福建省连城锰矿兰桥矿区北采场强采实践

朱吉春

(福建省连城锰矿有限责任公司，福建 连城 366215)

福建省连城锰矿兰桥矿区北采场强采实践

朱吉春

(福建省连城锰矿有限责任公司，福建 连城 366215)

随着福建省兰桥矿区北采场露天矿山的不断向下延伸开采，矿山已转入深凹露天开采末期，通过精心的准备和强有力的组织保障措施以及采取超常规有效的开采技术，使北采场露天底的矿石得以顺利回采，在较短时间内完成了强采工作，取得很好的成果，为企业储存了能量，也为企业对下一步实施地采工作提前做好准备，确保了企业的经济运行。

深凹露天；强采；开采技术

随着福建省兰桥矿区北采场露天矿山的不断向下延伸开采，矿山已转入深凹露天开采末期，为减小开采成本，充分回收矿石资源，在安全可靠、技术上可行、经济上合理的条件下进行强化开采即强采。

1 概况

1.1矿床地质及矿体情况

兰桥矿区氧化锰矿体属堆积、淋积型锰矿床，锰质主要来源于石碳系和二迭系中的沉积含锰地层。矿体上覆为火山凝灰岩，分为强风化带和弱风化带，底板为林地组石英砂砾岩，岩石致密坚硬。矿体主要赋存于断裂—岩溶破碎带中。区内断裂发育，主要有近南北向、北北西向和近东西向3组，较大的断层有Fl、F2、F3、F4、F5、F6、F7，其中F2断层为区内主要的控矿构造，走向北西～近南北向，倾角60(°)，呈弧形纵贯全区，长大于2 km，断层下盘为林地组，上盘为船山组灰岩，属正断层性质，总体上控制了本区锰矿的分布[1]。

北采场露天开采的主要锰矿体有1、3号矿体： 1号矿体：分布于113～106线间，受F2断层控制，呈透镜状、陡倾脉状产出，走向南北—北北东，倾角45(°)，顶、底板为断裂破碎之粘土碎屑层，破碎带底部为林地组砂岩。矿体长240 m，宽80 m，延深160 m，单个最大矿体厚度1.51～24.40 m，由一组矿体组成，共3个分矿体，埋藏标高610～450 m。3号矿体：分布于108线，长67 m，宽1～30 m，厚0.3～5.1 m，埋藏标高518～530 m，透镜状。

1.2水文地质条件

连城锰矿兰桥矿区属亚热带季风气候，温暖潮湿，雨量充沛，植被茂盛，冬无严寒，夏无酷暑。区域内降水具有明显的季节性，一般春夏多雨，秋冬少雨，多年平均降雨量1 680 mm，雨季集中在4～9月；雾日少，无霜期280天以上；静风和小风频率高。

矿区为中低山区，属于区域水文地质单元的补给区，西面以河流为排泄边界。矿区最低侵蚀基准面标高440 m，矿体均分布于侵蚀基准面以上。矿区地层属以溶洞为主的弱—中等含水层，顶底板间接进水，为地下水补给地表水，地下水水位标高533.6～613.5 m。水文地质条件属中等复杂的岩溶充水矿床。矿床进入凹陷露天开采，遇大气降水时，在采场的断裂，岩溶破碎带可见小股潜水。

2 矿山开采现状

兰桥矿区分为东采场和北采场开采，北采场70年代初开始露天开采，露采设计的露天底标高为565 m，经生产勘探探明1号矿体一直延伸到450 m，于1994年完成扩帮设计，设计露天底标高为500 m，并于同年开始进行扩帮生产。采场采用钻井与已有一条排水平硐(从采场西侧一直通到露天坑底488 m标高，排水平硐长约260 m)联合排水。采场上部最高标高为635 m， 565 m水平以下为凹陷露天开采，至2012年底已开采至535 m水平，由于历史剥离量的欠剥原因，采场已经只有100 m×60 m椭圆形的深凹露天坑底。另外由于矿体主要赋存于断裂—岩溶破碎带中并且区内断裂发育，因地压的影响及雨水的浸蚀、冲刷，采场东北端边坡已出现严重垮塌和滑坡现象，部分台阶已从635 m水平并段到535 m，同时上部已出现较大范围的裂缝并有位移现象。如果继续按正常的露天方式开采，首先工作面向下延伸的高度有限，其次东北端必须进行大量扩帮才能满足生产要求，需花很大的人力物力且时间较长，再者如留以后的地下开采，需要等待的时间长，会影响矿山的生产能力。为了最大限度的节约采矿成本，抢出更多的矿石资源，确保企业的经济正常运行，在保障设备及人员的安全前提下，公司制定了一套强采方案，决定在安全可靠、技术上可行、经济上合理的条件下对535 m水平以下露天开采的矿石实施强采[2]。

