宁乡式赤铁矿几种采矿方法浅析

肖林轩，杨 招

（江西乌石山矿业有限公司,江西 吉安 343000）

乌石山矿区隶属于江西乌石山矿业有限公司，建设于1970年，矿区位于永新县文竹镇，矿产资源属于宁乡式赤铁矿，矿山历经露天、平硐、斜井开采，1995年全面结束露天开采，1998年正式转入地下开采，矿山经过多年井下生产实践，得出了几种适合本矿山的采矿方法。

1 矿区地质情况

乌石山铁矿区属于赣西沉积型“宁乡式”铁矿床的一个中型矿床，在大地构造位置上位于华南褶皱系赣中南褶皱、赣西南拗陷之井冈山—陈山隆褶断束中部。区域出露地层自下而上有古生界奥陶系、泥盆系、石炭系、二迭系，中生界三迭系、白垩系以及新生界第四系，本区矿床产于泥盆系上统锡矿山组翻下段底部[1]。

矿石类型为呈层状鲕状赤铁矿，矿体分为上下两层矿，矿层平均厚度为1.5m矿体平距间距为2.5m适合分层开采，矿石（TFe）平均品位50.82%。矿体直接顶板为绿泥石砂岩厚度极薄约0.4m，间接顶板为破碎的炭质页岩或粉砂岩等稳固性差，吸水后易膨胀软化，间接顶板的稳定程度直接决定采场的稳定[2]。

直接底板为绿泥石砂岩较为稳固，矿体受褶皱影响南陡（部分矿体倒转）北缓，矿区内大大小小断层数百条，基本都有钻孔进行控制，但是在日常掘进探矿过程中常常遇到新的断层，给矿体开采造成了很大的难度，尤其是沿矿层走向发育的正断层，容易造成矿体整体缺失，导致开采资源量的下降。

2 采矿方法

矿山经过多年井下生产实践证明适合本矿山井下生产的采矿方法为全面采矿法、浅眼留矿采矿法和伪倾斜进路采矿法。

2.1 全面采矿法

全面采矿法适合用于矿岩中等稳固以上，矿层倾角小于45°，矿厚不大于4m的缓倾斜矿体的采矿方法，全面采矿法一般沿着矿体走向划分矿块，在矿块中至下而上进行回采，留下规则、不规则矿柱，支撑采空区。

采矿方法特征。如图所示，工作面沿着矿层走向推进，阶段高度一般为30m，阶段斜长视矿层倾角而定，一般不超过60m，矿房宽度一般为50m，矿柱大小一般为2m×3m，顶底柱厚度一般为2m～3m。

首先在巷道内每间隔6m ～ 8m掘进一个放矿漏斗（漏斗斜面角一般为55°以上），每间隔20m掘进电耙硐室。联通所有漏斗形成拉底平巷（一般2.5×2）后在采场中间位置掘进采场先行天井（一般为3m×矿厚）与上阶段平巷贯通，作为开切自由面，矿体回采沿着矿体走向一侧向上推进，矿石搬运一般靠矿石自溜及人工辅助电耙搬运，（现基本采用4.5KW电耙耙矿），每个矿柱的控顶面积一般为12m2（根据现场情况进行适当调整），当顶板暴露时采场一般锚喷、钢支架、浆砌块石等方式进行支护，防止顶板垮塌，矿房内所有不规则矿柱不进行回采，采矿工程结束后采场用砼支护等方式对采场漏斗进行封闭隔离，保留采场先行天井作为下一阶段的回风上山。

图1 全面法采矿方法图

2.2 浅眼留矿法

浅眼留矿法比较简单适合于矿体连续性较好，围岩稳固，无大断层的急倾斜矿体（矿体倾角65°以上）的开采方法。采矿方法特征。浅眼留矿采矿法一般沿着采场走向布置，长度30m以上，阶段高一般为30m，使用浅孔（一般为2.5m）落矿，顶底柱厚度为2.5m ～ 3m。留设部分不规则零星点柱进行支撑，采用在采场中央布置先行天井，矿房两侧设顺路天井的结构。（如图所示）。矿房两侧掘进顺路天井并搭设扶梯与上阶段贯通，在垂直方向每间隔6m掘进联络道与矿房贯通。一般采用YT-28钻采用之字形布眼向上回采，炮眼间距为1.0m，在运输平巷内每间隔6m ～ 8m布置一个放矿漏斗每次放出20%左右矿体。放矿完成后采用浇灌封闭所有漏斗口。

