地下采场中的地质技术与管理分析

赵 刚，黄明然，刘宝廷，孟繁华，刘 健，徐 博

(中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，辽宁 抚顺 113321)

综合技术

地下采场中的地质技术与管理分析

赵 刚，黄明然，刘宝廷，孟繁华，刘 健，徐 博

(中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，辽宁 抚顺 113321)

针对如何提高矿山地质技术人员在地下采场中的技术指导与管理水平问题，本文从实际出发详细阐述了指导采场生产的技术手段和现场管理的内容及方法。

地下采场； 技术指导； 现场管理

1 前言

为保证矿产资源的合理利用及矿山重要经济考核指标的超前完成，矿山地质技术人员的指导与管理工作显得由为重要。在地下采场中如何高质量地进行技术指导与管理，是矿山地质技术人员必须面临和解决的问题。本文从以下几方面进行此方面的探讨。

2 地下采场的编录工作

编录工作是指导井下生产的基础地质工作，进行地质编录时要注意工作的及时性，资料的统一性、系统性，内容上的完整性、真实性和准确性。根据总体设计要求，地质技术人员每天指导现场施工，对工程揭露的地质现象及时进行编录，若发现有新的地质变化，应以最新的地质资料指导施工。

在井下采场中主要对回采掌子面及采场辅助工程如联络道、电耙道等工程进行编录。一般情况下采场单体设计所需的地质资料为15m×25m的111b级资料，探矿工程大部分以钻探工程为主，矿体圈定缺乏产状依据，所以在联络道施工过程中要及时编录跟踪，不断验证钻探资料。以先期施工的联络道指导后期施工的联络道。编录采用“两壁内倒式”方法编录，即顶板下落、两壁内倒、顶壁相接，此方法便于判断矿体和地质构造的空间位置及编图。地质、测量技术人员积极配合，以皮尺为导线，钢尺或木尺为支距控制坑道轮廓，地质技术人员利用支距勾画地质界线，并且注明花纹、颜色、符号，地质复杂地段补充文字描述，如果编录过程中遇有难以鉴别的矿岩，可取实物标本拿回室内与同专业人员一起鉴定。编录工作必须及时，因为在联络道掘进过程中由于爆破、出渣等工作会产生大量粉尘，使新鲜清晰的作业面落满灰尘，造成编录困难。编录过程中对揭露的矿体、构造、岩浆岩的产状必须认真标定，待所有联络道施工结束后，根据各层联络道揭露的矿体情况，将矿体连成剖面，并结合原有钻探资料确定电耙道及切割层的最佳位置。

电耙道施工过程中，编录工作同样重要，依据编录确定漏斗受矿的最佳位置，对以后的采矿及出矿管理工作起着重要的作用。编录工作在漏斗斗径未上挑之前进行，这样可以对漏斗位置的顶板进行编录，编录本着及时准确的原则进行，一般情况下只对电耙道的顶板编录。编录要在电耙机停止作业的情况下进行，并且要注意脚下的钢丝绳和电耙头。由于耙道在今后出矿作业中要长期使用，所以对电耙道顶板的断层及破碎带要认真编录，现场用红油漆标定，并指导作业人员进行喷锚支护，避免一切不安全因素。

采场回采掌子面的编录工作是采场上采的依据，通过编录可以预测顶板深部矿体的形态、产状及空间分布规律，对矿体的二次圈定及损失贫化管理工作起着重要作用。一般在进入采场编录之前要求施工单位对采场进行“敲帮问顶”安全检查，待排除隐患后，方可编录。编录工作需要地质、测量、采矿三个专业技术人员参加。地质、测量技术人员勾画顶板轮廓及地质现象，采矿技术人员了解现场情况，确定上采方案。编录过程中要求对矿体边界、断层、褶皱、岩浆岩等现象详细记录，对变化较大的地质现象应做特征素描。待资料整理后，详细分析、研究揭露的地质情况，查明矿化富集的规律，探寻富矿地段及新的小盲矿体，正确指导采场上采。

3 开帮技术指导与管理

开帮工作是整个采场上采的基础，对矿体边界不清、边界形态曲折的矿体，开帮的地质指导更有重要意义。开帮工作一般在上采之前进行，若采场顶板与帮壁大面积揭露矿体时，说明矿体边界未能全面揭露，则需要开帮。待开帮结束后，确定矿体边界方可上采，这样才能避免损失矿体。开帮过程中地质技术人员必须及时跟踪指导，用红油漆现场标定开帮的位置、范围，如果留有矿壁、矿柱，则需注明开帮厚度。根据开帮揭露的矿体情况，确定开帮深度，如果发现施工单位开帮时过多开采上下盘围岩，应及时制止，避免贫化的发生。

4 切巷技术指导与管理

在采场上采过程中由于矿体形态变化较大，造成上采困难，为探明矿体发育情况，需要在采场内施工切巷探明矿体。根据采场顶板矿体情况，结合采场地质资料预测矿体的形态，确定切巷的探矿方式，切巷探矿方式分为沿脉探矿和穿脉探矿。一般情况下，若矿体较窄，产状稳定并且延伸不是很远，采用沿脉方式施工切巷。切巷施工过程中地质技术人员现场指导跟踪矿体，并与测量技术人员及时测图编录，依据矿体产状确定切巷施工方向，并用红油漆在切巷顶板标定方向线。

