銀山礦采礦項(xiàng)目匯報(bào)714剖析

軟弱巖層條件下薄礦脈低貧損安全開采關(guān)鍵技術(shù)研究匯報(bào)單位：中南大學(xué)江銅集團(tuán)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(xiàn)的：（1）采場冒頂和片幫，支護(hù)難度大，安全問題突出；（2）采場內(nèi)貧化損失嚴(yán)重，回采高度難以達(dá)到要求；（3）存窿礦集中出礦過程中大片冒落，堵塞出礦口；現(xiàn)有處理措施削弱保護(hù)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(dòng)更嚴(yán)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(shù)、安全和經(jīng)濟(jì)難題，同時(shí)為深部資源大規(guī)模開采提供重要的技術(shù)支撐。一、項(xiàng)目背景與研究進(jìn)度1設(shè)計(jì)背景一、項(xiàng)目背景與研究進(jìn)度2研究進(jìn)度（1）2016年4月~6月，簽署協(xié)議，現(xiàn)場調(diào)研，開采技術(shù)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(guān)的地壓時(shí)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(shí)施前后地壓演變規(guī)律的采場優(yōu)化設(shè)計(jì)；（3）2017年1月~2月，提交階段研究報(bào)告，集團(tuán)組織評(píng)審，根據(jù)評(píng)審意見修改相關(guān)內(nèi)容；（4）2017年3月~4月，選擇典型試驗(yàn)采場，試驗(yàn)采場設(shè)計(jì)與施工；（5）2017年5月~8月，回采設(shè)計(jì)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(jié)評(píng)審本項(xiàng)目預(yù)期研究期限1.5a：二.研究現(xiàn)狀分析與資料搜集1研究現(xiàn)狀分析通過網(wǎng)上檢索和實(shí)地考察，進(jìn)行了軟弱巖層條件下薄礦脈低貧損安全開采的研究現(xiàn)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(xiàn)狀分析；（4）淺孔留礦法回采工藝地壓時(shí)空演變規(guī)律研究現(xiàn)狀分析；（5）地壓控制措施研究現(xiàn)狀分析；（6）軟弱巖層條件下淺孔留礦法采場優(yōu)化設(shè)計(jì)。二.研究現(xiàn)狀與資料搜集2生產(chǎn)資料搜集在項(xiàng)目開展過程中，積極和生產(chǎn)、地質(zhì)部門溝通交流，對(duì)最新的地質(zhì)資料和生產(chǎn)現(xiàn)狀圖紙及文字資料進(jìn)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(shè)計(jì)圖等。（2）文字資料：勘探報(bào)告，初步設(shè)計(jì)，礦石儲(chǔ)量、品位，礦體埋藏深度、產(chǎn)狀（走向、傾向、傾角、真厚度）、物理力學(xué)性質(zhì)（密度、容重、松散系數(shù)）等地質(zhì)及開采技術(shù)條件資料。（3）其他資料：采礦成本，支護(hù)成本，運(yùn)輸成本，工資水平，水、電、氣價(jià)格，水泥、鋼材、木材價(jià)格等。三.現(xiàn)場調(diào)研與取樣1現(xiàn)場踏勘在項(xiàng)目開展過程中，先后四次下井實(shí)地踏勘了-330、-285和-240m的生產(chǎn)現(xiàn)狀及地壓顯現(xiàn)情況。-240中段東大巷-285中段11-12線10-2支三.現(xiàn)場調(diào)研與取樣-240中段3-4線10-4采場保護(hù)墩（下盤）-240中段2-3線10-1支采場保護(hù)墩（上盤）三.現(xiàn)場調(diào)研與取樣2節(jié)理裂隙調(diào)查地質(zhì)資料中關(guān)于巖體的產(chǎn)狀描述較詳細(xì)，為驗(yàn)證其準(zhǔn)確性，利用測(cè)線法進(jìn)行結(jié)構(gòu)面調(diào)查。四.各部門交流1地質(zhì)測(cè)量部：張志輝、楊晨、梁晶等；在地質(zhì)測(cè)量部的協(xié)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(bào)告，初步設(shè)計(jì)，礦石儲(chǔ)量、品位，礦體埋藏深度、產(chǎn)狀（走向、傾向、傾角、真厚度）、物理力學(xué)性質(zhì)（密度、容重、松散系數(shù)）等地質(zhì)及開采技術(shù)條件資料。并對(duì)特殊的地質(zhì)地形，斷層分布和礦體賦存等條件進(jìn)行了深入的交流和總結(jié)。在項(xiàng)目開展過程中，對(duì)搜集到的資料及時(shí)進(jìn)行分析和整理，現(xiàn)場踏勘過程中的具體情況及時(shí)整理匯總，各中段生產(chǎn)過程中遇到的問題和經(jīng)驗(yàn)及時(shí)搜集總結(jié)。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(cái)?shù)龋辉诰虏傻V場各位的協(xié)助下，搜集整理了最新的井巷工程布置圖、采礦方法設(shè)計(jì)圖、生產(chǎn)計(jì)劃等資料。