分段采礦法在開采平行密集礦脈群中的應用

何定桿，曾明忍

(江西省崇義縣礦產資源管理局， 江西 崇義縣 344200)

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分段采礦法在開采平行密集礦脈群中的應用

何定桿，曾明忍

(江西省崇義縣礦產資源管理局， 江西 崇義縣 344200)

樟東坑鎢礦區礦脈既不是標準的單脈、大脈型，也不是典型的細脈帶，而是稀疏側幕式脈組型。根據礦脈的復雜賦存特點，應用分段采礦法開采，與淺孔留礦法相比，分段采礦法除降低了采礦成本，減少了生產安全管理風險外，提高了資源回采率，從而延長了礦山服務年限。

平行密集礦脈群；淺孔留礦法；分段采礦方法；經濟指標

樟東坑鎢礦系蕩坪鎢礦的一個分礦區，位于江西省大余縣境內北部九龍腦西南坡。本礦區原先一直采用淺孔留礦法采礦，但由于礦脈變化復雜、平行密集成組、交替錯動頻繁和圍巖局部風化等特點，開采損失率較大的問題長期困擾著礦山的采礦作業。為此，就改進采礦工藝技術、減少資源損失問題，礦山于1990年代和2000年代二次組織了對區內礦脈賦存情況、含脈率進行調查。從調查資料可知，本區賦存有大量平行密集礦脈群。根據合采圈定原則，提出了“平行密集礦脈群分段采礦法采礦方案”。至目前止，區內正在開采500～370 m區中段，除部分區段的礦體繼續采用淺孔留礦法開采外，大部分平行密集礦脈群礦體采用了分段采礦法采礦，每年應用分段采礦法回采的礦量占年采礦量的近75%。

以500 m中段2-4線平行密集礦脈群之間應用分段采礦法開采為例，就礦山多年來成功應用“分段采礦法回采平行密集礦脈群礦體”的工藝技術及經濟效果進行分析評價。

1 礦山地質概況

樟東坑礦區地處南嶺東西復雜的構造帶中，含鎢石英脈礦床嚴格受斷裂控制，構造斷裂很發育。區內主要斷層為F1，次為F3～F10斷層。其中，F1為最大破碎帶，寬達27 m，走向NEE，傾向SE，傾角83°；其他斷層較小，走向主要為NE，傾向NW，傾角70°～83°。圍巖為砂巖、砂質板巖和板巖；礦體為含鎢輝鉬礦、黃銅礦石英脈。礦巖中等穩固，f=10～12，區內構造復雜、節理發育。

本礦床賦存的鎢礦脈分南、中、北3組產出。礦脈密集短小，走向310°～320°，傾向NE，傾角75°左右。礦脈平均厚度0.19 m,平均地質品位2.146%，脈間距2～7 m，平均4 m。3組礦脈既不是標準的單脈、大脈型，也不是典型的細脈帶，而是稀疏側幕式脈組型。除個別礦脈由側現較近、長度較大的透鏡狀單脈所構成的復脈外，絕大多數為不連續單脈。這種不連續單脈無論在水平方向還是在垂直方向上相距在幾米至十幾米。在兩復脈之間有稀疏的細脈出現，脈體形態主要是尖滅側現、膨大縮小、分枝復合和尖滅重現為其特征。同時礦脈受成礦后斷層的影響，交替錯動也很頻繁。

2 分段采礦法的應用

針對樟東坑礦區賦存的是平行密集礦脈群的礦床特征，從1990年代開始應用分段采礦法采礦。通過分段平巷、采準天井、分段切割橫巷、切割天井等采切工程的布置，除有利于安全采礦鑿巖外，對于水平和垂直方向上礦脈的復雜變化，都得到了可靠的控制，探礦效果良好。因而分段采礦法是在探礦清楚的情況下進行回采，是適合本礦區平行密集礦脈群探采結合的一種最佳方案之一。

