游澤洪，江基偉

(廣東中金嶺南有色金屬公司凡口鉛鋅礦, 廣東韶關(guān)市 512325)

凡口鉛鋅礦獅嶺深部VCR法采礦地質(zhì)管理淺析

游澤洪，江基偉

(廣東中金嶺南有色金屬公司凡口鉛鋅礦, 廣東韶關(guān)市 512325)

近幾年，VCR采礦法在凡口礦不斷推廣，已成為主要采礦工藝之一。該采礦法采場(chǎng)與其他采礦法有相同點(diǎn)，但也有不同之處。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)VCR法采場(chǎng)的地質(zhì)管理特點(diǎn)進(jìn)行分析，主要包括地質(zhì)編錄、圖紙審核、礦量管理、現(xiàn)場(chǎng)管理4個(gè)方面，以便利于其工作的針對(duì)性，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

VCR采礦法；貧化損失；采場(chǎng)地質(zhì)管理；采礦安全

近年來,凡口鉛鋅礦VCR法采場(chǎng)越來越多,該采礦法已成為主流方法之一,其采礦量占總量的三分之一以上。從實(shí)際生產(chǎn)來看,該法具有安全高效的優(yōu)點(diǎn),但與盤區(qū)機(jī)械分層法和機(jī)械化上向中深孔采礦法等相比,則有礦石貧化損失較大的缺點(diǎn)。為此,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn),對(duì)該采礦法的采場(chǎng)地質(zhì)管理進(jìn)行分析,以便今后的工作更有針對(duì)性。

1 VCR采礦法簡(jiǎn)介

經(jīng)過幾年的試用,VCR采礦法在凡口礦已經(jīng)非常成熟。在原有的開拓系統(tǒng)基礎(chǔ)上,進(jìn)行采場(chǎng)采準(zhǔn)工程開掘。其采場(chǎng)寬度同盤區(qū)機(jī)械化分層法,一般為8 m,長(zhǎng)度一般為采場(chǎng)礦體水平寬度,高度一般為二十多米(其中在采場(chǎng)寬度和高度方向可分段回采)。通常VCR采礦法在礦體下部(一分段)拉底切采,形成下部出礦硐室,在礦體上部(四分段)拉底切采形成上部鑿巖硐室,天井硐室設(shè)在上部中段,往下打天井通下部硐室。然后用潛孔鉆機(jī)向下鑿巖至下部硐室,以水平分層的方式分段裝藥爆破,水平分層首層高度4～5m,按垂直向上的方向后退回采,直至爆破完上部硐室底板及礦柱,用遙控鏟運(yùn)機(jī)將礦石鏟出采場(chǎng),充填結(jié)束。通風(fēng)、出礦和充填系統(tǒng)同機(jī)械化盤區(qū)分層充填采礦法的不同之處就是分上部鑿巖硐室和下部出礦硐室。該法爆破量一般比較大,采礦效率高,人員作業(yè)安全條件較好,缺點(diǎn)是要求礦體相對(duì)厚大規(guī)整,貧化損失相對(duì)較高。

2 VCR采礦法地質(zhì)管理

采場(chǎng)地質(zhì)管理是針對(duì)采場(chǎng)采礦生產(chǎn)進(jìn)行的地質(zhì)管理工作,包括地質(zhì)專業(yè)技術(shù)和采礦施工現(xiàn)場(chǎng)管理兩部分工作。其主要任務(wù)是保證采礦生產(chǎn)安全順利,降低礦石貧化,減小損失,提高采礦效率。相比較其它采礦方法,VCR采礦法地質(zhì)管理也有些差別。

