开磷厚矿体回采方法探讨

颜士荣

（贵州开磷控股集团矿业总公司，贵州 贵阳 550302）

1 矿区概述

1.1 矿山地理位置及气候情况

开磷集团磷矿山位于贵州省开阳县金钟镇境内，西南距省会贵阳市88km,地处云贵高原东部中、低山地带呈NNE 向长垣状展布，属河谷地貌。矿区地表冲沟发育洋水河是矿区唯一的小河，河水由南向北流过矿区最终汇入乌江，地表水系属乌江水系。本区属北温带云贵高原亚热带季风温润气候区，最高气温36.5℃，最低气温-7.6℃。有冬无严寒，夏无酷暑的气候特征。

1.2 矿区资源简况

开磷集团是国家规划矿区，包括有用沙坝、马路坪、牛赶冲、沙坝土、两岔河和极乐等六个矿段，矿区内磷矿资源总量达6.54 亿吨，探明储量4.10 亿吨，保有储量2.27 亿吨，平均P2O5 含量33.83%，均属不选矿即可直接用于生产高浓度磷复肥的优质富矿，占全国富矿储量（P2O5 含量大于30%）的35%，具有得天独厚的磷矿资源优势。

1.3 矿区地质概况

开磷矿区矿层赋存与洋水背斜的两翼，震旦系上统的陡山沱组地层中，矿层属于缓倾斜（倾角10～30°）厚度一般为4～6 米，品位（P2O5含量33.83%）。矿区构造主要有背斜构造和断裂构造，洋水背斜控制磷矿层的产出位置（磷矿层位于背斜的两翼），断裂构造（如马路坪的F41 断层）则将深部矿层逆推至浅部，造成矿层抬升，上挠甚至倒转，致使矿层在局部地段出现重叠现象。

1.4 矿体顶板围岩特性

矿层与顶板岩层的岩性差异极大，矿层与顶板岩层的界线清晰易变。矿层顶板（真顶一般为白云岩，矿区北部地段则多为硅质岩，矿层与真顶之间产出一层不稳固的岩层，称之为假顶，厚度一般为0.1～5.87 米，平均厚度在2.06 米，假顶多为一层水云母粘土质页岩或磷砾岩，与矿体真顶（白云岩）结合不紧密，力学性质差，遇水松软，冒落，极不稳定。

1.5 矿山主要开拓方式和运输方式

开磷地下矿山主要采取平硐、斜坡道、胶带斜井联合开拓系统。分中段加盘区联合开采方式，充填采矿法。矿石由铲运机经分层平巷进入盘区溜矿井，再由井下运矿卡车经中段大巷进入中段主溜矿井，最后由皮带运输到地表卸矿场。

1.6 矿区的通风方式

通风方式为中央进风，两翼回风的对角抽出式通风，独头掘进采取安装局扇进行通风。

1.7 采矿方法

锚杆护顶分段嗣后充填法。具体做法为在准备好的盘区分层大巷内开矿房，在矿房（采场）顶板进行锚网支护临时支护顶板，等到矿房回采结束，再用胶结充填管理采空区。

2 形成厚矿体的原因

1）主要断裂构造的影响，如马路坪的F41 断层，使矿层在局部地段出现重叠。

2）受派生断层的影响，使矿体在局部位置增厚。

3 不合理的回采方式

虽然现在回采厚矿体的方法依然是锚杆护顶分段嗣后充填法，但在选择矿房参数及顶板支护方式等方面没有采取好的应对措施，致使大量的矿石回采不出来而丢掉。主要体现在：矿体顶板不稳定，有较厚假顶，支护不到位丢矿；矿体顶板较稳定，但顶板倾角较大，矿体破碎疏松，当切割拉开，就不停的冒落，致使顶板无法处理和支护，人员设备无法进入矿房丢矿；采准巷道布置在全脉内，在回采时没照着顶板或者顶板上的赋顶矿处理不彻底就盲目采取退采造成丢矿。

4 对厚矿体回采方式

由于受断层结构的影响，井下的局部地段的矿层的厚度会达到10～15 米厚，如果我们依旧采取原来的方式方法进行回采，势必有大量的矿石回采不出来，从而造成磷矿石资源的浪费。那么该怎样进行回采？才能解决磷矿石最大回收，通过在现场进行认真的查看和分析，并进行了反复的实验。针对上述存在的问题根据矿层赋存的地质条件、矿石特性以及矿体顶板的稳定程度。采取了如下的方式进行回采：

（1）对于顶板不稳定或假顶较厚的厚矿体，采取采场顶板全锚网，再打锚索加强支护，锚索的长度为5.3 米，锚索间的间距为1.5 米。假顶较厚的矿体，切掉假顶，然后进行全锚网再加锚索加强支护，确保回采期间的安全，回采完毕后，对采空区进行胶结充填。

（2）对于顶板较稳定矿石破碎疏松的厚矿体，减小切割的宽度，（正常时切割的宽度为4～5m），切割的宽度2～3m，然后用浅孔台车打眼，眼深在2.5m，（以往都是用深孔台车打眼，并且一次性打穿上分层，然后主要放炮使切割贯穿）装药量进行控制，这样做的目的就是使放炮对顶板及矿石的震动变小，这有利于对顶板浮石、开裂矿体的处理及顶板的支护，切割槽顶板暴露的面积较小，重复这样的工序，直至切割到位，然后再用中深孔进行打眼，一次性把所需的中深孔全部打完，然后进行放炮，放炮要求只能在一侧进行，并且最好是每次只放一排大眼，放炮后，认真进行安全确认后把矿全部出完，然后再进行下一次放炮。这样就较好的保证人员设备在安全的空间下进行作业，又可避免大面积的矿体冒落。

（3）对于顶板较缓又整个采准巷道布置在全脉内的厚矿体，首先把确定要采的区域确定，然后沿巷道的走向找到顶板，然后沿着巷道的走向把顶板揭露出来，注意揭露顶板的宽度与巷道宽度保持一致，边揭露边按规程进行支护，把所要回采的巷道顶板全部揭露支护好后，再在合理的位置布置矿房，沿矿体顶板打矿房，顶板按要求进行支护到位。把该区域的所有矿房都作好。由于矿体较厚，矿房必须按上下部进行作业。然后从揭露顶板开始的地方对巷道进行取底，一直到首采矿房的位置。打首采矿房的下部，直至矿房到位，再根据矿体顶板的情况进行回采，回采完毕后进行充填或浇灌人工矿柱（砼柱，尺寸为4*4 或5*5m，强度为C20）支撑顶板，然后进行下一个矿房的回采，这样的方式回采既保障了安全，又多回收了磷矿石，回收率可以达到90%以上。

众所周知，磷矿石是不可再生资源。采取合理先进的回采工艺和方法，尽可能对磷矿石最大限度的回收，减少资源的浪费，这对于资源的回收利用及矿山的可持续发展都有着十分重要的意义。

［1］龚浩源.缓倾斜中厚矿体开采新方案[J].世界采矿快报,2000,08.

［2］尹升华,吴爱祥.缓倾斜中厚矿体采矿方法现状及发展趋势[J].金属矿山,2007,12.

［3］阳雨平,吴爱祥.浅析国内缓倾斜中厚矿体回采现状及进展[J].黄金,2002,01.