根據合采區圈定原則，在實施分段采礦法之前，須對合采礦塊進行采出礦盈虧品位計算，并由此圈定礦塊的回采邊界。

按目前的市場價計，500 m中段2-4礦塊回采的采出礦品位盈虧點為：

(80000×84.5%)×100%=0.154%。

式中，C為企業原礦采選成本，取160元/t；β為鎢精礦品位，取65%；ε為選礦回收率，取84.5%；Y為每噸精礦銷售價，取80000元/t。

圈定礦塊的含脈率為δ=0.154%÷2.262%=6.81%。

2.1 分段采礦法采場構成要素

在500 m中段2-4線平行密集礦脈群礦塊，沿礦體走向布置采場，不留頂底柱，只留間柱。階段高40 m，3個分段高度分別為14,13,13 m，礦房長500 m，間柱寬9.0 m，采幅平均9.8 m，底部裝礦機道長6.0 m，間距5～7 m。分段采礦法采場示意見圖1。

圖1 分段采礦法采場結構示意

1—采場中央先行天井 2—上中段沿脈平巷 3—中深孔炮孔 4—切割槽橫巷 5—分段鑿巖巷(底層利用沿脈巷作分段平巷) 6—二端順路天井 7—2線穿脈巷 8—4副線穿脈巷 9—采場脈外出礦平巷 10—裝礦機道(出礦進路) 11—間柱

2.2 采切割工程布置與回采作業

(1) 采切割工程布置。500 m中段2-4線平行密集礦脈群采場兩端各布置一個采準天井，中央布置一個切割天井。根據YGZ-90型中深孔采礦鉆機性能，每隔一定高度(14，13，13 m)掘一分段鑿巖平巷，底部鑿巖巷道利用原V38沿脈平巷。在各分段平巷與切割天井相交處垂直采場走向掘切割橫巷。采場底部在上下盤掘脈外出礦平巷，上下盤脈外巷每隔5～7 m向采場方向掘出礦巷，交錯布置。

(2) 回采作業。在完成采準切割工程后，利用YGZ-90型鑿巖機。在各分段橫向切割平巷鉆鑿上向中深孔，炮孔梅花型布置，抵抗線為1.0 m，由此首先形成整個采場的橫向切割槽。而后，在各分段平巷鉆鑿上向扇形中深孔，以切割槽為自由面，從上到下，從中央向兩端后退式回采。中深孔鑿巖臺效為40 m/臺班，整個采場共鉆鑿中深孔16150 m。中深孔扇形炮孔參數為：最小抵抗線1.2～1.4 m，孔底距1.8～2.0 m。

中深孔爆破采用“導爆索—導爆管毫秒雷管復式起爆網絡”，人工裝藥，逐排分段爆破，裝藥系數70%左右。大塊率10%左右。

2.3 分段法采礦主要技術經濟指標

針對500 m中段2-4線分段采礦法采場，根據采出礦品位盈虧點和含脈率6.81%圈定的采幅為9.8 m，共回采礦脈5條，除V38主脈外，還有4條次脈,脈間距1～3 m，合計平均脈寬0.84 m，地質品位2.262%。

采礦量：Q礦=LHBr(1-ω)=50×38×9.8×2.7×

(1-10.7%)=44895 t；

式中，L為采場長，m；H為礦房高度，m；B為采幅，m；r為體重，2.7 t/m3；ω為未采下損失和間柱損失，10.7%。

整個采場中深孔鑿巖進尺16150 m。 則，每米中深孔采礦量為：44895÷16150=2.78 (t/m)。

采下脈石量：Q脈=50×38×0.84×2.7×(1-10.7%)=3848(t)。

貧化率：ρ=(9.8-0.84)÷9.8×100%=91.4%；

由此得出本采場采礦品位為：α采=(1-91.4%)×2.262%=0.195%>0.154%。

礦塊損失率：采場未采下損失和間柱損失量為Q損=462 t，采場采下損失量110 t，合計損失脈石量572 t，而采場采準脈石礦量為Q采準=4309 t。所以該采場總損失率為：ρ總=(Q損/Q采準)×100%=13.3%(其中，采下損失2.6%)。

金屬量回收：本分段采礦法采場能回收金屬量Q金屬=3848×2.262%×(1-2.6%)=84.78(t)。

掘采比：K=(ΣL÷Q脈)×1000=(446÷44895)×1000=9.93(m/kt)。

炸藥單耗：炸藥為Φ45 mm硝銨柱狀藥卷(藥長300 mm、每根藥重0.5 kg)，合計施工中深孔16150 m，則總炸藥用量為：16150 m×70%÷0.3 m×0.5 kg=18842 kg。中深孔爆破炸藥單耗為0.42 kg/t。另二次破碎需消耗炸藥量：44895 t×10%×0.42 kg/t=1886 kg，式中，采礦大塊率10%。采場全部結束采礦總消耗炸藥量為：18842 kg+1886 kg=20728 kg。則，包括二次破碎藥量，整個采場采礦總炸藥單耗為：20728 kg÷44895 t=0.462 kg/t。

