某锰矿急倾斜极薄、薄矿体采矿方法分析

贵州李家湾锰矿急倾斜极薄、薄矿体采矿方法分析

孙留纪刘锋光方平何涛

(五矿二十三冶建设集团，湖南长沙 410000)

摘要：依据最新锰矿开采理论及技术，针对李家湾锰矿急倾斜极薄、薄矿体开采技术条件，从围岩稳定性、开采费用、安全性、采切比、采场作业强度等方面切入，分析浅孔留矿法、进路式分层崩落法两种采矿法，对急倾斜极薄、薄矿体开采进行了较为系统地研究，综合考虑采用浅孔留法并确定相关采场结构参数。

关键词：急倾斜极薄、薄矿体；浅孔留矿法；进路式分层崩落法

中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：****–****(2014)**–****–**

在我国浅海相沉积型锰矿脉主要以急倾斜极薄、薄矿体的形态为主，在锰矿中分布范围较为广泛。

该类矿体的开采一直是困扰着地下矿山生产的全国性难题之一，主要受矿脉厚度小、倾角大的影响，采场作业空间受到限制，开采机械化程度总体较低，劳动强度大，作业条件较差。为了保证采场的最小工作宽度或减少损失，需要开挖部分围岩，从而造成贫化率增大、开采成本增加。

目前应用较为广泛的浅孔留矿法、进路式分层崩落法这两种主要采矿方法的应用情况进行简要分析，为浅海相沉积型锰矿脉开采，提供较为经济、安全、高效的采矿方法[1-3]。

1 贵州李家湾锰矿工程概况

依据李家湾矿区探矿巷道掘进约90m处时揭露矿体，矿体产状呈NE走向，倾角约60°，矿体平均厚1.5m，属急倾斜薄矿脉。矿体上盘为碳质页岩，硬度约3～6，稳定性极差。矿体下盘围岩为砂岩，硬度约8～10，稳定性较好；矿层硬度低，易破碎成块状，稳定性也很差如图1所示。

根据揭露的矿层及调查邻近矿山采场情况来看，所揭露矿体及上盘围岩稳定性均很差，开采难度大，是确定开采工艺和采场结构参数需重点考虑的因素。因此前期先制定试采方案，根据对不同的采矿工艺、采矿方法进行试验采矿，摸索适合矿体赋存条件的采矿方法和开采工艺，统计主要技术经济指标，为矿山设计合理的采矿方法提供参考。

故针对浅海相沉积型锰矿脉赋存条件和产状的不同选择了多种工艺形式，以浅孔留矿法为主，同时试验削壁充填采矿法、进路式分层崩落法。为方便进行分析比较，本方案暂以矿体厚度为1.5m，倾角60°进行设计，矿体产状及稳定性变化较大时根据实际情况进行调整。

2 急倾斜极薄、薄矿体试采方案

本试采方案暂以矿体厚度为1.5m，倾角60°为特定的矿脉模型，选择最佳的急倾斜极薄、薄矿体试采方案。

根据综合考虑将中段运输巷布置在脉内，有利于探矿工作的高效进行，但上盘围岩及矿体强度低易破碎需布置专门的管缝式锚杆支护方案。

2.1 浅孔留矿法采场布置及工艺

2.1.1 采场布置及结构参数

矿房沿矿体走向布置，采用脉内运输和有底柱结构。其中矿房长为30m，其他采场参数均一致，矿房高30m，矿房宽1.5m,底柱高3.5m，顶柱高3m

，图1探矿巷锰矿薄矿体

间柱宽8m。

2.1.2 采准切割工程

本矿房的采准切割工程主要包括中段沿脉运输巷、盲中段沿脉运输巷、材料人行通风天井、顺路回风天井、天井联络道、拉底巷道、放矿漏斗。2.1.3 回采工作

采场的回采采用逆向斜推进方式，以切割上山和拉底巷道的交汇处为回采自由面，回采工作从拉底巷道开始自下而上分层进行，分层高度取2m。回采工作主要包括凿岩、爆破、通风、局部放矿、撬顶平场、大量出矿等工作。

2.2 进路式分层崩落法采场布置

2.2.1 采场结构要素及回采顺序

分层崩落法是将矿体分成矿块，矿块自上而下分层进行回采，每一分层随着回采工作的进行，在底板上铺设假底，然后进行人工放顶，把上部假顶及覆盖岩层放下来，使其充满采空区，作为下一分层回采时的假顶。

进路式分层崩落法方案应用广泛和适应性强，可以在各种产状的矿石松软和围岩不稳固的矿体条件下应用，分层回采以进路的方式进行，进路从下盘开始向上盘推进，整个分层的回采顺序是从矿体边界向中央放矿溜井后退式回采。

由于李家湾锰矿是倾斜至急倾斜薄矿体，分层回采进路从矿块中部开始，向矿块两端回采至矿块边界即可。

采场矿块沿矿体走向布置，矿块长度30m，矿块宽度为矿体厚度，矿块高度为中段高度（60m）。

分层回采高度为2.5m，同一分层内自矿块中央向矿块两端边界回采，如此重复各分层回采循环，自上而下分层回采至采场底部。进路式分层回采巷道宽度为矿体厚度。

2.2.2 采准切割工程

采场采切工程采用单一的脉外布置方式，在矿体的下盘掘进脉外运输巷道，掘进下盘探矿天井作为行人、通风和上下材料之用，此措施天井要通达上部中段的回风巷道，再掘进一条倾角大于60°的下盘溜矿井，再在各个分层水平掘进分层联络巷道，联通矿体的下盘和溜矿井及人行措施天井，上下分层的分层联络道在垂直方向相互错开布置。

1-穿脉运输巷2-顶柱

3-底柱4-通风行人天井5-放矿漏斗

6-采矿工作面

7-间柱8-联络巷

新鲜风流

污风

以米为计量单位

图2浅孔留矿法矿房示意图

3 结论

从采矿方法经济技术角度对比分析来看，浅孔留矿法的矿块总采出量为10212.4吨，副产矿占采切比重0.62，而进路式分层崩落法的矿块总采出量为8181吨，，副产矿占采切比重0.16。

从综合单价来分析浅孔留矿法为206元/吨，进路式分层崩落法为286元/吨。

综合对比来看，浅孔留矿法具有劳动生产率高，采场生产能力大，工艺简单，工人劳动强度低，采矿成本低；采切比较大，采准切割时间较长。

参考文献(References)：

[1] 急倾斜极薄矿脉采矿方法优选研究赵永红; 郝小非; 曹进成矿产保护与利用 2006-02-25

[2] 极薄矿脉采矿方法研究与应用邓礼兵; 郭忠林有色金属设计 2004-06-30

[3] 薄矿体高效回采方法的探讨与应用常俊山; 孟学勇有色矿山 2002-09-25

作者：孙留纪 1966年12月高级工程师