銀山礦采礦項目匯報714剖析

軟弱巖層條件下薄礦脈低貧損安全開采關鍵技術研究匯報單位：中南大學江銅集團銀山礦業(yè)有限公司2016年7月14日為解決北山鉛鋅淺孔留礦法回采過程中出現的：（1）采場冒頂和片幫，支護難度大，安全問題突出；（2）采場內貧化損失嚴重，回采高度難以達到要求；（3）存窿礦集中出礦過程中大片冒落，堵塞出礦口；現有處理措施削弱保護墩穩(wěn)定性，造成其變形失效；（4）開采深度增加及采空區(qū)作用，地壓活動更嚴重。

從根本上解決影響礦山穩(wěn)定、安全、可持續(xù)發(fā)展的上述主要技術、安全和經濟難題，同時為深部資源大規(guī)模開采提供重要的技術支撐。一、項目背景與研究進度1設計背景一、項目背景與研究進度2研究進度（1）2016年4月~6月，簽署協議，現場調研，開采技術條件分析；（2）2016年7月~12月，已有研究成果分析，與淺孔留礦法回采工藝相關的地壓時空演變規(guī)律、地壓控制措施研究，以及基于地壓控制措施實施前后地壓演變規(guī)律的采場優(yōu)化設計；（3）2017年1月~2月，提交階段研究報告，集團組織評審，根據評審意見修改相關內容；（4）2017年3月~4月，選擇典型試驗采場，試驗采場設計與施工；（5）2017年5月~8月，回采設計及回采作業(yè)；（6）2017年9月，集中出礦；（7）2017年10月，研究成果總結評審本項目預期研究期限1.5a：二.研究現狀分析與資料搜集1研究現狀分析通過網上檢索和實地考察，進行了軟弱巖層條件下薄礦脈低貧損安全開采的研究現狀分析和資料搜集。（1）千枚巖巖性分析；（2）淺孔留礦法回采工藝分析及優(yōu)化；（3）軟弱巖層條件下薄礦脈低貧損安全開采的研究現狀分析；（4）淺孔留礦法回采工藝地壓時空演變規(guī)律研究現狀分析；（5）地壓控制措施研究現狀分析；（6）軟弱巖層條件下淺孔留礦法采場優(yōu)化設計。二.研究現狀與資料搜集2生產資料搜集在項目開展過程中，積極和生產、地質部門溝通交流，對最新的地質資料和生產現狀圖紙及文字資料進行了分析和整理。（1）圖紙資料：各勘探線剖面圖、中段平面圖、井巷工程布置圖、采礦方法設計圖等。（2）文字資料：勘探報告，初步設計，礦石儲量、品位，礦體埋藏深度、產狀（走向、傾向、傾角、真厚度）、物理力學性質（密度、容重、松散系數）等地質及開采技術條件資料。（3）其他資料：采礦成本，支護成本，運輸成本，工資水平，水、電、氣價格，水泥、鋼材、木材價格等。三.現場調研與取樣1現場踏勘在項目開展過程中，先后四次下井實地踏勘了-330、-285和-240m的生產現狀及地壓顯現情況。-240中段東大巷-285中段11-12線10-2支三.現場調研與取樣-240中段3-4線10-4采場保護墩（下盤）-240中段2-3線10-1支采場保護墩（上盤）三.現場調研與取樣2節(jié)理裂隙調查地質資料中關于巖體的產狀描述較詳細，為驗證其準確性，利用測線法進行結構面調查。四.各部門交流1地質測量部：張志輝、楊晨、梁晶等；在地質測量部的協助下，搜集整理了最新的銀山礦各勘探線剖面圖、中段平面圖、勘探報告，初步設計，礦石儲量、品位，礦體埋藏深度、產狀（走向、傾向、傾角、真厚度）、物理力學性質（密度、容重、松散系數）等地質及開采技術條件資料。并對特殊的地質地形，斷層分布和礦體賦存等條件進行了深入的交流和總結。在項目開展過程中，對搜集到的資料及時進行分析和整理，現場踏勘過程中的具體情況及時整理匯總，各中段生產過程中遇到的問題和經驗及時搜集總結。四.各部門交流2井下采礦場：李紅鵬、鐘度元、龔志仁、張志勇、蘇暢、陳仁財等；在井下采礦場各位的協助下，搜集整理了最新的井巷工程布置圖、采礦方法設計圖、生產計劃等資料。在井下采礦場各同事的陪同下，深入現場調研了各中段的生產現狀，按當前采礦方法，針對生產過程中出現的采場地壓活動現象進行了回憶總結，并結合采場的具體情況進行了原因分析和經驗總結。四.各部門交流3生產計劃部：王德忠、賀森泉等；對資料搜集過程中出現資料缺失的問題及時向生產計劃部領導進行了反饋，并將第一階段的主要研究成果及時向生產計劃部領導進行了匯報。