關(guān)于加強(qiáng)蒙庫井下礦開采前期地質(zhì)工作的探討

王永新

（新疆富蘊(yùn)蒙庫鐵礦有限責(zé)任公司）

關(guān)于加強(qiáng)蒙庫井下礦開采前期地質(zhì)工作的探討

王永新

（新疆富蘊(yùn)蒙庫鐵礦有限責(zé)任公司）

蒙庫鐵礦即將從露天開采全面轉(zhuǎn)入地下開采。文章探討了進(jìn)入井下礦開采前期需要加強(qiáng)生產(chǎn)地質(zhì)勘探、圍巖穩(wěn)固性研究、水文地質(zhì)管理及生產(chǎn)地質(zhì)管理等方面工作，為采礦活動(dòng)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，保證井下礦的生產(chǎn)安全，順利達(dá)產(chǎn)。

地下開采；生產(chǎn)地質(zhì)勘探；圍巖穩(wěn)固性

1 前言

蒙庫礦山位于富蘊(yùn)縣北西直距70km，是一大型磁鐵礦山。礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和巖石結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬火山噴發(fā)沉積-巖漿熱液疊加變質(zhì)改造型礦床。礦石品位較高，礦體形態(tài)較穩(wěn)定，露天礦年開采量大，是八鋼公司穩(wěn)定的原料供應(yīng)基地。

蒙庫露天礦采用深凹露天開采，通過露天放礦溜井將礦石放到884m水平，由884m水平鐵路運(yùn)輸至選廠卸礦站，同時(shí)輔助公路運(yùn)輸，完成每年的礦石運(yùn)輸任務(wù)。露天礦經(jīng)過多年開采，目前形成東、西兩個(gè)采場(chǎng)。東采場(chǎng)7#礦開采至1117m水平，已閉坑；西采場(chǎng)已開采至998m水平。設(shè)計(jì)開采標(biāo)高938m水平，按照目前的開采速度4～5年即可開采到設(shè)計(jì)的標(biāo)高。

井下礦938m水平以上為一期工程，目前1085m以上已具備出礦條件，每年生產(chǎn)少量的礦石，與露天礦搭配生產(chǎn)，露天與井下合計(jì)生產(chǎn)規(guī)模300萬噸/年。井下礦1070～938m水平正進(jìn)行開拓、采準(zhǔn)施工工作。938m～884m為井下礦二期工程，還未開展開拓、采準(zhǔn)工作，1070m、884m水平鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)已形成，為采礦運(yùn)輸提供便利條件。

為保證露天礦與井下礦正常、有序銜接，加速推進(jìn)井下礦采準(zhǔn)施工工作，是目前井下礦工作的重心。在露天礦閉坑之前，必須完成井下礦采準(zhǔn)、切割工作，為井下礦順利達(dá)產(chǎn)，提供充足的采礦空間。因此，對(duì)蒙庫井下礦存目前的地質(zhì)狀況進(jìn)行深入分析，并制定科學(xué)的實(shí)施方案，是確保安全生產(chǎn)的前提。

2 蒙庫鐵礦地質(zhì)工作狀況

蒙庫露天礦已開采多年。目前主要通過潛孔鉆及刻槽、取樣等工作，對(duì)礦體進(jìn)行二次圈定，工作開展較為順利。井下礦僅完成了1070m、1022m水平部分地段的坑道鉆勘探工作，其它水平還未開展坑道鉆探礦工作，地質(zhì)勘探工作滯后。采準(zhǔn)施工工作是按照前期地質(zhì)人員露天深部勘探工作提交的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。地質(zhì)人員根據(jù)已完成采準(zhǔn)巷道揭露的礦體，完成井下礦礦體的二次圈定、巷道編錄、圍巖支護(hù)管理及三級(jí)礦量管理等日常工作。相對(duì)于采礦生產(chǎn)，地質(zhì)工作滯后，沒有起到有效指導(dǎo)生產(chǎn)的作用。