3 实施强采的前期准备

1)设备的选用

选用小型灵活的挖掘设备进行生产。随着采深的增加，采场底部范围越来越小，采用0.6～1.8 m3的柴油液压反铲共3台(0.6 m3的长臂铲1台、1.6 m3反铲1台、1.8 m3反铲1台)，该设备小、灵活性大，能充分发挥其挖掘效率，另外行走也比较轻便，能很快的撤离危险区，抗险情的能力比较强。

选用钻孔直径120 mm高风压潜孔钻机1台。

选用转弯半径小、载重12 t自卸红岩车15台以及其他辅助、配套设备。

2)集中精力，精心组织，动员全公司员工为强采工作做好服务，召开全员会议，让每个人了解强采的重要性及自已应做的事，公司矿山生产在短时间内主要围绕强采工作进行。

3)在采场主要路段及边坡设置照明，开通人员行走通道，保证人员能及进顺利到达各点进行巡查。

4 采取的措施

1)健全的管理措施

公司根据采场的现状及特点制定了一整套生产管理方案和安全管理应急措施，这是实施强采作业成功的关键。

2)加大劳动力、技术力量的投入

调动全公司员工以服务于强采工作为主，在确保设备运转及设备维修人员的同时，调动公司的其他人员分成几组对强采期间的安全进行全天候的巡查。

3)改变工作时间

强采作业期间采用连续工作制，每天3班，每班8 h工作。

4)利用上半年雨水较多的季节，采用液压反铲对采场东北端上部边坡从上往下进行局部的减载，形成540 m和570 m两个安全平台，所剥离的土岩直接抛到535 m水平，然后在535 m水平进行装运。强采工作安排在下半年8月份以后雨水少的季节实施。

5)完善采场周围的防排水系统

实施强采前对原有的防排水系统进一步完善，尽可能截排采场封闭卷以上的水引至采场外。

6)在东北端边坡540 m和570 m两个安全平台处各设一道2 m高的拦截网，以保证上部台阶出现的个别小浮石下落而对工作面设备和人员的伤害。

7)排除边坡内积水和地下水，保证边坡的稳定。针对上部边坡部分地段有渗水现象，一是采用排水沟截排地表水，二是用钻孔疏干边坡中的渗水并用管道引到采场外。这些方法可避免对边坡岩体的有害作用，提高边坡稳定性[3]。

8)加强对边坡的安全管理

建立健全边坡管理和检查制度，当发现边坡上有裂陷可能滑落或有大块浮石及“伞檐”悬在上部时，必须迅速进行及时处理，处理时采取可靠的安全措施，受到威胁的作业人员和设备撤到安全地点。

生产期间加强监测，选派工程技术人员和有经验的员工专门负责边坡的管理工作，并在强采期间实施24小时的巡查与监视，保持上下安全管理员间的联络系统畅通，执行严格的预警信号和撤离方案。

进行边坡裂缝位移监测。采场四周边坡上布置监测点，用全站仪每天进行测量各监测点，对有出现裂缝的地点重点监测，每天至少不低于5次的监测，及时掌握各台阶边坡及裂缝的位移情况，以便对采场及围岩的位移作出预报。

9)加强生产现场管理

生产期间全天候设置专职安全生产管理人员，负责现场生产的指挥与调度，全权负责现场的安全生产，协调矿山生产中各环节的工作，严格执行安全管理，使生产有序进行。

5 实施强采的开采技术

5.1施工组织

满足安全生产要求、设备能够正常工作的前提下，尽可能布置两个工作面同时工作，由现场管理人员根据现场情况实时调整工作面，以提高总体生产能力。

5.2采用小台阶作业直接靠帮

根据采场现状对535 m水平以下采用小台阶作业直接靠帮，不再设置安全平台。小台阶作业，即工作台阶高度在5～6 m，利用的液压反铲可直接挖掘硬质岩、砂岩等围岩的优点进行作业，一次性靠帮后再进行下一个台阶的作业，这样台阶边坡不会受爆破的冲击，可使边坡较稳定，同时也可充分地回收开挖过程中所遇到的小矿体。

