開磷厚礦體回采方法探討

顏士榮

（貴州開磷控股集團(tuán)礦業(yè)總公司，貴州 貴陽 550302）

1 礦區(qū)概述

1.1 礦山地理位置及氣候情況

開磷集團(tuán)磷礦山位于貴州省開陽縣金鐘鎮(zhèn)境內(nèi)，西南距省會(huì)貴陽市88km,地處云貴高原東部中、低山地帶呈NNE 向長(zhǎng)垣狀展布，屬河谷地貌。礦區(qū)地表沖溝發(fā)育洋水河是礦區(qū)唯一的小河，河水由南向北流過礦區(qū)最終匯入烏江，地表水系屬烏江水系。本區(qū)屬北溫帶云貴高原亞熱帶季風(fēng)溫潤氣候區(qū)，最高氣溫36.5℃，最低氣溫-7.6℃。有冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑的氣候特征。

1.2 礦區(qū)資源簡(jiǎn)況

開磷集團(tuán)是國家規(guī)劃礦區(qū)，包括有用沙壩、馬路坪、牛趕沖、沙壩土、兩岔河和極樂等六個(gè)礦段，礦區(qū)內(nèi)磷礦資源總量達(dá)6.54 億噸，探明儲(chǔ)量4.10 億噸，保有儲(chǔ)量2.27 億噸，平均P2O5 含量33.83%，均屬不選礦即可直接用于生產(chǎn)高濃度磷復(fù)肥的優(yōu)質(zhì)富礦，占全國富礦儲(chǔ)量（P2O5 含量大于30%）的35%，具有得天獨(dú)厚的磷礦資源優(yōu)勢(shì)。

1.3 礦區(qū)地質(zhì)概況

開磷礦區(qū)礦層賦存與洋水背斜的兩翼，震旦系上統(tǒng)的陡山沱組地層中，礦層屬于緩傾斜（傾角10～30°）厚度一般為4～6 米，品位（P2O5含量33.83%）。礦區(qū)構(gòu)造主要有背斜構(gòu)造和斷裂構(gòu)造，洋水背斜控制磷礦層的產(chǎn)出位置（磷礦層位于背斜的兩翼），斷裂構(gòu)造（如馬路坪的F41 斷層）則將深部礦層逆推至淺部，造成礦層抬升，上撓甚至倒轉(zhuǎn)，致使礦層在局部地段出現(xiàn)重疊現(xiàn)象。

1.4 礦體頂板圍巖特性

礦層與頂板巖層的巖性差異極大，礦層與頂板巖層的界線清晰易變。礦層頂板（真頂一般為白云巖，礦區(qū)北部地段則多為硅質(zhì)巖，礦層與真頂之間產(chǎn)出一層不穩(wěn)固的巖層，稱之為假頂，厚度一般為0.1～5.87 米，平均厚度在2.06 米，假頂多為一層水云母粘土質(zhì)頁巖或磷礫巖，與礦體真頂（白云巖）結(jié)合不緊密，力學(xué)性質(zhì)差，遇水松軟，冒落，極不穩(wěn)定。

1.5 礦山主要開拓方式和運(yùn)輸方式

開磷地下礦山主要采取平硐、斜坡道、膠帶斜井聯(lián)合開拓系統(tǒng)。分中段加盤區(qū)聯(lián)合開采方式，充填采礦法。礦石由鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)分層平巷進(jìn)入盤區(qū)溜礦井，再由井下運(yùn)礦卡車經(jīng)中段大巷進(jìn)入中段主溜礦井，最后由皮帶運(yùn)輸?shù)降乇硇兜V場(chǎng)。

1.6 礦區(qū)的通風(fēng)方式

通風(fēng)方式為中央進(jìn)風(fēng)，兩翼回風(fēng)的對(duì)角抽出式通風(fēng)，獨(dú)頭掘進(jìn)采取安裝局扇進(jìn)行通風(fēng)。

1.7 采礦方法

錨桿護(hù)頂分段嗣后充填法。具體做法為在準(zhǔn)備好的盤區(qū)分層大巷內(nèi)開礦房，在礦房（采場(chǎng)）頂板進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)臨時(shí)支護(hù)頂板，等到礦房回采結(jié)束，再用膠結(jié)充填管理采空區(qū)。

