某黑钨矿采区地压控制技术有色金属科学与工程.docVIP

某黑钨矿采区地压控制技术 曾凡珍 赣州有色冶金研究所，江西 赣州341000 摘要：矿山开采必然引起采区地压活动，影响矿区的安全生产和资源的有效回收。通过对某黑钨矿采区地压活动的研究，揭示矿区开采地压显现的基本规律及其破坏特征，并提出控制矿区地压活动的综合性预防措施，通过这些措施的实施，有效抑制采区地压活动，解决矿区回采过程中安全性差和矿石贫化、损失率大等难题，取得良好效果，确保矿山安全、高效和稳定的生产。 关键词：黑钨矿床；破碎带；采区地压；地压控制 矿山开采过程中，由于岩体的开挖引起工程围岩应力的平衡失调,使原来处于平衡状态的应力在岩体内部重新分布，并因此产生应力的集中与释放等情况,从而引起围岩的变形、移动乃至破坏，这就是矿山地压活动［1-2］。其范围、规模以及危害程度，与矿山岩体工程地质条件、生产工艺、生产规模以及采掘强度等有直接的关系。有效控制矿山地压，避免或减少地压活动对矿山的危害是保障企业安全、高效和稳定生产的关键［3］。 1 矿山概况 某黑钨矿床属岩浆期后气化——高温热液黑钨矿床。矿体赋存于变质岩覆盖下的岩体接触面内带的云英岩带内，矿带长800 m、宽90 m左右，厚20～30 m,共有14 条矿带组成。矿体平面上呈窄长带状，具分枝、膨缩、平行交替现象和剖面上的不连续带状特征。矿体倾向 N W30 °、倾角55～75°。矿区采用平窿加盲斜井联合开拓，陆续形成了770 m、720 m、670 m和620 m等4个开采水平（见图1），中段高为50 m，目前主要生产水平是720 m和770 m水平（其中770 m水平大部分采场已结束正常作业），670 m和620 m水平正在进行开拓，生产处理能力为４00 t/d, 采矿方法主要有全面法、浅孔留矿法（小采）和分段凿岩阶段矿房法（大采）。 相对于赣南其它钨矿山, 该矿区是一开采时间较短的矿区，不仅矿脉少、矿石储量小，目前所形成的采空区量也较小，并且其空间关系相对简单。按常理矿区地压活动应该不是很明显,但由于矿体上盘赋存有一与矿体走向基本一致、厚度大致相同的F1构造破碎带（见图2），易导致矿体开采过程中上盘构造带的垮塌与冒落，造成矿石的损失与贫化，威胁井下的生产安全。随着矿区开采水平的向下延伸和采空区量的逐步增大，这一问题将日益突出，极有可能造成上盘围岩的大面积冒落，诱发区域性的地压活动，制约矿山的健康发展。 2 地压活动原因分析 矿山地压活动是矿体开采的必然结果,影响因素众多，概括起来可分为两个方 图１ 矿区开拓系统图 Fig.1 Mine exploration system diagram 图2 12号勘探线剖面图 Fig. 2 12 prospecting line profile map 面，即自然因素和生产因素。自然因素包括矿岩岩性、矿体赋存深度、矿体倾角与厚度及构造发育情况等；而生产因素则包括采矿方法、回采顺序、采空区的处理、 施工管理及总体工程布局等。总之，地压活动的发生是众多因素综合影响的结果。［4］ 就该矿区而言，导致矿区地压活动的主要因素是F1破碎带的不良影响以及采矿方法的欠合理。 （1）破碎带的影响：岩体中的地质构造，特别是断裂与层间弱面构造是造成地压活动的一个主要因素，断裂构造使得原岩应力转移引起局部岩体应力集中，其本身切割岩体，破坏岩体的完整性，使岩体承载强度下降，大量现场实例说明断层发育地带是地压活动极为频繁的区域，也是灾害性地压的突破口［5－8］。 该矿区矿岩属中等稳固以上的岩体，深部岩石条件更好，并且整个矿区地质构造总体不发育，就此一定程度上抑制了地压活动的发展。但是，由于该矿区属于浸染状矿床，产状复杂，矿体各方向上分枝、复合现象频繁，尤其是受矿体直接顶板上覆F1构造破碎带的影响，该破碎带节理、裂隙发育，局部地段有高岭土化现象，遇水或受潮易呈疏松的碎状、角砾状甚至泥状，力学性能极差，岩体被切割成众多棱形块体，使其自撑能力降低，总体稳固性变差。当开采后周边形成空区时，易造成采场的垮坍和失稳。 （2）采矿方法的影响：针对不同矿段，矿区分别采用全面法、浅孔溜矿法和分段空场法等采矿方法。其中全面法主要用于矿岩中等稳固以上的缓倾斜薄矿体；浅眼留矿法用于矿岩中等以上稳固的倾斜、急倾斜薄矿体；而分段凿岩阶段矿房法则用于矿岩稳固的急倾斜中厚矿带(体)或倾斜的厚矿体［7］。 通过对矿区开采技术条件的分析和现行采矿方法的研究，认为现行的开采方法基本上是可行的：对于矿岩中等稳固或稳固的缓倾斜薄矿体和倾斜薄矿体，采用全面法和浅眼留矿法是钨矿山多年沿用的传统采矿方法。这种采矿方法经多年的生产实践检验是可行的，它不仅生产工艺较简单，而且具有采准切割工程量较小、劳动生产率较高和经济效益较明显等优点，能满足矿区生产能力的要求；分段凿岩阶段矿房法具有回采强度大、采矿成本低、