5.3控制爆破

采用尽可能不实施爆破的原则，如一定需要爆破时，实施小药量多次爆破，最大限度地减少影响边坡稳定。

5.4采用“人”字型公路延伸

为了最大限度利用采场空间，减小公路压矿，采用“人”字型公路延伸开拓，即根据运输车辆的爬坡能力，采用单行道并按15%～17%的坡度开拓公路，当开拓到一定水平后直接折返，车辆采用倒车方式进入下一个工作面。

5.5工作面的疏排水

1)超前开挖移动式积水坑集中排水疏水法

采用挖掘临时性移动积水坑进行工作面疏水，即在下沟处的一侧开挖一临时水坑，用潜水泵将水抽到固定排水点，随着沟的推进，这时再利用反铲向下挖掘的优势，向下最大深度挖第2个临时水坑，这样交替进行，可有效疏干工作面的水，确保生产正常进行。在用以上方法掘至一个5～6 m的小平台后，不要马上开拓工作面，而是沿沟方向或偏向一边继续开挖排水沟和固定水坑，此沟可作为再下一个台阶的初始出入沟，这样可以降低下一下台阶的掘沟难度和掘沟工程量。

2)分散式多点集水坑疏水集中排水法

在开采过程中对工作面的渗水范围广且分散，采用只要哪里有渗水就在那里开挖小水坑集水，然后用水泵将水抽到固定排水点，这样可以保证工作面的干燥，确保生产进行。

3)实施接力式的开采

当公路开拓无法再向下延伸时，利用液压反铲具有较强爬坡能能力和向下挖掘的优势进行接力开挖，即三部反铲分别布置在上、中、下3个平台同时开展工作，利用长臂铲可向下挖深8 m优势，将长臂铲布置在最底下一个平台，负责挖掘下部矿石并转至中间平台，中间平台的反铲负责接力，将这部分矿石转至最上面的平台，最上面平台的反铲负责装车，采用后退式开采方式，这样可一次性向下挖掘的总高度为16 m，可以减少公路开拓[4]。

6 结 语

通过精心的准备和强有力的组织保障措施以及采取超常规有效的开采技术，使北采场露天底的矿石得以顺利回采，在较短时间内完成了强采工作，取得很好的成果，采场最后开采到502 m水平，共采出锰矿石12 800多吨、半成品锰矿石60 000多吨，为企业储存了能量，也为企业对提前下一步实施地采工作提前做好准备，确保了企业的经济运行。

[1] 福建省稀有稀土(集团)有限公司. 福建省连城县兰桥矿区锰矿2012年资源储量核实报告[R].福建：连城， 2012.

[2] 刘仁刚. 露天高台阶作业在残矿回收过程中的应用[J]. 矿业快报, 2002(20): 7-8.

[3] 陈国利. 2008年全国金属矿山采矿专题、选矿专题学术研讨与技术交流会论文集[C]//露天矿高强度开采设计的几个问题. 忻州: 中国冶金矿山企业协会, 2008.

[4] 宋在河. 谈谈中小型深凹露天矿的掘沟问题[J]. 黑色金属矿山通讯, 1993(4): 7-8.

MiningFieldMiningPracticeofNorthLanqiaoofLianchengManganeseMineofFujian

ZHU Jichun

(FujianLianchengManganeseMineCo.Ltd.,Liancheng,Fujian366215,China)

As continuous mining down in open-pit mines of north Lanqiao mine stope, mines have been transferred to the deep end of the open pit mining to reduce the production cost. It makes full recovery of ore resources safe in technically feasible and economically reasonable conditions of intensive mining, which is mining by force.

Deep concave open-pit mining; Mining by force; Production technique

2017-08-18

朱吉春(1973-)，男，福建连城人，研究方向：采矿系统工程，手机：18959029319,E-mail：382313584@qq.com.

TD854.7

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.027