某锰矿采矿方法的技术改进

傅林

(云南省鹤庆锰业有限责任公司，云南鹤庆671500)

采矿

某锰矿采矿方法的技术改进

傅林

(云南省鹤庆锰业有限责任公司，云南鹤庆671500)

某锰矿东区缓倾斜薄至中厚矿体，占矿区资源储量约80%，开采后期矿体赋存条件复杂多变，属于难开采矿体。如何安全、有效地回收宝贵的地下矿产资源，选择针对性较强的采矿工艺很关键。该矿山企业曾经工业试验成功并推广应用的人工柱锚杆护顶房柱法，生产后期暴露出适用性不足的问题，改用盘区式进路胶结充填法后，取得了积极效果。

锰矿;缓倾斜矿体;采矿方法;盘区式进路胶结充填法

我国锰矿资源尤其是富锰资源严重缺乏［1］，因此如何安全、有效地回收宝贵的地下矿产资源，选择针对性较强的采矿工艺很关键。

某锰矿曾经工业试验成功并推广应用的人工柱锚杆护顶房柱法，后期暴露出适应性不强、安全可靠性不足及资源回收率偏低等问题。本着“因矿生法”的原则，经过不断探索，对原采矿方法进行了积极改进，提出了盘区式进路胶结充填采矿法，实践中已取得了良好效果。

1 开采技术条件

某锰矿小天井矿段分东区和西区，其中东区占矿区资源储量的80%，是开采的重点地段。东区矿体呈单斜层状赋存于三叠系上统松桂组(T3sn2)底部，矿体顶板主要为硅钙质层，局部为灰岩、泥灰岩、泥岩、含炭质泥岩;底板为浅色泥岩夹薄层灰岩。矿体呈层状、似层状产出，产状与围岩一致，总体北西—南东向展布，倾向北东，倾角为缓倾斜至倾斜。矿体厚度为薄至中厚，平均4 m，局部厚度可达6～8 m。矿区资源为低磷低铁高品位碳酸锰、氧化锰矿石为主，累计查明资源储量约242万t。

经过近40年的开采，该矿小天井矿段东区开采进入下部地段，矿区地质构造复杂，断层、褶皱发育。矿体受断层影响，沿倾斜方向错段位2～3段，每段斜长6～15 m，断距5～10 m不等;顶底具有板起伏变化大、下缓上陡、矿体厚度不均等特点，属于难采矿床。

矿床水文地质属以裂隙——溶蚀裂隙岩溶水直接充水为主的中等类型;矿区工程地质属层状岩类和构造碎裂岩体为主的中等偏复杂类型;矿区地质环境质量为以次生环境地质问题为主的中等类型。

2 原人工柱锚杆护顶房柱法概况

20世纪90年代初在该锰矿小天井矿段东区工业试验成功人工柱锚杆护顶房柱法并推广应用，曾获原冶金工业部科技进步三等奖。人工柱锚杆护顶房柱法实质是普通房柱法的演变，即用人工柱代替(置换)矿柱，以提高矿产资源回收率［2］。

2．1采场结构参数

中段高度20 m，矿房斜长35～40 m，采场宽度9～11 m，间柱宽3 m，矿房净跨度6～8 m，人工间柱规格:上宽×斜长×高=2．2 m×5 m×4 m，间距4～6 m，人工底柱规格:宽×长×高=2．5 m× 4．8 m×3 m，底柱间距2 m，相邻人工底柱间空间作为电耙绞车硐室(见图1)。

2．2采切工程布置

中段运输巷道布置在下盘脉外;每个矿房设置一条放矿漏斗(短溜井)，漏斗间距9～11 m，布置在矿房一侧，兼顾上山掘进和矿房回采时出矿;拉底巷道沿底板掘进，规格为宽×高=2m×2m;采准上山沿底板逆倾斜在采场间柱位置上掘并与上中段回风巷道贯通，规格为宽×高=2．5 m×2．5 m，作为采场行人、运料、通风的通道。在中段运输巷道每隔20～30 m布置一条通往拉底巷道的人行联络道，规格为宽×高=2 m×2 m。

