要礦體賦存在厚層頁巖之下的佘田橋組中段石灰?guī)r的硅化灰?guī)r中，呈緩傾斜似層狀產(chǎn)出，設計生產(chǎn)能力為15萬t/a，實際生產(chǎn)能力達到18萬t/a，礦床采用上盤豎井與斜井聯(lián)合開拓，中段高度30 m。礦床生產(chǎn)勘探采用坑鉆組合手段。目前中厚以上礦體采用膠結充填法(亦稱人工壁柱房柱法)和普通房柱法開采，薄礦體則采用桿柱砂漿充填法和桿柱房柱法開采。

該礦床采用的空場回采，嗣后一次充填的開采方式，有很多探礦工程可作為開采工程利用，同時又有大量開采工程可以與生產(chǎn)勘探結合使用，探采結合的優(yōu)勢尤為明顯，經(jīng)過多年的實踐和探索，已取得了較為成功的經(jīng)驗。

1 礦床地質概況

錫礦山銻礦田處于多種構造體系復合部位，并經(jīng)多次不同方向、不同性質的應力作用，使構造變得非常復雜。礦床產(chǎn)于西部入字型斷裂下盤幾個次一級兩端傾沒的短軸背斜中。礦床大小及分布范圍受背斜形態(tài)和大小所控制。主要礦體均賦存在厚110 m鈣質頁巖之下的佘田橋組中段石灰?guī)r的硅化灰?guī)r中，產(chǎn)狀為緩傾斜。由于此段灰?guī)r夾有多層黑色頁巖，起到次屏蓋層的作用，礦體也具有多層性，其形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模也有差異。第一號礦層中的礦體，呈似層狀產(chǎn)出，品位富，厚度變化穩(wěn)定，一般為2～3 m，延長數(shù)十米至數(shù)百米。而產(chǎn)于第二號礦層中的礦體，也多呈似層狀，但在邊部、下部則呈扁豆體或不規(guī)則囊狀體產(chǎn)出，厚1～30 m，一般7～8 m，延長數(shù)十米至數(shù)百米。再產(chǎn)于第三號含礦層中的礦體，有似層狀，也有呈不規(guī)則的透鏡體和礦囊，但在西部斷裂F75、F3側羽狀裂隙發(fā)育的地段，各以層狀、透鏡狀、礦囊狀產(chǎn)出的礦體往往相互融合，組成以上斷裂帶中炭質頁巖和頁巖為頂板、傾角較陡、沿斷裂帶走向延伸的又厚又富的礦體。

2 生產(chǎn)勘探手段與工程布置

2.1 生產(chǎn)勘探手段

童家院礦床采用坑鉆組合勘探手段，其主要作用為以鉆代坑，用鉆探取代那些采礦生產(chǎn)工藝不需要的坑道?？鱼@組合勘探有以坑為主和以鉆為主兩種形式，中段平面以坑為主;中段之間以鉆為主，用上山穿脈檢驗鉆探的可靠性。

坑探的沿脈規(guī)格為2.8 m×2.6 m，穿脈規(guī)格為2.4 m×2.4 m，彎道半徑12 m，如作為環(huán)形運道，彎道半徑則為15 m，上山穿脈規(guī)格為2.2 m×1.8 m。

鉆探選用鉆深為150 m、100 m、50 m的三種坑內人造金剛石巖芯鉆，在一個中段范圍內，以鉆代坑原則上不得低于50%，對地層、構造、礦體形態(tài)較簡單，巖石完整的地段，原則上不設計上山穿脈，只設計稀疏的水平穿脈和必要的鉆探硐室，以充分發(fā)揮鉆探的優(yōu)勢。

2.2 生產(chǎn)勘探工程布置與網(wǎng)度

2.2.1 生產(chǎn)勘探工程布置的形式

童家院礦床生產(chǎn)勘探工程整體布置的形式采取平行勘探線系統(tǒng)。中段沿脈的布置，一般情況下布置在最下層礦體底板圍巖中，與礦體走向基本平行，與礦體底板的垂直距離不小于10 m，若考慮與穿脈組成環(huán)形運道時，則沿脈距礦體底板水平距離不得小于30 m;水平穿脈按勘探線布置，在原地質勘探線間距150 m的基礎上加密，其一壁與勘探線重合;上山穿脈的布置一般在水平穿脈或沿脈中進行，其一壁應與勘探線重合，上山坡度不小于50°，盡量垂直礦體傾向;鉆孔的布置與勘探線保持一致，凡在沿脈鉆探硐室中設計的鉆孔，其方向在勘探線上;探礦巷道的規(guī)格及坡度要求，應符合礦山安全規(guī)程，探采結合的探礦巷道，應滿足采礦要求。