經(jīng)對(duì)1070m及1022m水平已開展的坑道鉆成果分析，發(fā)現(xiàn)原有設(shè)計(jì)圖紙，已不能準(zhǔn)確地指導(dǎo)井下礦采準(zhǔn)施工工作，坑道鉆探明的礦體與設(shè)計(jì)礦體對(duì)比，已經(jīng)有了比較明顯的變化（如圖1所示）。在實(shí)際的脈外巷道的施工中，也發(fā)現(xiàn)部分地段均出現(xiàn)不同程度的見礦情況,這都不同程度地說明了生產(chǎn)探礦工作滯后，已嚴(yán)重影響到了采準(zhǔn)、施工的正常進(jìn)行。

圖1 1070水平勘探前、后礦體對(duì)比圖

另外，在巷道的施工過程中，發(fā)現(xiàn)井下礦部分水平圍巖較差，需要不間斷地對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行觀察，同時(shí)對(duì)圍巖不穩(wěn)定區(qū)域進(jìn)行支護(hù)，以提高井下礦施工的安全性。目前沒有特定的儀器對(duì)圍巖工程力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，僅是根據(jù)肉眼判斷劃分圍巖等級(jí)，這勢(shì)必會(huì)造成工作上的失誤。由于對(duì)圍巖穩(wěn)定的研究不夠深入，對(duì)圍巖穩(wěn)定性無法做出超前預(yù)測(cè)，對(duì)井下礦施工也會(huì)造成未知的安全隱患。針對(duì)井下礦巷道發(fā)現(xiàn)的積水必須采取有效措施，這也是目前必須著手解決的一個(gè)水文地質(zhì)問題。

3 蒙庫井下礦開采前期地質(zhì)工作的重點(diǎn)

3.1 嚴(yán)格遵守生產(chǎn)勘探，探采結(jié)合的原則

生產(chǎn)坑道鉆探礦工作是井下礦探明礦體的有效手段，是掌握礦體形態(tài)必須開展的工作。對(duì)已形成脈外巷道的水平，實(shí)施水平鉆孔，按一定的勘探網(wǎng)度設(shè)計(jì)鉆孔施工，對(duì)未形成脈外巷道的水平，可根據(jù)剖面圖實(shí)施向下（上）的斜孔施工，達(dá)到超前探礦指導(dǎo)采準(zhǔn)施工的目的。

在利用坑道鉆的探礦中，必須重視探采結(jié)合，即采礦生產(chǎn)和生產(chǎn)勘探統(tǒng)一組織實(shí)施的一體化工作方法。其遵循的原則∶（1）打破探、采破門界限，實(shí)行探采，統(tǒng)一規(guī)劃，聯(lián)合設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌施工和綜合利用成果；（2）必須系統(tǒng)，全面貫穿于采礦生產(chǎn)的全過程；（3）成果共享，通過緊密合作、配合，為工程施工提供條件；（4）遵循探礦超前是指導(dǎo)探采結(jié)合的原則。

探采結(jié)合貫穿于開拓階段和采準(zhǔn)階段，要求地質(zhì)人員和采礦人員必須對(duì)各工程統(tǒng)一設(shè)計(jì)，聯(lián)合施工，使具有探礦意義的工程優(yōu)先掘進(jìn)，讓探礦工作超前于采礦工作。地質(zhì)工作者必須對(duì)探礦成果及時(shí)編錄、分析，當(dāng)?shù)V體發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)聯(lián)系采礦部門，變更后續(xù)開拓、采準(zhǔn)工程，從而避免由于礦體變化造成工程施工的浪費(fèi)。開拓、采準(zhǔn)施工的過程，也是對(duì)礦體進(jìn)行二次圈定的過程，地質(zhì)工作者可將工程揭露的礦體界限，及時(shí)反饋到礦體平面圖上，修訂礦體地質(zhì)平面圖，使得地質(zhì)圖件更為準(zhǔn)確。

