锰矿床薄矿体采矿方法评述.pdf

第 l 2 卷 第 2 期 妇玉前毛 士 启 l 螂 6 月 锰矿床薄矿体 采矿方法评述 郭国维 I 捌南北和实业盥厦 葛 疆 长社4 1 0 7 下 9 。 2 - 摘 要 针对我国锰矿床薄矿体产状起伏变化大， 底板松软等开采特征． 论述 ， 几种适台{ 发 类型 矿 悼的采矿 方法， 指出了现有采 矿方法 存在 的问题 ， 井提 出 r 改进途径。 关键词盈_互垡采矿方法充填法J j j 落法 ～～ 、 0前 言 宅 占 亡 寐 翥 曼 萎 蔷 蓄 蓑 我国锰矿石资源 丰富 ，目前已有 2 1 个 用充填法的矿山比重很大 ，据国外 5 5 个中 省 、 市 、 自治医探明有锰矿资源。矿床主要是 沉积矿床 ， 占总储量的 5 7 ． 4 ％ ； 其次是次生风 化矿床占 1 9 ． 2 ％、 沉积风化矿床占 1 6 ． 4 ％、 热 液矿床占 7 ％。 地下开采的矿 山主要有湘潭锰 矿、 桃江锰矿 、 龙头锰矿 、 瓦房子锰 矿、 汉源锰 矿 、 遵义锰矿等 。这些矿山都是沉积矿床 ， 顶 板不稳固的薄矿体 占有相 当大的比重．开采 比较 困难 。因此 ． 加强对薄矿体采矿方法的研 究 ， 对我国锰矿工业的发展具有重要意义。 1 采矿方法的现状 目前 ，我 国地下开采薄锰矿的采矿方法 主要分两大类 充填采矿法 水砂充填法 和削壁充填法；崩落采矿法长壁式崩落 法和短壁式崩落法。 l 一充填法的应用 充填法在我 国金属矿 山的应用已有几十 年的历史。建国初期使用的比重较大 ． 有色金 属矿山的 比重达 4 2 ． 3 ％。黑色金属矿山如弓 长岭铁矿、 樱桃源铁矿 、 庙儿沟铁矿都使用这 种方法。由于当时缺乏充填料的输送设施， 劳 动强度大， 被认为是落后的采矿方法 ． 使用的 比重急剧下降。 印 年代初， 试用 r水砂充填采 收稿 日期 } I 9 9 7 - 1 2 - 1 5 小型地下矿山所报导的采矿方法． 其中应用 充填法的矿山有 2 8 个， 占5 1 ％。 针对我国薄 矿床的地质特征， 采用充填法是行之有效的 采矿方法之 一。 1 ． I ． I 水砂 充填法湘潭锰矿 二期 红旗 医的水砂充填 采矿法是在 印 年代末建成投 产的． 其采准 、 切割、 回采布置见图 l 。从该 矿使用的情况来看， 水砂充填采矿 法具有许 多优点 ①最大限度地回收矿物资源， 矿石 回采率达 8 5 ％。②适用于埋藏条件多变 、 矿 岩稳 固性差的矿床 。 ③控制顶板冒落和防止 地表塌陷， 保护 r 顶板古水层不被破坏。④ 防止 了围岩崩落 自燃 ，使工作面温度由 3 0 4 o ℃降到 2 0 3 0 ℃， 改善 r 作业条件。 ⑤减少 了坑木消耗 ，由原来 的 0 0 2 ／t 分 层崩落法 降到 0 ． 0 1 5 ／ t 。 1 ． 1 ． 2 削壁充填法桃江锰矿 3 0 多年来的 开采实践表明． 用削壁充填法开采薄矿床有 许多独 特之处 ①加大 了回采工作 面的空 间 ， 改善 ，作业条件 。 ②减少 r废石的提升 。 和地面废石场 占地少。③灵活性大 ， 能适用 复杂 多变的矿体 。④能很好地实现选别回 采， 分采分运。⑤回采率高。⑥顶板管理简 维普资讯 维普资讯 第 2 艄 郭 国堆 锰矿床薄矿矿体采矿方法评 速 图 3 壁式崩落法采矿示意图 1 ． 采场 矿性； 2 ． 采矿。 l 作匝 f ； 3 ． m矿 u； 4 ，采墒腰柱 5 ． 垃腰 6 ． 抖 支护垛 ； 7 阶段运输 巷 ； 8 ． 秉墒底柱 ； 9 ． 安全 u。 2 采矿方法的改进途径 如上 昕述 ．我国薄锰矿床的地下采矿方 法 ． 从发展来看取得 r显著成绩 但也存在着 劳动生产率低 、劳动强度太以及采矿方法选 择不当等问题 。 在此 ． 对今后采矿方法的改进 谈点粗浅的看法。 2 ． 1 壁式水砂充填法的改进 按正规布置的壁式水砂充填采矿法对不 连续极薄矿床的开采存在如下 问题①靠相 隔 ∞ 一3 0 m一条的采准切割巷不可能探明整 个矿块中矿体的埋藏情况 ，开采时碰到无矿 带只好避开 ， 另开进路 。这样， 被无矿带隔开 的矿体被丢失， 损失大。 若要采出就要崩落岩 石， 崩落岩石后矿岩不分． 加上矿体薄， 又必 须崩落部分顶板围岩， 于是贫化率高。 ②由于 避开无矿带开始开采 ， 使矿块中进路纵横， 有 的互不相通 ， 造成通风困难。 