2 形成厚礦體的原因

1）主要斷裂構(gòu)造的影響，如馬路坪的F41 斷層，使礦層在局部地段出現(xiàn)重疊。

2）受派生斷層的影響，使礦體在局部位置增厚。

3 不合理的回采方式

雖然現(xiàn)在回采厚礦體的方法依然是錨桿護(hù)頂分段嗣后充填法，但在選擇礦房參數(shù)及頂板支護(hù)方式等方面沒有采取好的應(yīng)對(duì)措施，致使大量的礦石回采不出來而丟掉。主要體現(xiàn)在：礦體頂板不穩(wěn)定，有較厚假頂，支護(hù)不到位丟礦；礦體頂板較穩(wěn)定，但頂板傾角較大，礦體破碎疏松，當(dāng)切割拉開，就不停的冒落，致使頂板無法處理和支護(hù)，人員設(shè)備無法進(jìn)入礦房丟礦；采準(zhǔn)巷道布置在全脈內(nèi)，在回采時(shí)沒照著頂板或者頂板上的賦頂?shù)V處理不徹底就盲目采取退采造成丟礦。

4 對(duì)厚礦體回采方式

由于受斷層結(jié)構(gòu)的影響，井下的局部地段的礦層的厚度會(huì)達(dá)到10～15 米厚，如果我們依舊采取原來的方式方法進(jìn)行回采，勢(shì)必有大量的礦石回采不出來，從而造成磷礦石資源的浪費(fèi)。那么該怎樣進(jìn)行回采？才能解決磷礦石最大回收，通過在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行認(rèn)真的查看和分析，并進(jìn)行了反復(fù)的實(shí)驗(yàn)。針對(duì)上述存在的問題根據(jù)礦層賦存的地質(zhì)條件、礦石特性以及礦體頂板的穩(wěn)定程度。采取了如下的方式進(jìn)行回采：

（1）對(duì)于頂板不穩(wěn)定或假頂較厚的厚礦體，采取采場(chǎng)頂板全錨網(wǎng)，再打錨索加強(qiáng)支護(hù)，錨索的長(zhǎng)度為5.3 米，錨索間的間距為1.5 米。假頂較厚的礦體，切掉假頂，然后進(jìn)行全錨網(wǎng)再加錨索加強(qiáng)支護(hù)，確保回采期間的安全，回采完畢后，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填。

（2）對(duì)于頂板較穩(wěn)定礦石破碎疏松的厚礦體，減小切割的寬度，（正常時(shí)切割的寬度為4～5m），切割的寬度2～3m，然后用淺孔臺(tái)車打眼，眼深在2.5m，（以往都是用深孔臺(tái)車打眼，并且一次性打穿上分層，然后主要放炮使切割貫穿）裝藥量進(jìn)行控制，這樣做的目的就是使放炮對(duì)頂板及礦石的震動(dòng)變小，這有利于對(duì)頂板浮石、開裂礦體的處理及頂板的支護(hù)，切割槽頂板暴露的面積較小，重復(fù)這樣的工序，直至切割到位，然后再用中深孔進(jìn)行打眼，一次性把所需的中深孔全部打完，然后進(jìn)行放炮，放炮要求只能在一側(cè)進(jìn)行，并且最好是每次只放一排大眼，放炮后，認(rèn)真進(jìn)行安全確認(rèn)后把礦全部出完，然后再進(jìn)行下一次放炮。這樣就較好的保證人員設(shè)備在安全的空間下進(jìn)行作業(yè)，又可避免大面積的礦體冒落。

（3）對(duì)于頂板較緩又整個(gè)采準(zhǔn)巷道布置在全脈內(nèi)的厚礦體，首先把確定要采的區(qū)域確定，然后沿巷道的走向找到頂板，然后沿著巷道的走向把頂板揭露出來，注意揭露頂板的寬度與巷道寬度保持一致，邊揭露邊按規(guī)程進(jìn)行支護(hù)，把所要回采的巷道頂板全部揭露支護(hù)好后，再在合理的位置布置礦房，沿礦體頂板打礦房，頂板按要求進(jìn)行支護(hù)到位。把該區(qū)域的所有礦房都作好。由于礦體較厚，礦房必須按上下部進(jìn)行作業(yè)。然后從揭露頂板開始的地方對(duì)巷道進(jìn)行取底，一直到首采礦房的位置。打首采礦房的下部，直至礦房到位，再根據(jù)礦體頂板的情況進(jìn)行回采，回采完畢后進(jìn)行充填或澆灌人工礦柱（砼柱，尺寸為4*4 或5*5m，強(qiáng)度為C20）支撐頂板，然后進(jìn)行下一個(gè)礦房的回采，這樣的方式回采既保障了安全，又多回收了磷礦石，回收率可以達(dá)到90%以上。

眾所周知，磷礦石是不可再生資源。采取合理先進(jìn)的回采工藝和方法，盡可能對(duì)磷礦石最大限度的回收，減少資源的浪費(fèi)，這對(duì)于資源的回收利用及礦山的可持續(xù)發(fā)展都有著十分重要的意義。

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［2］尹升華,吳愛祥.緩傾斜中厚礦體采礦方法現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].金屬礦山,2007,12.

［3］陽雨平,吳愛祥.淺析國內(nèi)緩傾斜中厚礦體回采現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].黃金,2002,01.