五.各中段生產及地質情況1-330m中段-330m中段現有生產采場總計2個，其中其中生探2個。北山區(qū)-330中段采場均有小斷層分布。五.各中段生產及地質情況1-330m中段-330m中段北山現有生產采場總計2個，其中生探2個。北山區(qū)-330中段采場均有小斷層分布。項目采場位置備注生探3-2線10-3沿正在進行拉底作業(yè)5線10-1東/西沿正在進行拉底作業(yè)五.各中段生產及地質情況采礦方法示意圖五.各中段生產及地質情況2-285m中段-285m中段北山現有生產采場總計8個，其中切割2個、生產2個、出礦2個、備采2個。北山區(qū)3、8、10線附近存在貫穿采場大斷層，九區(qū)3線附近有平行于勘探線（南北走向）的大斷層，17線有沿主巷大斷層貫穿，其他采場有大量小斷層分布。五.各中段生產及地質情況2-285m中段項目采場位置備注生產采場北山區(qū)2-3線10-1采場采30m左右，1#-4#斗出現無法出礦的情況，7#、8#斗支護架擠壓受損嚴重，存在整體片幫的情況北山區(qū)10-11線10-2支1采場正在進行上采，靠近11線附近有沿礦脈走向大斷層，10線存在較多小斷層出礦采場北山區(qū)5-6線10-2存采場2016年4月開始下采，目前已出礦4003.4t，存窿1977.6t北山區(qū)12-13線10-2支1采場2016年6月開始下采，目前已出礦954.6t，存窿9730.4t切割采場北山區(qū)4-5線10-1采場正在進行采準切割，脈內存在較多小斷層北山區(qū)11-12線10-2支采場正在進行采準切割，易發(fā)生冒落，脈內存在較多小斷層備采采場10-2202采備采礦量17672t，脈內存在小斷層北山14-15線10-2支采場備采礦量18157.9t，脈內存在小斷層五.各中段生產及地質情況3-240m中段-240m中段現有生產采場總計6個，其中切割1個、生產2個、出礦2個、備采1個。北山區(qū)3、12、13線均有大斷層貫穿，其他采場有小斷層分布。五.各中段生產及地質情況3-240m中段項目采場位置備注生產采場北山區(qū)2-3線10-1支采場剛剛上采采場，拉底工程顯示礦體內有三個小斷層，脈外巷道內部也見明顯斷層，但是否為連貫大斷層無法確認北山區(qū)11-12線10-4采場已經上采至20m高，采場內部有斷層貫穿，脈外巷道存在片幫現象出礦采場北山區(qū)6-7線10-2支采場余7756t，出礦過程中由于兩幫片幫，導致存在較多大塊，需要進行破碎，下井時炮煙大，只在外看九區(qū)4-5線9-1101采場余4290t，出礦過程中由于兩幫片幫，導致存在大塊切割采場北山區(qū)3-4線10-4采場拉底工程和脈外巷道掘進同步，3線附近脈外巷道位于礦體下盤，大部分穩(wěn)固性好，往4線方向礦體傾向改變，轉為上盤。局部地區(qū)片幫。下井時正在鑿巖。備采采場九區(qū)5-6線9-1102采場相關采準切割工作均已完成，可直接進行采礦作業(yè)六.礦體三維模型構建礦山地形復雜，礦體形狀極不規(guī)整，正常情況下很難通過模擬方法獲得比較準確的空區(qū)形態(tài)和關鍵剖面圖，對于其外部載荷與地形特征的模擬存在較大誤差，難以勝任地表生產區(qū)域穩(wěn)定性的分析。為此，有必要對原始水文地質數據進行收集，建立真實反映復雜地層載荷和地形地貌條件的礦山模型，為礦山相關模型的分析與準確計算提供可靠數據，為礦山的地壓顯現規(guī)律分析和采準工程優(yōu)化提供依據。通過研究與比較，選用當前比較流行的Surpac軟件建立礦山實體模型。六.礦體三維模型構建通過前面地質剖面圖的處理，根據圖上圈定的礦體，在Surpac軟件中建立三維礦體模型。根據勘探線的布置，將各中段平面、剖面圖通過坐標轉換導入到Surpac里，最后在Surpac里保存為線文件。把所有勘探線上的礦體連接在一起，就可以形成整個礦山礦體的實體三維模型。1礦體實體模型的建立六.