矿石需经过几次 耙运， 才能到达溜井中。充填管道不易铺设 。 甚至 个别单条进 路与 外部不 相通 ，无法 充 填。因此， 对于此类矿体 ， 要 对现有水砂充填 法加以改进。如将矿房划成小块 ，小块的形 状 、 太小与矿体埋藏的情况相符 ， 井研制适应 于高度小于 2 m、 凹凸不平的矿房中使用的装 运机械设备， 以解决矿石的搬运问题 ， 减轻Ⅲ [ 人的劳动强度 。 提高矿石的装运效率 2 ． 2 自 I 壁充填法的改进 削壁充填法对降低贫化、损失，维护顶 板、 处理采空区都是有利的。 由于简化 j ， 支护 工作 ， 加大 r工作空间， 为采用先进的运搬设 备提供 r条件。 但对倾角小的平缓矿体。 因矿 石不能自溜下放 ， 且削壁量太， 应用此法应加 以改进。对此类矿库 ， 可以考虑 ①台理布置 采准 ， 用分条 、 划块的方式进行 回采。 在回采 过程中实行集中削壁 、 集中出矿。 ②使用灵活 轻便 的机械。 2 ． 3 崩落法的改进 崩落法的实质，是利用崩落 围岩充填和 支撑采空区， 以达到控制地压的目的。 因而采 用此法时要求地表允许崩落，围岩允许井易 于崩落。如果 围岩中含有水层或崩落后会 自 燃发火时 ， 均不宣采用此类采矿方法。其次 。 木材支护的壁式崩落法，支护工作嚣和坑木 消耗都很大．工作面空闻狭小，不利于机械 化。因此 ， 在考虑采矿方法时， 可以考虑房柱 法的各种变形方案。 如小盘区回采方索 、 崩落 顶板回收矿柱方案、预支顶板锚杆房挂法力 案等。 在这方面遵义锰矿作 j ， 有益的尝试。 该 矿原用长壁式崩落法和小仓房进路法 ，后通 维普资讯 扫玉嘀 毛 唐 第l 2 卷 过试用预支顶板锚杆房柱法取得 j ， 较好的效 果 ， 能克服以上两法的许多不足 ， 对顶板不稳 固的缓薄矿体不失为一种有效的采矿方 法。 ①用长砂浆锚杆预先支护不稳固的顶板，能 实现安全作业。②用水泥卷锚杆能控制顶板 不发生局部 冒落。③顶板支护、 落矿 、 运搬作 业互不干扰 ，提高 j ． 落矿与运搬作业的工时 利用率。 ④锚杆安装可以实现机械化作业 ， 减 轻 了劳动强度 。 ⑤节约 了坑木， 也提高了矿石 回采率。 预支顶板锚杆房柱法的实质 ，就是在顶 板未发生变形之前用锚杆对顶板进行加固， 能充分利用原岩本身的粘结力， 因此， 被加固 3 结 语 的岩层的强度 比岩层发生变形后再进行加 固的强度太。其作业程序是 每一个矿房中 问掘一条切割上山 一般情况下暴露 出顶板 岩石 ， 并与上阶段运输平巷贯通。 切割上 山 掘完 ，即开始按设计位置安装砂浆锚杆 ，滞 后 1 2 d ， 再把砂浆锚杆外露的杆体互相连 接成一体 ，锚杆安装完毕 ，用拽眼落矿的方 法逆倾斜向上推进回采 ， 并按设计留房间矿 柱。第 1 个矿房回采完毕，以同样的方法回 采第 2个相邻矿房 ，当回采 到第 3个矿房 ． 时 ， 理想的条件是第 1 个 已采矿房顶板 自动 垮落， 以减少对第 2 个矿房的顶板压力12 1 a 采 准 、 切割与 回采布置见图 4 。 ’ 田4 预支磺板锚杆房柱法示意图 1 ． 也耙m； 2 ． 上山； 3 搁斗； 4 矿桂； 5 r房 6 炮眼 7 ． 安全r l B 硬拄； 9 适譬巷； 1 0 ． 璜支锚杆。 薄锰矿体因其矿体薄． 产状起伏变化太 ， 底板橙软等原因， 故采矿较困难。为此 ． 有关 矿山和科研单位进行了有益的探索 ，根据薄 锰矿床的特点， 因矿制宜使用 j ， 水砂充填法 、 削壁充填法、 长壁式和短壁式崩落法 ， 取得 了 较好的效果，但也存在一些缺点 尚需改进的 方面。为提高薄锰矿床的开采效益 ，实现采 矿方法的真正变革 ．有赖于我 国采矿机械的 研制和发展。高效、 灵活、 小 微 型化的凿 岩 、 出矿设备的应用， 是薄锰矿 床 包括其他 薄矿床 采矿工 艺的发展方向． 只有提高机械 化作业水平 ， 才能提高采矿效率 ， 减轻劳动强 度 ． 实行选别回采 ， 降低贫化率 ， 实现安全生 产 ． 提高薄锰矿床开采的技术经济水平。 参考文献 1 唐正伟 长壁式崩蓓法在汉琢锰矿的应用 ． 中【 I 锰 生 ． L 9 8 7 ． e 3 9 2 2 2 李际昌 ． 顼支顶楹锚 杆房 柱果矿法在釜义锰矿 的 应用 ． 中国锰业 ． 1 9 8 7 ． 3 4 维普资讯