由于未進(jìn)行坑道鉆探礦，掘進(jìn)的過程中偶爾也會(huì)布置幾條硐探進(jìn)行探礦，這種方式相比坑道鉆探礦時(shí)間長(zhǎng)、成本昂貴。如果硐探成果解釋，礦體不是很好（厚度小，未達(dá)到開采要求），該探礦硐室可能就不會(huì)被后期采礦工程所利用，從而會(huì)造成工程上的浪費(fèi)。如在1022m水平東部布置了一探礦硐室，按照設(shè)計(jì)礦體施工到位，未見到厚大礦體，僅見到若干條小礦體（未達(dá)到開采條件），會(huì)造成時(shí)間和經(jīng)濟(jì)上的損失。如果開展坑道鉆工作，將減少探礦時(shí)間，也大大節(jié)約施工費(fèi)用。因此，井下礦探礦，首先采用坑道鉆探礦，它是探明礦體最經(jīng)濟(jì)、最快捷的方法。而是否采用探礦硐室的施工方法，需要與采礦部門充分溝通，既能探明礦體，同時(shí)也能為后期采礦工程利用，如果不能滿足這兩個(gè)條件，不建議利用硐探進(jìn)行探礦?？拥楞@是探明礦體最有效、最快捷的手段。在井下礦的生產(chǎn)過程中，應(yīng)重視生產(chǎn)勘探工作，緊密圍繞采礦生產(chǎn)，做好探采結(jié)合工作，為采礦生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

3.2 深入研究巷道圍巖穩(wěn)固性，確保安全施工

井下礦巷道頂板圍巖、礦石的穩(wěn)固性直接關(guān)系施工安全。影響穩(wěn)固性的因素十分復(fù)雜，它與礦巖的成分，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造節(jié)理狀況，風(fēng)化程度，以及地質(zhì)條件都有關(guān)系，還與礦巖在開采過程中形成的實(shí)際情況有關(guān)（如巷道的方向，開采深度等）。穩(wěn)固性對(duì)于采礦方法的選擇，及支護(hù)方法的選擇，掘進(jìn)方式等都有很大影響。一般在節(jié)理發(fā)育，構(gòu)造破碎的地帶，礦巖的堅(jiān)固性雖然可能好，但穩(wěn)固性大為下降。

圍巖的等級(jí)劃分，根據(jù)巖石堅(jiān)硬性、巖體完整性、結(jié)構(gòu)面特征、地下水和地下應(yīng)力等情況綜合確定。據(jù)此，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，將圍巖等級(jí)劃分為五級(jí)（Ⅰ～Ⅴ級(jí)），從Ⅰ級(jí)到Ⅴ級(jí)圍巖穩(wěn)定性一次降低，它們對(duì)應(yīng)的支護(hù)方式也不同。按照規(guī)范，通過查閱相關(guān)資料，將蒙庫井下礦各水平圍巖劃分了五級(jí)（Ⅰ～Ⅴ級(jí)），在實(shí)際施工中，結(jié)合頂板實(shí)際情況，制定相應(yīng)的圍巖支護(hù)建議，督促施工方對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)，保證巷道頂板安全后，進(jìn)行下一步的掘進(jìn)工作。

蒙庫井下礦各水平圍巖比較好，基本為Ⅰ～Ⅱ級(jí)，采用混凝土噴漿支護(hù)，即可穩(wěn)定3～5年。但938m水平部分地段穩(wěn)定性差（Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖較多），根據(jù)圍巖支護(hù)規(guī)范，通常采用錨網(wǎng)噴漿、襯砌及鋼拱架支護(hù)方法對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)，通過這些方法施工，保證了巷道施工的安全。這些措施都是在施工過程，發(fā)現(xiàn)圍巖不穩(wěn)定問題時(shí)，進(jìn)行的支護(hù)防護(hù)，對(duì)工期的影響較大。

由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)沒有特定的設(shè)備去測(cè)定圍巖的工程力學(xué)參數(shù)，對(duì)圍巖等級(jí)劃分的準(zhǔn)確性不夠，還需對(duì)已支護(hù)區(qū)域的圍巖穩(wěn)定性做長(zhǎng)期觀測(cè)，根據(jù)觀測(cè)情況，制定相應(yīng)的措施。除此外，還需摸清各水平的地質(zhì)構(gòu)造（斷層、節(jié)理等），以便對(duì)其它未施工水平做出預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)這些區(qū)域可能的施工風(fēng)險(xiǎn)，提前制定預(yù)防措施，做好施工前的應(yīng)對(duì)措施，提高圍巖風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)能力。目前對(duì)圍巖支護(hù)管理工作，只是停留在初始階段，因此，下一步還需加強(qiáng)這方面的工作，關(guān)注圍巖穩(wěn)固性的研究工作。