礦體三維模型構建銀山礦采空區(qū)主要集中在-240m中段以上，采空區(qū)模型的建立對后續(xù)進行采場地壓顯現規(guī)律分析和實驗采場選取意義重大。建模主要方法是根據銀山礦提供的-240m中段以上CAD中段平面圖，把CAD中段平面圖導入到Surpac軟件中，用Surpac軟件描出巷道的中線圖，已采采場即為采空區(qū)，通過中線創(chuàng)建三角網，選擇相應的斷面進行采空區(qū)建模。2采空區(qū)模型的建立六.礦體三維模型構建礦山建模的一個重要內容就是各種開拓工程巷道的實體建模，通過三維模型顯示來實現工程可視化。建模主要方法是根據銀山礦提供的CAD中段平面圖，把CAD中段平面圖導入到Surpac軟件中，用Surpac軟件描出巷道的中線圖，通過中線創(chuàng)建三角網，選擇相應的斷面進行建模。3各中段巷道模型的建立六.礦體三維模型構建為了對礦體賦存情況和開拓系統有直觀的認識，準確反應礦體與巷道之間相對空間位置關系，將建立好的礦體模型、采礦模型與巷道模型整合到一起，即為礦山三維實體模型。4礦山三維模型的建立七.地壓作用機理初步分析根據已有的采場地壓分析報告和現場踏勘對采場生產過程中出現的地壓顯現現象的整理分析，結合現場工作人員的經驗總結，查閱國內外最新的地壓顯現機理資料，對各中段生產過程中出現的采場地壓顯現機理進行了初步分析。七.地壓作用機理初步分析（1）隨著開采深度的不斷增加，地壓作用不斷增強；（2）上部采空區(qū)不斷累計，地壓顯現加??；（3）礦體圍巖的片理結構和千枚巖的特殊巖性；（4）位于北西西斷裂裂隙組，采場內斷層很多；（5）受限于井下裝備水平，采礦進度較慢，采準巷道長時間暴露，片幫、冒頂、垮塌嚴重。（6）礦體產狀變化多端，單一的脈外巷道布置方式導致其頂板穩(wěn)定性相對較差。八.工業(yè)試驗采場初選（1）具有代表性：既要解決現階段影響礦山穩(wěn)定安全生產的難題，同時為深部資源大規(guī)模開采提供重要的技術支撐。（2）結合銀山礦現有的井下生產計劃，在2017年進行工業(yè)采場實驗之前，盡量選擇未采動的采場。（3）結合銀山礦礦體的賦存條件及礦體變化規(guī)律，盡量選擇深部中段，且斷層分布集中，容易出現采場地壓災害的采場進行工業(yè)采場實驗。1選擇原則八.工業(yè)試驗采場初選2-240m中段可選采場采場位置長度總礦量品位假/真厚度備注北山區(qū)2-3線10-4采場10719517Pb:0.975Zn:1.6323/0.45靠近3線大斷層，沿脈巷已開掘，顯示內部有小斷層分布北山區(qū)9-10線10-4采場8515504Pb:0.780Zn:1.7603.1/1.05沿脈巷已開掘，顯示內部有小斷層分布北山區(qū)10-11線10-4采場9717693Pb:0.830Zn:3.4501.52/1.02沿脈巷已開掘完畢，顯示內部有小斷層分布北山區(qū)12-13線10-4采場8114774Pb:0.820Zn:3.450--靠近13線大斷層，沿脈巷已開掘完畢，顯示內部有小斷層分布-240中段開采已久，可選試驗礦體主要為10-4礦體，充分考慮礦體及斷層分布情況，在2017年適宜進行工業(yè)采場實驗的主要由以下四個：八.工業(yè)試驗采場初選2-240m中段可選采場八.工業(yè)試驗采場初選3-285m中段可選采場采場位置長度礦量品位假/真厚度備注北山區(qū)2-3線10-4采場7112950Pb:0.986Zn:1.9723.69/0.78已進行切割，3線附近存在沿礦體走向大斷層，內部有小斷層分布北山區(qū)3-4線10-4采場11220428Pb:0.986Zn:1.9722.02/1.13暫未進行施工作業(yè)，內部有小斷層分布北山區(qū)4-5線10-4采場11520976Pb:1.000Zn:1.796--暫未進行施工作業(yè)，內部有小斷層分布北山區(qū)14線10-2支1采場10919881Pb:1.431Zn:1.917--沿脈巷已完成，正在進行切割，該區(qū)礦體尖滅復合較為復雜-285中段