漂塘矿区北组密集型脉带矿体开采分析

廖永斌

（江西漂塘钨业有限公司，江西 赣州 341515）

1 矿区及矿体基本情况

漂塘钨锡矿为以钨锡为主，伴生有铋、钼、铜、铅、锌、铍等多种金属的石英细脉带型钨锡矿床，目前矿区有676m、616m、556m、496m、448m、388m、328m、268m和208m共九个中段。388m中段以上为平窿开拓，328m、268m中段以盲竖井、盲斜井方式联合开拓。采矿方法主要有留矿法和阶段矿房法，其中东部主要采用阶段矿房法，采场沿矿体走向布置，长50m，宽20～30m，高60m，顶、底柱8m，间柱8m～10m。

漂塘区段，东起宝山、西至崩岗山，南始鸡爪窝，北至闪长岩区，东西长2000m，南北宽850m，矿化面积1.2平方从那公里，已知有细脉带15条，宽度在10cm以上的单独大脉42条，其中工业价值较大的有Ⅰ、ⅢS、Ⅲ、ⅢN、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ等8个细脉带.各带走向略呈东西向，Ⅰ、ⅢS带分布在Ⅲ带南西，ⅢN、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ带分布在Ⅲ带北东，NE—SW向侧幕状排列，各细脉带之间的无矿地段从5m～50m，平均22m。

2 Ⅲ带开采面临问题

556m中段以上：前期卸压工程崩落西部临近山坡地表，Ⅲ带矿体不同程度回采，目前地表塌陷坑截洪排水下至本中段由西部运输巷排至平硐外，为保护运输巷，Ⅲ带矿体仅东部部分采场进行了回采。

496m中段：Ⅲ带矿体较厚，采用中深孔分段崩落法开采，由于采空区跨度大，距离地表近，前期崩落顶柱及间柱回收矿石，目前Ⅲ带矿体11线以西采空区已全部连通至地表，15线以东矿体仅少部分开采。

448m中段：Ⅲ带矿体11线以西采空区已全部连通地表，15线以东矿体仅少部分开采。

388m中段：Ⅲ带矿体13线以西至0线的采空区和8线以西的采空区均已全部连通地表，8线至4线之间采场正在出矿，4线至0线之间采场正在进行采准工程，15线以东矿体未开采。

328m中段：本中段矿体自上而下逐渐变薄，Ⅲ带矿体由厚变薄并分为南北两层，除0-1线采连通上部至地表外，本中段其他采场均未连通地表，5线以东矿体未开采。

268m中段：本中段矿体自上而下逐渐变薄，15线以西基本采用浅孔留矿法开采结束，顶柱基本存在，未有连通上部至地表的采场。15线以东矿体未开采。

根据前述分析，目前漂塘矿区主要采用空场法开采，且已自上而下形成多个中段，根据空场法的原理，采用空场法开采，采空区形成后破坏了原有的应力场，在矿柱和顶底柱形成次生应力场，在多个采空区的情况下，每一个采空区次生的扰动应力场会进行叠加，最后承压带基本都集中到相邻空区矿柱和顶底柱上，表现为应力集中，若超过了其自身的承载能力，空区将发生失稳。对于漂塘矿区这种多中段开采的矿山，随着开采往下进行，应力场逐渐集中，空区失稳的概率就越高。对于漂塘矿区来说，目前11线以西主矿体Ⅲ带388m水平以上除两个矿块在采准外已全部联通至地表，地表出现了塌陷坑，下部由于矿体变薄采用浅孔留矿法基本结束。因此，我们必须总结经验，考虑北组矿块的合理回采方式，有效预防地压问题及采空区问题。

3 北组开采面临的问题

经过前期的扩张式开采，北组面临与Ⅲ带同样的问题，近地表采空区接通地表，相邻采空区连通，上下中段不同程度地压显现，空场采矿法无补偿空间。具体体现在496中段759采场连通地表、448中段715采场出现地压问题，448中段9711采场和388中段735采场与上部采空区连通无补偿空间。主要影响因素：(1)纵向上过早回收和处理采场顶、底柱。造成下中段提前与上中段连通形成大采空区高度超120米，上盘曝露面积过大（超过2000平米）影响围岩稳固性，采空区内充填大量矿石影响下部中段采场顶柱稳固性；(2)横向上过早回收采场间柱。Ⅸ带0至11间近300米未设间柱，Ⅶ带0至9线近250米未设间柱（形成超高超大的采空片区，顶板曝露面积过大，稳固性差）；(3)从平面上来看矿带间距大小不一，未留设足够间柱加以保护和防止相邻矿带连成采空区；四、下中段回采超前，间柱留设上下对称。造成地压显现且加剧，严重影响矿块正常回采；采场不分矿房顶柱一次回采，加剧片帮冒顶加宽采幅，影响采场不能按时自由空间爆破回采（448中段特严重），迫使下中段超前回采，加剧地压对生产影响，形成恶性循环。