2.1 地質(zhì)編錄

礦房采場(chǎng)單體設(shè)計(jì)使用的地質(zhì)資料一般是生探資料。由于深部-500 m中段以下的勘探穿脈間距從上部中段的16 m變?yōu)?5 m,該區(qū)段采場(chǎng)設(shè)計(jì)寬度基本為8 m,導(dǎo)致先期開采的采場(chǎng)(礦房)部分與穿脈對(duì)應(yīng),部分不與穿脈對(duì)應(yīng)。加之中段高度從上部中段(-400 m中段以上)的40 m變?yōu)?0 m,生探網(wǎng)度變稀。因此,在礦體較為復(fù)雜時(shí),現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況有時(shí)會(huì)與生探資料相差較大。為此,在采場(chǎng)采準(zhǔn)工程掘進(jìn)時(shí),必須及時(shí)收集其地質(zhì)資料,并據(jù)此對(duì)原有的地質(zhì)資料修改和補(bǔ)充,確保其準(zhǔn)確性。而間柱采場(chǎng)的單體設(shè)計(jì)資料則是依據(jù)其兩邊對(duì)應(yīng)礦房采場(chǎng)實(shí)采地質(zhì)資料所提供,提供資料時(shí)應(yīng)該詳細(xì)查找核對(duì)已有的生探和實(shí)采資料。一般間柱采場(chǎng)寬8 m,其兩幫的實(shí)采剖面距離也為8 m(與采場(chǎng)寬度相同),實(shí)采地質(zhì)資料基本控制了采場(chǎng)的礦體形態(tài),實(shí)際生產(chǎn)可見,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況與資料基本變化不大。上下部硐室如果是手鉆拉底形成,則必須分別進(jìn)行拉底巷,切采后、薄壓后三次地質(zhì)原始編錄。如果是掘進(jìn)臺(tái)車一次現(xiàn)場(chǎng),則只需要現(xiàn)場(chǎng)硐室后一次編錄。對(duì)于天井導(dǎo)向孔和采場(chǎng)爆破炮孔的編錄,主要是施工期間觀察返水變化確定鉆進(jìn)時(shí)的礦灰界線的變化,必要時(shí)可收集鉆進(jìn)時(shí)返出的粉末,用熒光分析儀進(jìn)行簡(jiǎn)單化驗(yàn),確定礦灰界線,以便準(zhǔn)確反映采場(chǎng)上下硐室間的礦體形態(tài)。

2.2 圖紙審核

主要審核采場(chǎng)采準(zhǔn)設(shè)計(jì)、炮孔設(shè)計(jì)和爆破設(shè)計(jì)。根據(jù)采場(chǎng)礦體規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀等條件,選擇適合的采場(chǎng)使用VCR采礦法。由地質(zhì)科、測(cè)量科等提供相關(guān)資料,采礦技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上做采場(chǎng)采準(zhǔn)設(shè)計(jì)。采準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要考慮地質(zhì)資料的準(zhǔn)確、完整、規(guī)范,采礦設(shè)計(jì)對(duì)礦體所作回采方案的合理性,是否符合貧化損失管理規(guī)范,其中最為關(guān)鍵的是依據(jù)礦體形態(tài),合理安排鑿巖和出礦硐室,可以少采廢石,減少貧化,提高生產(chǎn)效率。

從實(shí)際生產(chǎn)來看,結(jié)合礦體形態(tài)變化,鑿巖和出礦硐室的布置有多種方案。Sh-600 mN6-7＃VCR法采場(chǎng)礦體較緩,采用四分段布置上部鑿巖硐室,下部雙出礦硐室布置分別在一分段和二分段(見圖1),減少上下盤廢石的采下量。Sh-600 mS1＃VCR法采場(chǎng),因礦體中部夾石較大,在三分段布置東西兩個(gè)鑿巖硐室,-600 m中段水平對(duì)應(yīng)布置東西兩個(gè)出礦硐室(見圖2),分兩次設(shè)計(jì)回采,以避免夾石采下,減小貧化。Sh-550 mN3＃VCR法采場(chǎng)在三、四分段布置上部雙鑿巖硐室,下部出礦硐室布置在一分段(見圖3),減少上下盤廢石的采下量。Sh-550 mN5＃VCR法采場(chǎng)在-500 m水平布置上部鑿巖硐室,下部出礦硐室布置在一分段和四分段(見圖4),采場(chǎng)爆破至四分段高2 m時(shí),出完礦石充填預(yù)留出礦硐室空間,以作為出礦硐室,也減少下盤廢石的采下量。完成采準(zhǔn)工程后,補(bǔ)充新的資料,在采準(zhǔn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,再做炮孔設(shè)計(jì)。炮孔設(shè)計(jì)側(cè)重考慮采場(chǎng)兩頭的礦體變化,盡量減少未采下礦損。炮孔施工后,在炮孔設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,補(bǔ)充炮孔的返水資料,進(jìn)而做爆破設(shè)計(jì)。爆破設(shè)計(jì)主要考慮的是爆破方案盡量將夾石單獨(dú)爆破,減小貧化。