2.2.2 生產(chǎn)勘探工程網(wǎng)度

生產(chǎn)勘探工程網(wǎng)度在地質勘探線間距150 m的基礎上加密，線距37.5 m，沿走向水平穿脈間距37.5 m，沿走向上山穿脈間距60 m，沿走向鉆探間距37.5 m，沿傾向間距20 m。不能利用地質勘探線的區(qū)域重新建立新的生產(chǎn)勘探線，線距30 m，沿走向水平穿脈間距30 m，沿走向上山穿脈間距60～120 m，沿走向鉆探間距30 m，沿傾向間距20 m。

3 采礦方法特征及回采工藝

童家院礦床的主要開采技術條件是:傾角10°～25°，個別地段達30°～40°。厚度自1.5 m 至10～20 m，平均6～8 m。礦體賦存在硅化灰?guī)r中，較穩(wěn)固，f=16～18。頂板由比較穩(wěn)固、中等穩(wěn)固到不穩(wěn)固。礦體底接觸面不明顯，沿礦體走向和傾向起伏較大，不規(guī)則。

目前該礦床開采采用的采礦方法有膠結充填法(亦稱人工壁柱房柱法)、普通房柱法、桿柱砂漿充填法、桿柱房柱法。中厚以上礦體視品位高低和地表需要保護程度分別采用膠結充填法和普通房柱法開采，薄礦體亦視品位高低和地表需要保護程度采用桿柱砂漿充填法和桿柱房柱法開采。

3.1 各種采礦方法特征及礦塊構成要素

各種采礦方法的礦塊垂直走向布置，長為60 m左右。礦塊結構參數(shù)則因各種采礦方法而不同。

普通房柱法和桿柱房柱法的礦塊構成要素是每4～6個礦塊劃為一個盤區(qū)，盤區(qū)之間一般留3～4 m的連續(xù)性礦柱(礦壁)，普通房柱法礦房跨度12～15 m，房間礦柱為4 m×5 m。礦柱間距5～6 m，頂?shù)字鶎挾? m，采場頂板不穩(wěn)固時，留0.8～1.2 m的礦石護頂層。桿柱房柱法礦房跨度為8 m，房間礦柱為3～4 m，礦柱間距5～6 m，頂?shù)字鶎挾? m，采場頂板不留礦石護頂層，直接采到不穩(wěn)固的頁巖層，使用錨桿護頂。

膠結充填法與桿柱砂漿充填法礦塊沿走向劃分為礦壁和礦房，用空場法先回采礦壁，嗣后用膠結充填料或砂漿充填料充填，待充填體達到一定的強度后，再同樣用空場法回采礦房，其采空區(qū)用塊石或分級尾礦充填處理。膠結充填法礦壁寬度為8 m，礦房寬度為8～10 m，桿柱砂漿充填法礦壁與礦房寬度均為6 m，兩種采礦方法均不留頂?shù)字?，其采場頂板保護與普通房柱法和桿柱房柱法相同。

3.2 采準、切割、回采工藝

膠結充填法、桿柱砂漿充填法亦稱人工壁柱房柱法，它們的采準、切割、回采工藝與普通房柱法和桿柱房柱法基本相同。四種采礦方法的采準、切割工藝是每個盤區(qū)在礦體下盤布置與沿脈平行的運輸巷道，與沿脈、運輸穿脈形成環(huán)形運輸系統(tǒng)。運輸巷道的一側布置放礦漏斗，每個礦房(礦壁)布置一個，其長度為5～7 m，到達礦體后，再沿礦體走向掘切割巷道，在礦體底板逆傾向掘采準上山，與上部采區(qū)回風道貫通，形成通風系統(tǒng)，并在采準上山的對面布置電耙絞車硐室，以安裝電耙絞車運搬采場礦石。

回采以切巷和采準上山為自由面，逆礦體傾向用淺孔落礦方法進行回采，一次回采高度為2.5～3 m，鑿巖采用YT－27型鉆機，沿工作面全寬布置平行炮孔。爆破采用二號巖石乳化炸藥，用非電導爆管半秒差延期雷管并聯(lián)一次起爆。

4 開拓、采準、回采、殘礦回采階段的探采結合

4.1 開拓階段的探采結合

開拓階段掘進的沿脈既可作為探礦之用，又是中段主要運輸?shù)?、通風主干道，是采區(qū)運輸、通風、供氣、供水、供電、排水的主要通道，因此，沿脈是開拓階段探采結合的重要工程。中段水平穿脈垂直沿脈布置，一般是110.5 m或90 m布置一個探礦穿脈，按照生產(chǎn)勘探線間距，兩個穿脈之間在沿脈中布置1至3個探礦硐室，在探礦硐室中以水平穿脈鉆探代替水平穿脈坑道。水平穿脈與沿脈、盤區(qū)運輸?shù)澜M成環(huán)形盤區(qū)運輸系統(tǒng)，既起探礦作用，又作為盤區(qū)采礦工程的一部分，因此，水平穿脈是探采結合工程，它們既起探礦作用，又可為采礦生產(chǎn)服務。