4 北组矿块的开采方式

矿区东西交汇开采高差悬殊过大，东部高于西部，而且由于断层的存在该部分矿体及围岩破碎。西部开采下降至268m水平且几乎无矿可采，东部开采高程较高，处于断层和西部空区的上盘移动范围内，无法有效控制地压，造成空区顶板失稳，且分段空场法生产能力较低，中段间还需施工2～3个分层平巷，采场天、溜井，采切工程量多，这些井巷施工机械化程度低，工艺环节多，施工难度大，工人及基层单位施工积极性均不高，进度缓慢，导致掘进工程严重滞后，掘进能力不能满足采矿规模增长的需要。为提高东部的生产能力，矿山目前已在556m水平试验阶段空场法，但该方法仍存在采完空区后如何处理顶底板的问题，如长期使用，在开采1-2个中段后，仍会存在和分段空场法一样的地压问题。

解决目前分段空场法易失稳、生产能力低、地压显现的问题，最佳的解决方案是采用大结构参数分段崩落法代替分段空场法开采东部矿体。

5 矿块开采设计方案

5.1 针对漂塘矿区的开采现状

11线以东采矿方法可调整为：①556m以上脉带型矿体，因该部分暂时无明显地压问题影响，设计采用矿山目前正在进行试验的阶段空场法开采。②在+616m、+556m采用阶段空场法回采后，待+496m以下回采时，估计将出现前期西部出现的地压问题，地压的影响程度和造成的危害甚至可能超过目前西部采用分段空场法区域，继续采用阶段空场法回采估计将难以为继。为此，设计496m水平以下调整为采用大结构参数无底柱分段崩落法开采（分段高度与进路间距均为20m）。③北组矿体由于矿体大多属单脉型，11线以东仍继续采用现有的浅孔留矿法或和脉带型一起考虑采用无底柱分段崩落法开采。

5.2 无底柱分段崩落法

该方案相对于矿废石混采时回采进路全部垂直矿体走向布置不同，当矿体厚度＜20m时，回采进路沿走向布置，矿体厚度≧20m时，回采进路垂直走向布置。

（1）进路垂直走向布置方案。当矿体厚度大于20m时，采场进路垂直走向布置，进路长为矿体综合厚度，进路间距为20m，每6条进路布置一条出矿溜井，矿块沿走向长120m，分段高20m，中段高60m，每个中段3个回采分段（建议具体进路间距及分段高等参数通过放矿试验确定），

采用YGZ-90凿岩机或台车在装矿进路内进行中深孔凿岩，炮孔扇形布置，排距1.6m～1.8m，孔底距1.8m～2.2m，装药器装药。每个矿块一次爆破3条进路，每条进路爆破2～3排。

所爆落的矿石在进路内利用2m3铲运机出矿后倒入中段溜井。为保证落矿及出矿作业能顺利进行，无底柱分段崩落法原则上每个矿块同一分段的出矿进路应完成上向扇形深孔凿岩工作，才能进行爆破落矿及采场出矿工作。一个矿块有6条出矿进路供一台铲运机作业，6条出矿进路可以保证铲运机出矿效率和时间得到充分发挥。

新鲜风流由矿山主风流提供，经斜坡道联巷到达各分段水平，经过分段联络巷后由阶段回风井排到主回风井排出地表，进路内采用局扇进行加强通风，将进路中的污风排至主回风巷道。

为减少贫化，设计最上中段爆破后，采场内留存20m矿石不出，作为覆盖层，之后该覆盖层随着中段下降随放顶矿石下落。或采用崩落+496m以上阶段崩落法顶柱作为覆盖层。

（2）进路沿走向布置方案。当矿体厚度小于20m时，采场进路沿走向布置，进路长为矿体走向长度，每隔60m设一个出矿联络巷，每2条出矿联络巷布置一条出矿溜井，矿块沿走向长120m，分段高20m，中段高60m，每个中段3个回采分段（建议具体进路间距及分段高等参数通过放矿试验确定）。

采用YGZ-90凿岩机或台车在装矿进路内进行中深孔凿岩，炮孔扇形布置，排距1.6m～1.8m，孔底距1.8m～2.2m，装药器装药，每条进路一次爆破2～3排。

所爆落的矿石在进路内利用2m3铲运机出矿后倒入中段溜井。为保证落矿及出矿作业能顺利进行，无底柱分段崩落法原则上每个矿块同一分段的出矿进路应完成上向扇形深孔凿岩工作，才能进行爆破落矿及采场出矿工作。一个矿块有2条出矿联络道供一台铲运机作业。

新鲜风流由矿山主风流提供，经斜坡道联巷到达各分段水平，经过分段联络巷后由阶段回风井排到主回风井排出地表，进路内采用局扇进行加强通风，将进路中的污风排至主回风巷道。

为减少贫化，设计最上中段爆破后，采场内留存20m矿石不出，作为覆盖层，之后该覆盖层随着中段下降随放顶矿石下落。或采用崩落+496m以上阶段崩落法顶柱作为覆盖层。

6 结语

为解决现阶段分段空场法产生的易失稳、生产能力低、地压显现等问题，本文采取的解决方案为采用大结构参数分段崩落法。通过对这种开采方案的探索及实践，在一定程度上消除开采过程可能存在的安全隐患，对于类似矿体的开采问题提供一定参考，降低了矿石的损失以及贫化。依托相应的手段，促进矿产资源高效回收，为企业创造了良好的经济效益。这一开采方案，通过实践是切实可行的，具有广泛的实用性和应用性，为类似的方案设计提供借鉴与指导。