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[摘 要]松散破碎矿体回采,采用胶结充填成本又太高。由于一些矿区上盘围岩不稳固,回采过程中上盘围岩垮塌、冒落时有发生,易沉帮冒顶,损失率和贫化率骤增,并对后期的持续开采难度增加。本文针对松散矿体的深孔施工和参数确定进行了探讨
[关键词]松散;破碎矿体;采矿
中图分类号:TD853 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0055-01
1.矿体采矿现状
随着国民经济对矿产资源的消费需求,矿产品价格日趁回升,按照盈亏平衡点计算,过去认为没有开采效益的低品位矿石,现在已具有开采价值。在成本方面,给分层充填采矿法的应用提供了比较宽松的空间,客观上要求我们运用新技术,开拓新思路,在采矿技术上重点解决松散破碎复杂难采矿石的安全回采问题,尽可能多的回收低品位矿石。
2.区域地质概况
2.1 地层
本工程设计范围内主要为中三叠统个旧组卡房段碳酸盐类地层,岩性主要为白云岩、灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩等。本次设计主要设计地层有卡房段T2g15和T2g16层。
T2g15:上部为深灰色瘤状灰岩,中厚-薄层状微晶灰岩、砾屑灰岩,岩石中见藻粘结斑点、团块、球粒。动物化石见介形虫、棘屑、腹足、瓣鳃等碎片。下部为深灰色厚层状微晶灰岩夹少量灰质白云a岩。厚69~205m。反映出沉积期水体稳定沉积条件变化不大的潮下低能沉积环境。
T2g16:为灰色中厚层状微晶~砂屑灰质白云岩与微晶灰岩互层,灰质白云岩中见藻粘结凝 块、藻团、球粒及层纹石,膏模孔、鸟眼和汤团构造发育,含少量介形虫化石。厚15~200m。反映出沉积物和沉积环境为潮间-潮上重复变化。
2.2 构造
高峰山矿段花岗岩脊状突起西翼,高峰山花岗岩脊状突起为多组断裂交截扎根部位,主要有北东向、近东西向、北西向三组断裂。
芦塘坝断裂:区内重要的导矿、控矿、含矿构矿。该断裂斜穿高松矿田中部,呈北35°-45°东方向展布,北西倾斜,倾角45°-88°,长度大于8千米,破碎带宽5-30米,局部达50-60米,由压裂岩、碎斑岩、碎粒岩、糜棱岩及角砾岩组成,住深部延伸表现为劈理化。该断裂派生有隐伏于地下的与之平行或呈北东方向的次级断裂,平行产出的如1号断裂,他们在通过T2g16地层时则产生大量的层间剥离和破碎,尤其在相交部位,形成良好的容矿空间,并有多层次层脉交互型层间氧化矿体产出。
炸药库断裂:北75°-85°西走向,倾向南西,倾角75°-83°,长度大于7千米,倾斜延伸大于600米,破碎带宽1-10米,局部30米。该断裂在深部与花岗岩交截部位存在锡、铜矿。
背阴山断裂:北70°-80°西走向,倾向南西或北东,倾角80°-85°,长度大于12千米,倾斜延伸大于800米,破碎带宽3-30米,局部50米。该断裂在深部与花岗岩交截部位存在锡、铜矿。
2.3 花岗岩
区内花岗岩属燕山晚期粒状黑云母花岗岩,主要由钾长石、石英、斜长石及黑云母组成。其中石英约占30%以上,分布不均,大小不一,在1-3毫米之间,少数聚晶达7-8毫米,彼此紧密镶嵌,具波状消光;钾长石约占35%左右,以中粒为主,晶形不完整,局部呈自形板状,双晶不发育,偶见隐格双晶或卡氏双晶,条纹构造也不发育。
3.开采技术条件
3.1 矿体赋存标高
高峰山5-1矿体赋存标高1510米-1590米,倾斜延伸55-110米,倾角30-65°,矿体水平厚度2-65米。
3.2 矿、岩稳固性
3.3 水文地质
该矿体赋存标高1510米-1590米,T2g16地层和T2g15地层是主要的含水-透水层,地下水类型为岩溶裂隙水,巷道揭露无大量涌水点,大气降水是地下水主要补给水源。隔水层为燕山期黑云母花岗岩,岩石风化强烈至中等,矿体赋存标高位于排泄基准面大屯盆地(海拔1300米)以上。因此地下水对矿床开采不会造成大的危害。
3.4 设计依据