開拓階段探采結合的步驟是采礦技術人員根據(jù)地質技術人員提供的地質預測資料擬定中段開拓方案，地質技術人員布置探礦工程，雙方共同參與探采結合工程，并進行工程的施工設計。

4.2 采準階段的探采結合

采準階段的探采結合，是以采礦盤區(qū)為單元，屬于單體性生產(chǎn)探礦范圍。

1.采準階段掘進的采場漏斗類似生產(chǎn)探礦的上山穿脈，既是采礦工程，又是探礦工程。一般在礦體底盤5～7 m的運輸巷道一側向上以60°左右的坡度掘進，掘至礦體2～3 m時，停止掘進，以低于礦體0.3～0.5 m的位置按設計方向與規(guī)格掘進左右切巷、采準上山、電耙硐室，采用人工出渣，以貫通相鄰采場。

2.采準上山、切割巷道是采礦盤區(qū)的探采結合工程，切割巷道用以探明采場礦體走向位置的情況，采準上山逆礦體傾向布置，以低于礦體0.3～0.5 m掘進，用以探明礦體傾向賦存情況。采準上山的施工由測量技術人員掌握方向，地質技術人員掌握礦體底板起伏變化情況，采礦技術人員根據(jù)礦體變化情況調整設計。

3.采準切割坑道完成后，地質技術人員在采準上山中逆傾向布置坑內鉆探工程，其間距為8～12 m。

4.采準切割巷道與盤區(qū)內鉆探工作完成后，地質測量技術人員提供地質測量資料，重新圈定礦體，以供采礦技術人員進行回采設計。

4.3 回采階段的探采結合

一個采礦盤區(qū)經(jīng)過采準階段的探采結合，重新圈定礦體，一般已控制了礦體的形態(tài)和質量。對于錫礦山銻礦田的礦體，因沿走向和逆傾向底板起伏較大，斷裂較多，在采準切割過程中，采場僅施工了采準上山、下部切割巷道、上部回風巷，采場中沿走向和傾向位置較大范圍的礦體變化仍難以控制掌握。因此，要超前施工采場礦柱之間的切割道，既可探礦，又可作爆破自由面，在中厚礦體采場最后一層回采時，必須按設計要求留好護頂，以防止損失護頂層或損失礦石。為了掌握礦體厚度，要超前打好探眼，探眼一般按采場縱向每4 m布置一排，每排3個，即兩邊各一個，中間一個，探孔以探到頁巖頂板為止。地、測、采技術人員根據(jù)探孔資料，在采場頂板上用油漆標注修頂厚度，以防止起挖和欠挖，達到既不損壞采場頂板礦石護頂層，又減少礦石損失的目的。

4.4 殘礦回采階段的探采結合

錫礦山銻礦具有百年以上的開采歷史，建國前無正規(guī)的采礦方法。建國初期采用普通房柱法和桿柱房柱法回采，留下了大量的礦柱、礦壁、頂?shù)字⑦吔堑V體，礦柱、礦壁、頂?shù)字葰埖V，周圍已充分揭露，不需要重新勘探，采用混凝土柱替換法即可回采，而邊角礦體的形態(tài)沒有充分揭露，需要重新勘探清楚后才能回采。具體步驟是沿礦體延伸切巷作為探礦道，再在探礦道中每隔8 m逆礦體傾向掘進探礦上山，與采場上部的延伸橫風巷相連?；夭蛇^程中，探礦切巷作為扒礦道，探礦上山作為采準切巷上山，做到探礦工程為采礦所用，達到探采結合的目的。

5 結論

錫礦山閃星銻業(yè)有限責任公司采選廠將生產(chǎn)勘探與開拓、采準、回采、殘礦回采密切結合起來，避免了探礦坑道與采礦坑道各成一套而造成工程浪費，節(jié)省了大量人力、物力和資金，提高了礦山開采效率。

［1］ 王洋，易志清，祝祿發(fā).尾礦似膏體膠結充填采礦法的研究與應用［J］. 湖南有色金屬，2013，29(1):7－9.

［2］ 王運敏.現(xiàn)代采礦手冊［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2011.

［3］ 曾永志，潘謹，祝祿發(fā).塊石膠結充填采礦法的研究與應用［J］. 采礦技術，2012，12(6):3 －4.

［4］ 周愛民.有色礦山采礦技術新進展［J］.采礦技術，2006，6(3):1 －7，48.