图2 浅孔留矿采矿方法图

2.3 伪倾斜进路采矿法

伪倾斜进路采矿法一般用于矿体一般连续、断层较多的急倾斜矿体的采矿方法，在我矿采矿过程中应用较为广泛。采矿方法特征。在采场中掘进若干个伪倾斜进路上山（倾角一般为50°断面大小为3m×矿厚）并与上中段贯通，将矿体划分成若干个矿块，自上而下进行回采，留设不规则矿柱及钢管横称支撑采空区。采场走向长度一般不超过50m，顶底柱厚为3m，矿柱大小为3m×2m，每个矿柱控顶面积为12m2，采场遇断层时采用密集坑木横称支护。

矿房采用两旁设顺路天井的结构，通过之字形上山与上中段贯通后，完成采准工作，通过两旁顺路天井进入采场进行至上而下的回采作业工作，采用矿石自溜，人工辅助出矿的工作方式落矿。

图3 伪倾斜进路采矿图

2.4 我矿几种采矿方法的特点

（1）全面法。我矿缓倾斜矿体居多，全面法应用最为广泛，全面采矿法工艺简单，采准切割工程量小，生产效率高。但是受断层及矿层顶板岩层破碎等因素影响，采场内需要留设大量支撑矿柱，局部需留设0.3m厚矿层护顶，资源回收率不高，近年来通过一些技术手段例如 ：采回采矿体过程中降低矿房跨度，遇断层时留设不小于2m连续矿柱护顶，调整采场参数，使用人工矿柱代替天然矿柱，对采空区进行喷浆锚杆支护等支护措施，采用自上而下分层回采加大出矿速度，在顶板来压前将矿体及时采出等措施，取得了较好的效果，近年来回采率一直比较稳定。

（2）留矿法。留矿法工艺比较简单，管理方便，落矿简单，采准工程量较小的特点，采用至下而上分层回采作业方式，每个分层都需要进行落矿、通风、局部放矿、人工平场、顶板浮石处理等一系列工作。支护工程相对全面法要少，回采率较高，一般在88%左右。但是需要特别注意顶板的滑动，一旦顶板暴露，一定采用锚杆、喷浆、钢管横称方式进行支撑，放矿应均匀，避免空洞、悬拱、卡口的形成，作业高度始终保持在2m左右。

（3）伪倾斜进路采矿法。伪倾斜进路采矿法可视为全面采矿法及留矿法的结合，其采准、支护方式类似于全面法，落矿方式类似于留矿法。进路采矿法解决了断层多，倾角不稳定矿体的回采方式，同时增加了三角矿、零星残矿的回收，但是坑木横称支护工作相对较多，必须在确保进路上山安全稳定的情况下才能进行大量放矿，确保矿块回收率。总结，随着开采中段的逐步下延，未来采矿作业点将基本集中在农田、村庄及河流下，为了控制采场地压，维持采空区稳定，防止地表塌陷，同时增加采矿回采率，以上几种采矿方法无法将资源做到大最大化利用，采用至上而下分层充填回采已经成为新的发展方向，成为我矿今后工作的重点。

3 结语

实践证明乌石山矿区矿体薄、断层多不适合大型机械化开采，在日常工作过程中经常深入采场进行素描、绘图等工作，观察、收集、了解采场地质构造，断层破碎带发育情况，矿体产状变化情况等，多种采矿方法进行分析总结，根据现场情况及时合理布置采场，调整采场参数，合理布置回采顺序，降低矿石损失与贫化，有效地控制地压确保采场稳定，尽量采用人工矿柱代替天然矿柱，做到资源最大化利用，方能取得较好的经济效益。