浅谈金属矿夹石较薄的两层矿石联合开采技术

谢克明

(广西锡山矿业有限公司，广西 南宁 530022)

0 前 言

金属矿山开采工作困难，是由于地质条件比较复杂，从而导致在开采过程中带来相应的难度。开采过程中会碰到一些中间夹层厚度在3～5 m的复杂矿体[1]。依据矿石厚度、地质品位和夹石厚度，计算混采的出矿品位，如达到约定的基准品位，则采用混采方式回采；如达不到约定基准品位，则两层分采。主要针对夹石厚度超过混采最低要求，但分采时，夹层作为下层矿回采的顶板厚度不够导致顶板不稳定的情况，设计出一种联合开采方法。该采矿方法在实践过程中，提高了回采安全性，两层矿体回采率均达到国家规定指标以上，大大提高了矿山资源的开采率[2]。

1 地质概况

矿体呈层状产出，层位较为稳定，该区域矿体产出相对稳定，矿体走向呈北东—南西方向,矿体倾向总体向南，该采场局部有褶皱，接近露采区的两组断层对矿体影响较大。上层矿体平均厚度为1.8 m、下层矿体厚度约3.8 m，倾角45(°)～60(°)。上下之间夹层岩石厚度2.3～4 m，顶板岩石硬度系数f为8～15。岩性为微粒石英硅质岩，局部为灰色钙质泥岩，下层底板主要为钙质泥岩和钙质灰岩，常含有石英、绢云母及少量黄铁矿，抗压强度较低，跨度较大时易垮塌，特别是在褶皱强烈和断层区域。

2 采矿方法

采方法为浅孔留矿法，电耙道漏斗出矿方式。适用矿体夹层厚度范围3～5 m，倾角一般在50(°)以上的矿体。夹石薄层矿体示意见图1。

图1 夹石薄层矿体示意

2.1 矿块构成要素

采场沿走向按60 m划分为一个矿块，阶段高30 m，宽为矿体厚度，每隔30 m布置矿房人行上山及联络道。间柱7 m，顶柱5 m(为上中段地柱)，底柱5 m。

2.2 采准切割布置

分别在上下两层矿体中掘进电耙道、漏斗、人行上山、联络道等工程。每隔6 m在电耙道中掘进出矿漏斗，扩喇叭口相互贯通形成拉底巷道；上山巷道沿着矿层倾角方向掘进贯通上回风巷，用于行人上山、运送材料、通风等。采切工程根据围岩稳固情况采取不同的处理办法，Ⅰ、Ⅱ级围岩不支护，Ⅲ级采用锚杆或喷锚网支护。

夹石薄层采切布置平面示意见图2，夹石薄层采切布置剖面示意见图3。

图2 夹石薄层采切布置平面示意

图3 夹石薄层采切布置剖面示意

2.3 回采顺序

沿倾向自下而上回采，两分层矿体交替回采。先回采上分层矿体，推进10 m；其次返回下分层回采，推进6 m；然后返回上分层回采，推进4 m；再次返回下分层，推进4 m。如此循环，直至回采完成，始终保持上分层超前下分层不少于4 m，保证上分层回采时人员站立位置对应下方是原生岩[3]。

2.4 回采工艺

1)采准切割与采场凿岩

采用YT-28钻机在拉底巷分次凿岩爆破，每次推进高度2 m，孔径42 mm，孔深3 m，炮眼排距离1 m，孔底距1 m。

2)采场爆破

以拉底巷为自由面。人工安装Φ35 mm乳化炸药，采用6 m长塑料导爆管半秒雷管，双回路起爆，每孔装2发雷管。

3)采场出矿

采用 2JP-30KW电耙出矿，耙至溜矿井，装入2 m3矿车，电机车转运至井底车场。每次放矿须密切联系，各漏斗均匀放矿，发现悬空立即停止上部作业，妥善处理后，方准继续作业。

4)矿柱回收

矿房顶柱不回采，底柱作为下中段顶柱，矿房间柱回采一半，炮孔在回采的同时凿好，在大量放矿前爆破，与矿房矿石同时耙出。

5)顶板管理及空区处理

根据新方法要求，落实支护措施。其中，Ⅰ、Ⅱ级顶板根据稳固性评估情况选择支护，Ⅲ级顶板锚网支护，空区顶板自然冒落充填空区，混凝土墙封闭采空区。顶板管理及空间处理示意见图4。

图4 顶板管理及空间处理示意

2.5 采场通风

新鲜风流→井筒→中段平巷→长穿脉→电耙道→人行上山→联络道→进入采场→冲洗工作面后→另外一侧人行上山→上中段回风巷道→主扇风机→地面。施工过程中人员过往风门后随手关闭风门，保持风门处于关闭状态。保持采场两端出口有足够的空间。确保采场工作面有足够的风量[4]。

3 结 论

联合开采技术适用于夹层厚度为3～5 m的两层急倾斜薄矿体开采；不适用同等厚度条件的倾斜、缓倾斜矿体开采，需另行设计其他的采矿方法回采。

优点：能够安全一次性采完两层矿体，提高矿山资源回采率。解决两层矿体单独开采过程中顶板存在的安全问题。

缺点：采矿过程中如遇到褶皱、断层等不利地质条件，上下分层可能会现行错位、连通等现象，需另行处理。顶板不易控制，回采贫化率比较高。两层开采过程中不能同时作业，采矿推进速度比较慢。