在井下采礦場各同事的陪同下，深入現(xiàn)場調(diào)研了各中段的生產(chǎn)現(xiàn)狀，按當(dāng)前采礦方法，針對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的采場地壓活動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了回憶總結(jié)，并結(jié)合采場的具體情況進(jìn)行了原因分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。四.各部門交流3生產(chǎn)計(jì)劃部：王德忠、賀森泉等；對(duì)資料搜集過程中出現(xiàn)資料缺失的問題及時(shí)向生產(chǎn)計(jì)劃部領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行了反饋，并將第一階段的主要研究成果及時(shí)向生產(chǎn)計(jì)劃部領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行了匯報(bào)。五.各中段生產(chǎn)及地質(zhì)情況1-330m中段-330m中段現(xiàn)有生產(chǎn)采場總計(jì)2個(gè)，其中其中生探2個(gè)。北山區(qū)-330中段采場均有小斷層分布。五.各中段生產(chǎn)及地質(zhì)情況1-330m中段-330m中段北山現(xiàn)有生產(chǎn)采場總計(jì)2個(gè)，其中生探2個(gè)。北山區(qū)-330中段采場均有小斷層分布。項(xiàng)目采場位置備注生探3-2線10-3沿正在進(jìn)行拉底作業(yè)5線10-1東/西沿正在進(jìn)行拉底作業(yè)五.各中段生產(chǎn)及地質(zhì)情況采礦方法示意圖五.各中段生產(chǎn)及地質(zhì)情況2-285m中段-285m中段北山現(xiàn)有生產(chǎn)采場總計(jì)8個(gè)，其中切割2個(gè)、生產(chǎn)2個(gè)、出礦2個(gè)、備采2個(gè)。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(chǎn)及地質(zhì)情況2-285m中段項(xiàng)目采場位置備注生產(chǎn)采場北山區(qū)2-3線10-1采場采30m左右，1#-4#斗出現(xiàn)無法出礦的情況，7#、8#斗支護(hù)架擠壓受損嚴(yán)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(jìn)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(jìn)行采準(zhǔn)切割，脈內(nèi)存在較多小斷層北山區(qū)11-12線10-2支采場正在進(jìn)行采準(zhǔn)切割，易發(fā)生冒落，脈內(nèi)存在較多小斷層備采采場10-2202采備采礦量17672t，脈內(nèi)存在小斷層北山14-15線10-2支采場備采礦量18157.9t，脈內(nèi)存在小斷層五.各中段生產(chǎn)及地質(zhì)情況3-240m中段-240m中段現(xiàn)有生產(chǎn)采場總計(jì)6個(gè)，其中切割1個(gè)、生產(chǎn)2個(gè)、出礦2個(gè)、備采1個(gè)。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(chǎn)及地質(zhì)情況3-240m中段項(xiàng)目采場位置備注生產(chǎn)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(nèi)有三個(gè)小斷層，脈外巷道內(nèi)部也見明顯斷層，但是否為連貫大斷層無法確認(rèn)北山區(qū)11-12線10-4采場已經(jīng)上采至20m高，采場內(nèi)部有斷層貫穿，脈外巷道存在片幫現(xiàn)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(dǎo)致存在較多大塊，需要進(jìn)行破碎，下井時(shí)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(dǎo)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(jìn)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(zhuǎn)為上盤。局部地區(qū)片幫。下井時(shí)正在鑿巖。備采采場九區(qū)5-6線9-1102采場相關(guān)采準(zhǔn)切割工作均已完成，可直接進(jìn)行采礦作業(yè)六.礦體三維模型構(gòu)建礦山地形復(fù)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(zhǔn)確的空區(qū)形態(tài)和關(guān)鍵剖面圖，對(duì)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(chǎn)區(qū)域穩(wěn)定性的分析。為此，有必要對(duì)原始水文地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，建立真實(shí)反映復(fù)雜地層載荷和地形地貌條件的礦山模型，為礦山相關(guān)模型的分析與準(zhǔn)確計(jì)算提供可靠數(shù)據(jù)，為礦山的地壓顯現(xiàn)規(guī)律分析和采準(zhǔn)工程優(yōu)化提供依據(jù)。