3.3 加強(qiáng)水文地質(zhì)工作研究

蒙庫井下礦一期工程正在施工，二期工程未開展。各水平施工過程中，未發(fā)生透水、滲水事故。隨著開拓、采準(zhǔn)施工工作的進(jìn)行，巷道積水問題逐漸出現(xiàn)，雖多次對(duì)巷道積水進(jìn)行外排，但依然解決不了巷道積水問題。分析認(rèn)為巷道積水，除了少量的巷道壁滴水問題外，主要還是施工打鉆帶來的積水。施工前未制定排水溝，無法通過渠道引出硐外，水泵抽水是處理巷道積水的主要措施，受多方因素的影響，無法徹底解決積水問題。

目前蒙庫井下礦水文地質(zhì)工作僅開展了巷道壁涌水量觀測(cè)等簡(jiǎn)單工作，未能對(duì)整個(gè)井下礦水文情況作出分析。另外根據(jù)以往地質(zhì)報(bào)告得知，蒙庫鐵礦礦床水文地質(zhì)邊界較復(fù)雜，屬于水文地質(zhì)條件中等的裂隙充水礦床，水文地質(zhì)勘探類型為二類二型。裂隙水是否對(duì)井下礦的開采帶來安全隱患，前期地質(zhì)報(bào)告也未陳述。雖然一般是煤礦中井下透水事故比較多，金屬礦山發(fā)生這樣的事故頻率較少，但不能忽視，必須防患于未然。從井下礦長(zhǎng)期安全施工考慮，必須重視井下礦水文地質(zhì)工作的研究。建議投入一定的人力、物力和資金，開展水文地質(zhì)工作，摸清井下礦水文地質(zhì)情況，制定有效的防排水措施。同時(shí)加強(qiáng)地質(zhì)工作者水文知識(shí)培訓(xùn)，進(jìn)一步完善水文地質(zhì)工作流程，指導(dǎo)礦山安全施工工作。

4 結(jié)束語

蒙庫鐵礦已開采多年，即將從露天開采全面轉(zhuǎn)入井下開采，為保證露天與井下開采能平穩(wěn)銜接，必須做好各項(xiàng)地質(zhì)工作。地質(zhì)工作者必須提前做好地質(zhì)勘探及探采結(jié)合工作，掌握礦體的賦存狀態(tài)，做好礦體二次圈定及礦體的編錄工作，為采準(zhǔn)工作及采礦生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，同時(shí)加強(qiáng)圍巖穩(wěn)定性及水文地質(zhì)工作，確保安全生產(chǎn)。地質(zhì)工作貫穿于礦山生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在工作中要不斷總結(jié)和分析，規(guī)范礦山地質(zhì)工作流程，持續(xù)不斷地開展好各項(xiàng)工作，為采礦生產(chǎn)提供有力的保證，確保礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

Discussion on Strengthening Geological Work in Terms of the Early Stage of Underground Mining Production of Mengku Iron Mine

WANG Yong-xin
（Xinjiang Funyun Mengku Iron Mine Co.,Ltd）

The open-pits mines will be transferred to underground mine in Mengku iron mine.The article discusses in the early stage of the underground mine production,it needs to strengthen the exploration of productive geology,the research on surrounding rock stability,geological hydrology management and productive geology management,so it could provide accurate geological data for mining activities,ensure the safety of underground mining that target productions could be achieved smoothly.

underground mining；exploration of productive geology；surrounding rock stability

TD163+.2

A

1672—4224（2015）04—0054—03

聯(lián)系人：王永新，男，31歲，大學(xué)，富蘊(yùn)（836100）新疆富蘊(yùn)蒙庫鐵礦有限責(zé)任公司

E-mail:wangyongxin840920@163.com.