凡口鉛鋅礦獅嶺深部VCR法采礦地質管理淺析

游澤洪，江基偉

(廣東中金嶺南有色金屬公司凡口鉛鋅礦, 廣東韶關市 512325)

凡口鉛鋅礦獅嶺深部VCR法采礦地質管理淺析

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。該采礦法采場與其他采礦法有相同點，但也有不同之處。結合生產實際，對VCR法采場的地質管理特點進行分析，主要包括地質編錄、圖紙審核、礦量管理、現場管理4個方面，以便利于其工作的針對性，提高生產效率和經濟效益。

VCR采礦法；貧化損失；采場地質管理；采礦安全

近年來,凡口鉛鋅礦VCR法采場越來越多,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。從實際生產來看,該法具有安全高效的優點,但與盤區機械分層法和機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。為此,結合實際生產,對該采礦法的采場地質管理進行分析,以便今后的工作更有針對性。

1 VCR采礦法簡介

經過幾年的試用,VCR采礦法在凡口礦已經非常成熟。在原有的開拓系統基礎上,進行采場采準工程開掘。其采場寬度同盤區機械化分層法,一般為8 m,長度一般為采場礦體水平寬度,高度一般為二十多米(其中在采場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,天井硐室設在上部中段,往下打天井通下部硐室。然后用潛孔鉆機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,用遙控鏟運機將礦石鏟出采場,充填結束。通風、出礦和充填系統同機械化盤區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,人員作業安全條件較好,缺點是要求礦體相對厚大規整,貧化損失相對較高。

2 VCR采礦法地質管理

采場地質管理是針對采場采礦生產進行的地質管理工作,包括地質專業技術和采礦施工現場管理兩部分工作。其主要任務是保證采礦生產安全順利,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采礦法地質管理也有些差別。

2.1 地質編錄

礦房采場單體設計使用的地質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變為25 m,該區段采場設計寬度基本為8 m,導致先期開采的采場(礦房)部分與穿脈對應,部分不與穿脈對應。加之中段高度從上部中段(-400 m中段以上)的40 m變為50 m,生探網度變稀。因此,在礦體較為復雜時,現場地質情況有時會與生探資料相差較大。為此,在采場采準工程掘進時,必須及時收集其地質資料,并據此對原有的地質資料修改和補充,確保其準確性。而間柱采場的單體設計資料則是依據其兩邊對應礦房采場實采地質資料所提供,提供資料時應該詳細查找核對已有的生探和實采資料。一般間柱采場寬8 m,其兩幫的實采剖面距離也為8 m(與采場寬度相同),實采地質資料基本控制了采場的礦體形態,實際生產可見,生產現場地質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,則必須分別進行拉底巷,切采后、薄壓后三次地質原始編錄。如果是掘進臺車一次現場,則只需要現場硐室后一次編錄。對于天井導向孔和采場爆破炮孔的編錄,主要是施工期間觀察返水變化確定鉆進時的礦灰界線的變化,必要時可收集鉆進時返出的粉末,用熒光分析儀進行簡單化驗,確定礦灰界線,以便準確反映采場上下硐室間的礦體形態。

2.2 圖紙審核

主要審核采場采準設計、炮孔設計和爆破設計。根據采場礦體規模、形態、產狀等條件,選擇適合的采場使用VCR采礦法。由地質科、測量科等提供相關資料,采礦技術人員在此基礎上做采場采準設計。采準設計主要考慮地質資料的準確、完整、規范,采礦設計對礦體所作回采方案的合理性,是否符合貧化損失管理規范,其中最為關鍵的是依據礦體形態,合理安排鑿巖和出礦硐室,可以少采廢石,減少貧化,提高生產效率。

從實際生產來看,結合礦體形態變化,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,因礦體中部夾石較大,在三分段布置東西兩個鑿巖硐室,-600 m中段水平對應布置東西兩個出礦硐室(見圖2),分兩次設計回采,以避免夾石采下,減小貧化。Sh-550 mN3＃VCR法采場在三、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),采場爆破至四分段高2 m時,出完礦石充填預留出礦硐室空間,以作為出礦硐室,也減少下盤廢石的采下量。完成采準工程后,補充新的資料,在采準設計的基礎上,再做炮孔設計。炮孔設計側重考慮采場兩頭的礦體變化,盡量減少未采下礦損。炮孔施工后,在炮孔設計基礎上,補充炮孔的返水資料,進而做爆破設計。爆破設計主要考慮的是爆破方案盡量將夾石單獨爆破,減小貧化。

2.3 礦量管理

圖1 Sh-600m N6-7＃VCR法采場剖面

圖2 Sh-600m S1＃VCR法采場剖面

VCR法采場基本是在盤區機械化分層法的基礎上進行改造,采場礦量已先劃分好。一分段至下部中段水平為底柱采場,一分段上至上部中段水平則為采場礦量。VCR法采場南北幫控制線與原來的采場相同,而采場高度不同,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。所以采場礦量與原有的采場塊劃分不同,需要有所改變,必須按照采場高度重新劃分。跨中段的二步驟需要包含所在礦塊的底柱礦量,原有的底柱需要刪除。采場采下和未采下礦損需要現場觀察記錄,采場空場驗收時合計報出。

圖3 Sh-550mN3＃VCR法采場剖面

圖4 Sh-550mN5＃VCR法采場剖面

2.4 現場管理

(1)地質結構。采場在斷層F3穿過之處,不但可見F3斷層面及其派生裂隙,而且其它節理裂隙也非常發育,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,礦灰結構很差,特別破碎,所以該部位采場東頭常常發生冒落,是安全生產管理的重點。回采間柱時,受礦房采場爆破的影響,礦灰中原有的裂隙節理進一步擴張,并產生新的節理裂隙,導致其結構較礦房時破碎得多,加大了安全難度。

(2)巖爆現象。深部采場由于礦灰受地壓的影響,常常發生巖爆。巖爆的危害主要是引起采場片幫冒頂,形成安全隱患,施工時應注意現場觀察,如發現隱患,可以在裂隙處打上膨脹水泥,在每次作業前可以觀察其有無變化,在安全條件下施工作業。

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

(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礦石貧化的原因。VCR法采場在上下硐室和天井施工過程中,遇見有礦石轉廢石或廢石轉礦體時,應及時現場跟蹤指導,盡可能實行礦灰分采分出,以減少貧化較大。出礦時,對有廢石和充填體冒落或爆落的采場,及時了解出礦情況,并現場指導其分出,指定地點堆放。

3 結 語

從凡口鉛鋅礦的生產實踐來看,VCR采礦法具有安全高效的特點。雖然,相比較原先的機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,地質管理有針對性的加強,采場的貧化和損失率應該能控制到較好的水平,帶來很好的經濟效益。

[1]胡紹祥,李守春.礦山地質學[M].徐州:中國礦業大學出版社, 2008.

[2]吳 璟,姚 曙.凡口鉛鋅礦VCR法采礦工藝的應用發展與技術創新[J].中國礦業,2012,21:265-271.

[3]凡口礦地測科.凡口部分地質報告[R].韶關:凡口鉛鋅礦,1982:5-55.

[4]譚 軍.VCR采礦法不同底部出礦結構類型的技術經濟評述[J].凡口科技,2009(2):44-46.

2015-04-15)

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