本次设计的主要依据为1540m高峰山T1、T1-6、T0、T0-2、T0-4、T0-6线部分已施工的钻孔,采分L组钻探工程,5-1矿体1540米平面施工的无轨巷道揭露情况。
3.5 勘探网度的确定及勘探工程的布置
TO至T0-2线,根据已升级的钻孔和现阶段施工的无轨巷道和T0-4剖面施工收集到的资料采用坑道升级,勘探剖面间距25米,在一些变化较大的部位适当的加密勘探间距,坑探主要以穿脉和沿脉为主,其中有少量的天井工程。
3.6 设计方案和施工顺序
设计方案主要是在1540m中段平巷布置钻探升级工程,在1540米平面无轨巷道为底部,在1550米平面采用穿脉加沿脉堑沟的方法探清矿体。
施工顺序:1、以现施工的T0-4剖面工程为突破口,先施工一分层0°方向沿脉工程;2、根据0°方向沿脉工程揭露情况依次施工T0-2、T0剖面穿脉天井工程;3、1540m平面T0-2底部堑沟根据T0-2一分层穿脉施工情况决定是否施工。
4.爆破参数的选择
炸药在岩体内爆炸后,在岩体内产生瞬时高压冲击波一应力波,岩石受到应力作用后,产生两个作用,由于应力波作用使岩体形成粉碎区、裂隙区、震动区、片落区。当药量增大到一定程度后,粉碎、裂隙、片落三区扩大,而震动区不存在了。药量的增大是有一定限度的,这就要求我们合理选择爆破参数。我矿采矿工作者,结合我矿实践,选择最小抵抗线W值:
间隔时间的选取对矿岩破碎状况有着重要影响,如果间隔时间过短, 新自由面还来不及形成,在一定程度上就恶化了后排的爆破效果。如果间隔时间过长, 先起爆的药包在岩体内创造的应力均已消失,而不能与随之起爆的后段药包产生的应力叠加,因而不利于矿岩的破碎, 况且时间过长, 形成独立爆破, 先后抛出的岩块不能相互碰撞, 不能使岩石发生再次破碎, 这样就会造成矿岩破碎效果不佳。我矿深孔爆破间隔时间选取的公式为
结语:
实践证明,该采矿方法较好地解决了回采技术难题,基本实现了安全、高效及低成本回采,具有良好的技术经济指标,产生了明显的社会效益,并累
积了丰富的现场管理经验,为今后同类型矿体回采奠定了技术基础,在同类矿山中具有广阔的推广应用前景。
参考文献
[1] 胡道喜.急倾斜下盘软破铁矿体采矿方法优化研究[D].西安建筑科技大学,2013.
[关键词]松散;破碎矿体;采矿
中图分类号:TD853 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0055-01
1.矿体采矿现状
随着国民经济对矿产资源的消费需求,矿产品价格日趁回升,按照盈亏平衡点计算,过去认为没有开采效益的低品位矿石,现在已具有开采价值。在成本方面,给分层充填采矿法的应用提供了比较宽松的空间,客观上要求我们运用新技术,开拓新思路,在采矿技术上重点解决松散破碎复杂难采矿石的安全回采问题,尽可能多的回收低品位矿石。
2.区域地质概况
2.1 地层
本工程设计范围内主要为中三叠统个旧组卡房段碳酸盐类地层,岩性主要为白云岩、灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩等。本次设计主要设计地层有卡房段T2g15和T2g16层。
T2g15:上部为深灰色瘤状灰岩,中厚-薄层状微晶灰岩、砾屑灰岩,岩石中见藻粘结斑点、团块、球粒。动物化石见介形虫、棘屑、腹足、瓣鳃等碎片。下部为深灰色厚层状微晶灰岩夹少量灰质白云a岩。厚69~205m。反映出沉积期水体稳定沉积条件变化不大的潮下低能沉积环境。
T2g16:为灰色中厚层状微晶~砂屑灰质白云岩与微晶灰岩互层,灰质白云岩中见藻粘结凝 块、藻团、球粒及层纹石,膏模孔、鸟眼和汤团构造发育,含少量介形虫化石。厚15~200m。反映出沉积物和沉积环境为潮间-潮上重复变化。
2.2 构造
高峰山矿段花岗岩脊状突起西翼,高峰山花岗岩脊状突起为多组断裂交截扎根部位,主要有北东向、近东西向、北西向三组断裂。