采礦直接成本：按目前市場價核算，鑿巖工具14.24萬元，爆破器材31.66萬元，風水電力消耗24.87萬元，采準切割費用55.75萬元(工程量合計446 m)，工人工資12.12萬元，整個采場采礦結束總直接成本合計為138.64萬元。每噸礦石采下直接成本為：1386400萬元÷44895 t=30.88元/t(含采場采準切割工程量單位成本12.42元/t)。

2.4 分段采礦法評價

(1) 分段采礦法克服了淺孔留礦法回采礦脈密集礦體采幅過大，作業不安全，對夾墻難于維護的缺點。該礦塊如用淺孔留礦法開采，只能回采0.40 m脈寬的V38主脈，還有0.24 m 表內礦脈和0.2 m表外礦脈無法回收。因而，分段采礦法最大可能的回收了資源，取得了比淺孔留礦法更好的經濟效益。

(2) 鑒于本區平行密集礦脈群的賦存特征，依據對538，500二個中段50個采場應用淺孔留礦法開采損失率的調查，礦塊開采損失率達31.6%(其中，采場頂、底及間柱損失8.2%，放礦損失10.2%，礦房回采損失13.2%)。而采用分段法采礦，采場總損失率降低為13.3%。

(3) 分段采礦法鑿巖、爆破均在分段平巷內作業，克服了淺孔留礦法直接進入礦堆作業帶來的采場冒頂片幫和懸空等安全隱患。

(4) 按年生產規模10萬t計，3個采場即可滿足礦山全年的生產量需要，從而減少了礦塊數量、礦塊準備的時間壓力，增加了礦山生產規模潛力，方便了礦井的生產管理。

(5) 分段采礦法的應用，較淺孔留礦法降低了掘采比18.77 m/kt,節約了工程成本；炸藥單耗較淺孔留礦法降低了0.238 kg/t，使采礦直接成本降低了33元/t。按年生產10萬t礦石量計，礦山每年可節約采礦成本330萬元。

(6) 從最先在500中段應用分段采礦法回采平行密集礦脈群礦體至今已有20多年時間，在礦山產業工人緊缺的情況下，已應用分段采礦法安全開采了500～370 m四個中段近60個采場。由于降低了開采損失，大大延長了礦山生產服務年限，社會及經濟效益顯著。

(7) 對于分段采礦法貧化率較大的缺點，除增加窿內溜井手選丟廢工序外，盡可能提高合采礦塊的含脈率，圈定合理采幅是減少貧化的主要手段，還需進一步改進分段采礦法的工藝結構和采礦技術。

3 結 論

針對樟東坑礦區礦脈既不是標準的單脈、大脈型，也不是典型的細脈帶，而是稀疏側幕式脈組型賦存的復雜特點，通過應用分段采礦法，除降低了采礦成本，減少了生產安全管理風險外，提高了資源回收率，從而延長了礦山服務年限。

[1]南方冶金學院.江西省蕩坪鎢礦樟東坑礦區資源調查與合采采礦試驗研究課題總結報告[R].江西大余縣:樟東坑鎢礦，1992.

[2]曾明忍.分段采礦法在密集礦脈群中的成功試驗[A].南昌有色金屬工業公司技術交流會交流[C].1992.

[3]雷榮華.漂塘鎢礦分段空場采礦法工藝參數的優化[J].有色金屬科學與工程,2007(1):13-15.

[4]吳吉洋.分段空場采礦法在漂塘鎢礦的應用[J].有色金屬科學與工程,2007,21(1):1-12.

冊》編委會.采礦手冊(第四卷)[M].北京：冶金工業出版社,2008.(

2015-10-09)

何定桿(1963-)，男，采礦工程師，從事礦產資源開發方面的管理及技術工作，主要研究礦山開發中的安全問題及采礦方法優化。