通過研究與比較，選用當(dāng)前比較流行的Surpac軟件建立礦山實(shí)體模型。六.礦體三維模型構(gòu)建通過前面地質(zhì)剖面圖的處理，根據(jù)圖上圈定的礦體，在Surpac軟件中建立三維礦體模型。根據(jù)勘探線的布置，將各中段平面、剖面圖通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換導(dǎo)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(gè)礦山礦體的實(shí)體三維模型。1礦體實(shí)體模型的建立六.礦體三維模型構(gòu)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(duì)后續(xù)進(jìn)行采場地壓顯現(xiàn)規(guī)律分析和實(shí)驗(yàn)采場選取意義重大。建模主要方法是根據(jù)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(dǎo)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(wǎng)，選擇相應(yīng)的斷面進(jìn)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(gòu)建礦山建模的一個(gè)重要內(nèi)容就是各種開拓工程巷道的實(shí)體建模，通過三維模型顯示來實(shí)現(xiàn)工程可視化。建模主要方法是根據(jù)銀山礦提供的CAD中段平面圖，把CAD中段平面圖導(dǎo)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(wǎng)，選擇相應(yīng)的斷面進(jìn)行建模。3各中段巷道模型的建立六.礦體三維模型構(gòu)建為了對(duì)礦體賦存情況和開拓系統(tǒng)有直觀的認(rèn)識(shí)，準(zhǔn)確反應(yīng)礦體與巷道之間相對(duì)空間位置關(guān)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(shí)體模型。4礦山三維模型的建立七.地壓作用機(jī)理初步分析根據(jù)已有的采場地壓分析報(bào)告和現(xiàn)場踏勘對(duì)采場生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的地壓顯現(xiàn)現(xiàn)象的整理分析，結(jié)合現(xiàn)場工作人員的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，查閱國內(nèi)外最新的地壓顯現(xiàn)機(jī)理資料，對(duì)各中段生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的采場地壓顯現(xiàn)機(jī)理進(jìn)行了初步分析。七.地壓作用機(jī)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(qiáng)；（2）上部采空區(qū)不斷累計(jì)，地壓顯現(xiàn)加??；（3）礦體圍巖的片理結(jié)構(gòu)和千枚巖的特殊巖性；（4）位于北西西斷裂裂隙組，采場內(nèi)斷層很多；（5）受限于井下裝備水平，采礦進(jìn)度較慢，采準(zhǔn)巷道長時(shí)間暴露，片幫、冒頂、垮塌嚴(yán)重。（6）礦體產(chǎn)狀變化多端，單一的脈外巷道布置方式導(dǎo)致其頂板穩(wěn)定性相對(duì)較差。八.工業(yè)試驗(yàn)采場初選（1）具有代表性：既要解決現(xiàn)階段影響礦山穩(wěn)定安全生產(chǎn)的難題，同時(shí)為深部資源大規(guī)模開采提供重要的技術(shù)支撐。（2）結(jié)合銀山礦現(xiàn)有的井下生產(chǎn)計(jì)劃，在2017年進(jìn)行工業(yè)采場實(shí)驗(yàn)之前，盡量選擇未采動(dòng)的采場。（3）結(jié)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(xiàn)采場地壓災(zāi)害的采場進(jìn)行工業(yè)采場實(shí)驗(yàn)。1選擇原則八.工業(yè)試驗(yàn)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)部有小斷層分布-240中段開采已久，可選試驗(yàn)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(jìn)行工業(yè)采場實(shí)驗(yàn)的主要由以下四個(gè)：八.工業(yè)試驗(yàn)采場初選2-240m中段可選采場八.工業(yè)試驗(yàn)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(jìn)行切割，3線附近存在沿礦體走向大斷層，內(nèi)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(jìn)行施工作業(yè)，內(nèi)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(jìn)行施工作業(yè)，內(nèi)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(jìn)行切割，該區(qū)礦體尖滅復(fù)合較為復(fù)雜-285中段