图1人工柱法锚杆护顶房柱法示意

2．3回采过程

采场回采按第一步骤间柱回采、人工柱砌筑;第二部矿房回采顺序进行。

2．3．1人工柱砌筑

首先对拉底巷道、采准上山依次扩帮压顶，产生的矿石通过漏斗放出。人工柱砌筑顺序先拉底水平的底柱砌筑，然后在上山中由下而上依次砌筑间柱。

2．3．2回采与顶板维护

人工矿柱砌筑超前回采2～3个采场;回采采用分层浅孔落矿，上分层超前切顶;采场矿石采用电耙绞车运搬。矿房顶板采用锚杆+金属网联合支护。

2．3．3空区处理与地压管理

对形成的采空区采用崩垮人工柱及浅孔凿岩放顶方式处理采空区，卸压并缓解周围应力集中［3］。

3 改进后的盘区式进路胶结充填采矿法

3．1结构参数

中段高度20 m，中段上沿走向每隔30～50 m划分为一个盘区，矿房斜长一般15～45 m(斜长与倾角、断层、连续性等关联)。盘区下部沿走向布置脉内分层道，分层道规格为宽×高=3 m×3 m;沿倾向方向均按宽度4～5 m划分为条带型矿房矿柱，矿房矿柱间隔布置，规格均为宽×高=4 m×矿体厚度，宽度可适度调整(见图2)。

图2盘区式进路胶结充填法示意

3．2采切工程布置

中段运输巷道布置在下盘脉外:每个盘区设置一条放短溜井，漏斗间距9～11 m，布置在分层道一侧;分层道沿底板掘进，规格为宽×高=3 m×3 m;在中段运输巷道每隔30 m布置一条通往分层道的人行联络道，规格为宽×高=2 m×2 m。

3．3回采过程

盘区采切工程形成后分两期回采，即一期回采矿房，二期回采矿柱。

矿房回采:当矿房厚度≤4 m时，全断面落矿;当厚度＞4 m时，一般分上下两层回采，先回采下层矿，再回采上层矿。矿房出矿结束后对矿房进行充填并接顶，充填体具有人工矿柱的作用。充填材料有脉外掘进产生的废石、人工拌制的充填体，单轴抗压强度约3～5 MPa。

矿柱回采:落矿、矿石运搬方式与矿房相同，不同点无矿柱充填工序，矿柱回采结束后对采空区处理方式为划分相对独立单元并永久性封堵隔离(必要时堆放部分井下脉外废石)。

4 结语

该矿采用的盘区式进路胶结充填法实质上是进路充填采矿法与房柱法的结合(演变)，实践中已取得明显的效果:

1)可更好地适应该矿矿体变化大的实际情况，克服了部分块段矿体较厚，人工柱砌筑难的问题;

2)矿石损失率可控制在3%以内，有效地提高了矿产资源开采回收率;

3)采场跨度控制在5 m内，可有效防范采场顶板因稳定性不足而出现的冒顶现象，有利于安全生产;

4)有利于井下产生废石利用，同时有效减轻采矿引起岩移对地表产生不利影响。

按“因矿生法”的原则选择矿山适用的采矿方法很关键，该锰矿改进采矿方法的做法对类似矿山有借鉴作用。

［1］刘陟娜，徐虹，王秋舒，等．中国锰矿供需现状及可持续发展建议［J］．资源与产业，2015(06):38－43．

［2］杨兴明．人工柱锚杆房柱法在鹤庆锰矿的应用［J］．云南冶金，1994(11):6－9．

［3］杨兴明．人工杆柱房柱法回采空区处理实践［J］．云南冶金，1996(1):12－14．

An Improvement of Mining Method in a Manganese Mine

FU Lin
(Yunnan Heqing Manganese Industry Co．Ltd．，Heqing，Yunnan 671500，China)

An eastern region in a manganese mine is gently inclined to medium-thick orebody with its mining area reserves of about 80%．Its mined ore in late conditions is complicated and difficult to open mines．How to effectively reclaim valuable underground mineral resources and how to safely choose the specific mining process is critical．The mining enterprises had made a successful industrial test．The application of artificial column bolt roof support in a pillar-and-room method was later exposed in the lack of applicability．We have changed to use a panel approaching after cementing filling-method to achieve positive results．

Manganese ore;Slow-declining orebodies;Mining methods;Cemented filling-methods

TD861．2

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．024

2016－12－21

傅林(1969－)，男，云南鹤庆人，采矿工程师，生产技术部部长，研究方向:金属矿山地下开采，手机:13987247320，E-mail:308903088@qq．com．