2.3 礦量管理

圖1 Sh-600m N6-7＃VCR法采場(chǎng)剖面

圖2 Sh-600m S1＃VCR法采場(chǎng)剖面

VCR法采場(chǎng)基本是在盤區(qū)機(jī)械化分層法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,采場(chǎng)礦量已先劃分好。一分段至下部中段水平為底柱采場(chǎng),一分段上至上部中段水平則為采場(chǎng)礦量。VCR法采場(chǎng)南北幫控制線與原來的采場(chǎng)相同,而采場(chǎng)高度不同,一般一分段至四分段為第一步驟。第一步驟采完結(jié)束后,常常又以一步驟的上部硐室作為二步驟的下部硐室,上部硐室則跨中段至上部中段的一分段。所以采場(chǎng)礦量與原有的采場(chǎng)塊劃分不同,需要有所改變,必須按照采場(chǎng)高度重新劃分?？缰卸蔚亩襟E需要包含所在礦塊的底柱礦量,原有的底柱需要?jiǎng)h除。采場(chǎng)采下和未采下礦損需要現(xiàn)場(chǎng)觀察記錄,采場(chǎng)空?qǐng)鲵?yàn)收時(shí)合計(jì)報(bào)出。

圖3 Sh-550mN3＃VCR法采場(chǎng)剖面

圖4 Sh-550mN5＃VCR法采場(chǎng)剖面

2.4 現(xiàn)場(chǎng)管理

(1)地質(zhì)結(jié)構(gòu)。采場(chǎng)在斷層F3穿過之處,不但可見F3斷層面及其派生裂隙,而且其它節(jié)理裂隙也非常發(fā)育,破壞了礦體巖石的整體性,使其破碎易冒落。尤其是深部S3＃～N3＃穿脈一帶東頭,是F3與F102斷層的交匯處,礦灰結(jié)構(gòu)很差,特別破碎,所以該部位采場(chǎng)東頭常常發(fā)生冒落,是安全生產(chǎn)管理的重點(diǎn)?；夭砷g柱時(shí),受礦房采場(chǎng)爆破的影響,礦灰中原有的裂隙節(jié)理進(jìn)一步擴(kuò)張,并產(chǎn)生新的節(jié)理裂隙,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)較礦房時(shí)破碎得多,加大了安全難度。

(2)巖爆現(xiàn)象。深部采場(chǎng)由于礦灰受地壓的影響,常常發(fā)生巖爆。巖爆的危害主要是引起采場(chǎng)片幫冒頂,形成安全隱患,施工時(shí)應(yīng)注意現(xiàn)場(chǎng)觀察,如發(fā)現(xiàn)隱患,可以在裂隙處打上膨脹水泥,在每次作業(yè)前可以觀察其有無變化,在安全條件下施工作業(yè)。

(3)含硫量。礦體含硫量較高的礦石,灑水之后存放一段時(shí)間容易結(jié)塊,形成安全隱患。對(duì)此類采場(chǎng)應(yīng)該控制灑水,盡快鏟出礦石,井筒中也不能存放太久,以免結(jié)塊,造成井筒卡結(jié)。

(4)貧損管理。礦體夾石和上下盤廢石、旁邊充填體的混入是采場(chǎng)礦石貧化的原因。VCR法采場(chǎng)在上下硐室和天井施工過程中,遇見有礦石轉(zhuǎn)廢石或廢石轉(zhuǎn)礦體時(shí),應(yīng)及時(shí)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤指導(dǎo),盡可能實(shí)行礦灰分采分出,以減少貧化較大。出礦時(shí),對(duì)有廢石和充填體冒落或爆落的采場(chǎng),及時(shí)了解出礦情況,并現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)其分出,指定地點(diǎn)堆放。

3 結(jié) 語(yǔ)

從凡口鉛鋅礦的生產(chǎn)實(shí)踐來看,VCR采礦法具有安全高效的特點(diǎn)。雖然,相比較原先的機(jī)械化分層充填法而言,其采礦貧化和損失要大些。但隨著該工藝的不斷完善,地質(zhì)管理有針對(duì)性的加強(qiáng),采場(chǎng)的貧化和損失率應(yīng)該能控制到較好的水平,帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]胡紹祥,李守春.礦山地質(zhì)學(xué)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社, 2008.

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2015-04-15)

游澤洪(1987-)，男，四川鄰水人，助理工程師，主要從事礦山地質(zhì)工作，Email:254381997＠qq.com。