如果矿体发育较宽，产状沿走向变化较大，则采用穿脉方式施工切巷，因为穿脉探矿可以近早地控制矿体的宽度，掌握矿体变化规律。切巷应选择在矿体变化较大的地段垂直全幅穿透矿体施工。施工过程中地质技术人员及时对揭露的矿体进行地质编录，随着切巷揭露面积的扩大，逐步加强地质研究程度，充分了解矿体形态、规模及品位分布情况。由已知推测未知，正确指导切巷施工。

5 采场顶板的矿体圈定

在采场上采过程中，由于矿体变化，需要对每分层回采掌子面的矿体进行圈定回采边界。圈定矿体边界时要充分考虑到上采过程中可能出现的矿体形态变化及夹石位置、断裂带、岩脉等影响回采的有关地质技术问题，然后再圈定矿体边界线，并且确定上采倾角。根据上采倾角及回采边界线合理布置炮孔，避免炮孔的无效进尺，有效控制上下盘的损失贫化。矿体圈定的步骤及过程如下。

(1)根据采场的联络道、上下中段的水平巷道、切割上水平等工程收集的地质资料，提出矿块三面图和文字资料，交采矿技术人员作切割回采设计。

(2)在切割层拉底施工过程中地质技术人员每天深入现场指导施工，确保切割层全部揭露矿体上下盘的接触线。

(3)切割层施工结束后，地质技术人员及时进行素描、编录、安排取样。取样网度沿矿体走向每隔5m布置一条取样线，每条线上2m作为一个样品，即2m分段连续取样。

(4)地质技术人员现场指导采样工按照取样线取样，采用点线打块法取样，样品及时送化验室化学分析。

(5)地质技术人员根据样品化验结果，先在室内切割层平面图上圈定工业矿体的边界线，然后同采矿技术人员一起到采场用红油漆直接圈定顶板的矿体边界线。

(6)切割层上采一分层以后，地质技术人员再次对采场顶板进行编录取样，通过分析研究，鉴别矿石与围岩的边界线，圈定采场的可采范围，矿体圈定就这样周而复始到采场结束。

6 现场出矿管理

出矿管理是掌握采场矿石质量的关键，要求实行岩矿按品级、类型、分采、分装、分运，注意工业矿石的扫清出净。充填法采场出矿期间地质技术人员每天到现场指导铲车工出矿，对落地矿岩及时用红油漆现场圈定分界线。如果发现将充填料倒入溜井，或将矿石铺垫在地面的坑洼地段，应及时制止。若矿岩为水平混落，地质技术人员应安排出矿的先后顺序，及时将废石倒运至合适位置当充填料，或将矿石倒入溜井，不允许将矿岩混装倒入溜井。如果矿岩为垂直混落，铲车的铲斗无法从矿岩堆中间插入，不能分选矿岩，地质技术人员应及时用拣块法采集样品化验品位，若化验品位达到工业要求，可以将矿岩一起倒入溜井，若达不到工业要求，只能将矿岩留置采场当充填料。采场出矿末期，采场的边角由于铲车不能到达，地质技术人员必须组织人工倒矿将边角的矿石除净，避免损失。

溜矿法采场出矿期间地质技术人员及时到电耙道指导出矿，根据各漏斗的矿石质量，合理安排出矿时间和顺序，避免出矿时间较长矿石氧化结块或矿岩混装。如果漏斗内矿岩混合在一起，肉眼无法判断其质量时，地质技术人员应指导采样工用拣块法进行取样化验。若化验结果达到工业品位则正常出矿，达不到工业品位的，必须及时用红油漆标定，并指导电耙工采取措施停止对该漏斗的出矿。溜矿法采场出矿末期地质技术人员应加强对出矿的管理程度，尤其对采场上盘脱落的围岩必须分装分出，降低贫化。而下盘结块的氧化矿应加强回收，避免损失。

7 配矿指导与管理

在采矿及出矿过程中，有计划有目的地进行矿石质量配矿，严格控制采出品位，保证输出矿石质量均衡、稳定，有助于提高选冶工作效率和效果。配矿工作一般在爆破和出矿过程中进行。地质技术人员在爆破之前对采场顶板进行详细编录取样，回到室内在图纸上根据化验品位勾画矿岩分界线，并结合现场情况合理安排爆破顺序和范围，对具有分爆条件的矿岩接触地段，绝对不允许混爆。待图纸整理结束后，地质技术人员与采矿人员一同到现场用红油漆按照图纸要求对回采掌子面进行圈定，并且定期到采场检查炮孔布置施工情况，对没按要求施工的炮孔给予作废，爆破期间地质技术人员现场监督爆破人员按顺序爆破。