芦塘坝断裂:区内重要的导矿、控矿、含矿构矿。该断裂斜穿高松矿田中部,呈北35°-45°东方向展布,北西倾斜,倾角45°-88°,长度大于8千米,破碎带宽5-30米,局部达50-60米,由压裂岩、碎斑岩、碎粒岩、糜棱岩及角砾岩组成,住深部延伸表现为劈理化。该断裂派生有隐伏于地下的与之平行或呈北东方向的次级断裂,平行产出的如1号断裂,他们在通过T2g16地层时则产生大量的层间剥离和破碎,尤其在相交部位,形成良好的容矿空间,并有多层次层脉交互型层间氧化矿体产出。
炸药库断裂:北75°-85°西走向,倾向南西,倾角75°-83°,长度大于7千米,倾斜延伸大于600米,破碎带宽1-10米,局部30米。该断裂在深部与花岗岩交截部位存在锡、铜矿。
背阴山断裂:北70°-80°西走向,倾向南西或北东,倾角80°-85°,长度大于12千米,倾斜延伸大于800米,破碎带宽3-30米,局部50米。该断裂在深部与花岗岩交截部位存在锡、铜矿。
2.3 花岗岩
区内花岗岩属燕山晚期粒状黑云母花岗岩,主要由钾长石、石英、斜长石及黑云母组成。其中石英约占30%以上,分布不均,大小不一,在1-3毫米之间,少数聚晶达7-8毫米,彼此紧密镶嵌,具波状消光;钾长石约占35%左右,以中粒为主,晶形不完整,局部呈自形板状,双晶不发育,偶见隐格双晶或卡氏双晶,条纹构造也不发育。
3.开采技术条件
3.1 矿体赋存标高
高峰山5-1矿体赋存标高1510米-1590米,倾斜延伸55-110米,倾角30-65°,矿体水平厚度2-65米。
3.2 矿、岩稳固性
3.3 水文地质
该矿体赋存标高1510米-1590米,T2g16地层和T2g15地层是主要的含水-透水层,地下水类型为岩溶裂隙水,巷道揭露无大量涌水点,大气降水是地下水主要补给水源。隔水层为燕山期黑云母花岗岩,岩石风化强烈至中等,矿体赋存标高位于排泄基准面大屯盆地(海拔1300米)以上。因此地下水对矿床开采不会造成大的危害。
3.4 设计依据
本次设计的主要依据为1540m高峰山T1、T1-6、T0、T0-2、T0-4、T0-6线部分已施工的钻孔,采分L组钻探工程,5-1矿体1540米平面施工的无轨巷道揭露情况。
3.5 勘探网度的确定及勘探工程的布置
TO至T0-2线,根据已升级的钻孔和现阶段施工的无轨巷道和T0-4剖面施工收集到的资料采用坑道升级,勘探剖面间距25米,在一些变化较大的部位适当的加密勘探间距,坑探主要以穿脉和沿脉为主,其中有少量的天井工程。
3.6 设计方案和施工顺序
设计方案主要是在1540m中段平巷布置钻探升级工程,在1540米平面无轨巷道为底部,在1550米平面采用穿脉加沿脉堑沟的方法探清矿体。
施工顺序:1、以现施工的T0-4剖面工程为突破口,先施工一分层0°方向沿脉工程;2、根据0°方向沿脉工程揭露情况依次施工T0-2、T0剖面穿脉天井工程;3、1540m平面T0-2底部堑沟根据T0-2一分层穿脉施工情况决定是否施工。
4.爆破参数的选择
炸药在岩体内爆炸后,在岩体内产生瞬时高压冲击波一应力波,岩石受到应力作用后,产生两个作用,由于应力波作用使岩体形成粉碎区、裂隙区、震动区、片落区。当药量增大到一定程度后,粉碎、裂隙、片落三区扩大,而震动区不存在了。药量的增大是有一定限度的,这就要求我们合理选择爆破参数。我矿采矿工作者,结合我矿实践,选择最小抵抗线W值:
间隔时间的选取对矿岩破碎状况有着重要影响,如果间隔时间过短, 新自由面还来不及形成,在一定程度上就恶化了后排的爆破效果。如果间隔时间过长, 先起爆的药包在岩体内创造的应力均已消失,而不能与随之起爆的后段药包产生的应力叠加,因而不利于矿岩的破碎, 况且时间过长, 形成独立爆破, 先后抛出的岩块不能相互碰撞, 不能使岩石发生再次破碎, 这样就会造成矿岩破碎效果不佳。我矿深孔爆破间隔时间选取的公式为
结语:
实践证明,该采矿方法较好地解决了回采技术难题,基本实现了安全、高效及低成本回采,具有良好的技术经济指标,产生了明显的社会效益,并累
积了丰富的现场管理经验,为今后同类型矿体回采奠定了技术基础,在同类矿山中具有广阔的推广应用前景。
参考文献
[1] 胡道喜.急倾斜下盘软破铁矿体采矿方法优化研究[D].西安建筑科技大学,2013.