出矿过程中，地质技术人员现场鉴定落地矿的品级、类型，使不同品级的落地矿均具有出矿能力。依据矿山出矿品位规定标准，合理安排出矿顺序，编制采场“配矿分装指示图”，并按照“配矿分装指示图”现场指导作业人员出矿，达到配矿目的。

8 采场的贫化损失管理

矿石贫化率、损失率作为生产的重要经济考核指标，在开采中必须加强现场监督管理，建立定期检查分析制度，制定措施，提高资源回收率，降低损失率，切实做好井下采场的贫化损失管理工作。地质技术人员在采场的贫化损失管理中需做到以下几点。

(1)要准确控制矿体空间分布与矿石质量变化规律，确定合理的开采顺序。

(2)生产地质勘探要超前进行，及时为采场设计提供详细可靠的地质资料。

(3)选择合理的采矿方法，提高资源利用程度，防止采富弃贫，单纯追求效益的不正规采矿。

(4)加强采场顶板矿体的圈定工作，提高凿岩爆破水平，保证炮孔角度和深度的要求，做到矿岩分爆。

(5)加强出矿管理，对以矿石自重出矿的溜矿法采场，必须控制均匀放矿，防止矿岩无规律混出。

(6)对采用中深孔崩落的采场，要保证工程质量，必须通过采准、切割工程进行矿体二次圈定，为回采设计提供准确的地质资料。

(7)采用充填法的采场，采场的拉底回采要达到矿体边界，保证充填地面质量，四周帮壁残矿要开帮采完，充分回收矿石。

(8)矿房开采结束，要进行验收。及时回收矿柱和处理采空区，对矿房残矿要尽力回收。

9 顶板及帮壁安全管理

在采场顶板帮壁安全管理工作中，各项措施都必须以矿岩地质技术为依据，只有加强顶板帮壁岩性和构造变化的分析研究，才能使采矿作业及时采取有效措施确保安全。一般在采场中最简单确认顶板帮壁安全的方法是用钎子钢敲帮问顶，如果声音沉闷，说明有冒顶、片帮的隐患，必须及时处理，待隐患排除后方可作业。若声音清脆，则比较安全。另外对采场中的断层、褶皱、岩脉等地质构造应特别引起注意，若作业面在断层的下盘，采矿作业时要注意矿岩是否会沿断层面或断层周围的破碎带脱落；作业面处在褶皱构造附近时应注意矿岩是否会沿褶皱的层间滑动面脱落；另外对岩脉与矿体的平直交界处，同样要引起注意，因为两种不同岩性的矿岩结合处极易发生冒落；肥大矿体急剧缩小时的上下盘矿岩接触面，也是冒顶、片帮的重点，如果地质技术人员在采场中发现以上各类不安全隐患应及时下达停工通知书，并上报安全部门处理。

10 地下水害预防

对于采场中的滴水、渗水、涌水现象要特别引起注意，必须动态观测水的流量与流向，确定采场周围有无老采区积水及断层水。若采场接近这些水体时，地质技术人员必须施工超前探水放水钻孔，探明水体情况，根据水量大小有控制地将水排出。若水流湍急，有突水、透水的征兆，必须组织人员撤离现场，并上报矿山安全部门。对于采场揭露的涌水钻孔，必须确认开孔处封孔的可靠性，建立详细的涌水钻孔台帐，并在回采前采取措施进行处理。在开孔处及揭露钻孔处及时封堵，确保采场作业安全。

11 地压监测管理

矿山地下采场采空后，形成了许多地下自由空间，并破坏了原岩中应力平衡，原来处于挤压状态的围岩，由于解除约束而向采场或巷道回弹变形，当这种变形超过围岩所承受能力时则发生地压显现。地压显现主要体现在帮壁及顶板围岩的分离脱落，严重时伴有岩石弹射。对于地压显现比较简单的监测方法是对顶板帮壁的岩石分离裂缝采用粘玻璃管的方法动态检测其变化情况，若玻璃管破裂说明地压活动仍在进行，此时地质技术人员必须及时下达停工通知书，停止采场作业。如果采场中有岩爆产生的清脆咔咔声，同样有地压活动进行，必须停止采场作业，待应力自然释放后，经安全部门确认后方可作业。

12 结语

地下采场的地质工作同时具有技术服务和技术管理的职能，其工作内容除了大量技术指导之外，还要参与生产管理，这是矿山地质技术人员工作的特点。一方面，利用其全部工作成果为生产服务，另一方面，利用所掌握的技术手段和对矿床地质条件的全面认识参与生产管理；根据生产管理的需要进一步补充和改造技术工作的内容和方法。

[1] 矿山地质手册编辑委员会.矿山地质手册(上)[M].北京：冶金工业出版社，1995.

[2] 张 轸.矿山地质学[M].北京：冶金工业出版社，1985.

Geological technique and management analysis in underground stope

In view of the technical guidance and management level of geological personnel in underground mining, the technical measures and management content and methods to guide mining production were elaborated.

underground stope; technical guidance; field management

P621

B

赵 刚(1980-)男，辽宁抚顺人，高级地质工程师，从事矿山地质工作。