盐矿开采方法分析

杨志强

新疆中泰化学托克逊能化有限公司 新疆维吾尔自治区 838100

摘要：本文从地质条件、水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件出发，对盐矿新矿区的开采技术条件进行了论证，得出了评价结论。

关键词：新干盐矿；开采；地质；评价 

目前，吐鲁番乌勇布拉克盐矿主要有托克逊盐矿、沈宏盐矿、中安天元盐矿（新疆钾盐）、原圣雄开采的盐矿、天业盐矿等五家盐矿组成，今后整合原盐资源的重要区域。2016年3月份，托克逊盐化对沈宏盐矿、中安天元盐矿（新疆钾盐）、原圣雄开采的盐矿进行了解并采用挖掘机探坑的方式在盐矿做了摸底工作，掌握的各家盐矿基本情况分析。

1、项目实施经过及现状

1.1托克逊盐矿基本情况

托克逊盐矿面积为44.4平方公里，分四个块段，实际可开采原盐资源储量约1000万吨。

1.2沈宏盐矿基本情况：

沈宏盐矿距托克逊盐矿以东40公里处，沈宏盐矿采矿权面积14.82平方公里,实际可开采面积约3平方公里，实际可开采资源量约600万吨。

2016年3月7日，根据公司要求，托克逊盐矿停产，开采沈宏盐矿，2016年完成开采量210万吨左右，剩余资源约390万吨。

1.3原圣雄盐矿基本情况：

原圣雄盐矿紧靠沈宏盐矿西面，目前处于停产状态。估计可开采面积2.5平方公里左右，估计可开采资源量250万吨左右。

1.4中安天元盐矿（新疆钾盐）基本情况：

中安天元盐矿（新疆钾盐）紧靠天业盐矿东面，此盐矿为钾盐的探矿权，2016年3月探矿权到期保留期限两年，探矿权分为两块，第一块探矿权经纬度为：东经89°12′，北纬41°54′，面积为38.36平方公里，第二块探矿权经纬度为：东经89°19′，北纬41°54′，面积为38.4平方公里，合计面积为76.76平方公里，实际可采盐面积约10平方公里，实际可开采资源量约2500万吨。由于生产钾大量抽取盐矿卤水，破坏盐矿资源，吐鲁番市政府责令停产，目前处于停产状态。

1.5天业盐矿基本情况：

天业盐矿在沈宏盐矿和中安天元钾盐矿（新疆钾盐）中间，采矿权面积10平方公里，采矿权证有效期为20年：自2012年12月至2032年12月，估计原盐资源量3000万吨左右，天业每年象征性的开采，开采量不大。

综合上述五家盐矿估计实际可开采原盐量8800万吨左右。针对吐鲁番地区仅有的原盐资源优势，建议公司采取不同的合作方式整合吐鲁番乌勇布拉克盐矿资源。

2、盐矿连采机施工特点

2.1采用进路充填采矿法。采区采用连采机进行采矿，采场为双翼90°前进式采矿，单侧矿房长度120m，采用“采八留十”方式（采场宽度8m），采场高度9m，分两次掘进，即先掘进上部4.5m高矿房，再进行下部矿房开采；

2.2采取工作面打水平超前钻孔、探顶雷达，探明矿层实际储量、倾角，以利于更精确布置采场；应用探顶雷达探明采场顶板岩性及厚度，及时调整顶板支护参数，确保顶板稳定。克服了钾盐矿因特殊的形成原因造成的矿层赋存不连续、变化大以及前期地质勘探不足的问题；

2.3合理选择矿房布置方式，矿房采取双翼90°布置，单侧矿房长度120m，采场宽度8m，相邻矿房间留设10m宽矿柱，有效避免了相邻矿房受到采动影响；

2.4地面建设充填站，在尾矿中添加凝固剂高压膏体，充填体通过管道进入采场进行充填；

2.5加强机械设备检修，制定专项设备管理办法，降低了机械设备的故障率，延长了使用年限，克服石盐地层对机械设备腐蚀的影响。

3、矿床开采技术条件论证

3.1地质条件论证

①矿层产状缓，埋深条件好，有利钻井水溶法开采。新干盐矿体形态比较简单，石盐矿层呈层状、似层状产出，产状平缓，属微倾斜矿层，埋深属中深矿体。②矿区构造简单，矿层连续性好，适宜水溶法开采。矿层层数多，单层厚属薄层—中厚层状，呈复层构造。由于矿区断裂少，矿体连续性好，适宜水溶法井组连通法和定向井连通水溶法开采。③矿石水溶性能好，适合钻井水溶法开采。矿石加工技术性能好，矿石质量较好。据相邻矿区段矿石水溶性能测试结果表明，矿石可溶性在93.77%～99.27%之间，适合钻井水溶法开采。

3.2水文地质条件论证

①矿区地形地貌条件。新干盐矿位于赣江冲积平原I级冲积堆积阶地上，地势平坦。地表河流有赣江、龙溪河。矿区范围地势低洼，大小池塘星罗棋布，部分水塘下切较深，使之与第四系潜水层沟通，为生活水用和农田用水提供充足的水资源，稍加处理即可饮用。②水文地质条件。矿区主要分布由第四系冲积、砂砾岩组成的松散岩类孔隙含水岩组和由白垩—第三系红色碎屑岩组成的碎屑岩类孔隙—裂隙含水岩组两个含水岩组。含水层水源主要由大气降水或赣江洪水期补给，水位变化与季节性的降水量关系十分密切。

3.3工程地质与环境地质条件论证

①工程地质条件。矿区地处赣江冲积平原堆积阶地，地势平坦。矿区附近主要为旱地，第四系覆盖总厚度15～20m，其岩性上部的亚砂土、亚粘土，中部为细粉砂、细砂及中粗粒砂，下部为砂砾层或砾石层；下伏基岩为下第三系临江组、清江组。含盐盆地主要分布软弱—较坚硬的薄—厚层状泥岩、粉砂岩、砂岩、砂砾岩组岩体类型及具双层结构的粘土性及非粘土性岩组组成的土体类型。矿体顶板为一层深灰色泥岩、含钙芒硝泥岩，局部夹粉砂岩，岩石结构比较致密，稳定性较好。岩盐矿层顶板在饱水条件下的极限抗压强度为320～1160kg/cm2，容重为2.4～2.6t/m3，抗剪断强度垂直方向为11 kg/cm2，水平方向为24 kg/cm2。顶板岩石属于坚固—半坚固。呈层状产出，产状较平缓，开采条件好。采用常规地下开采经验总结出来的公式计算顶板冒落高度hⅠ为134.16m；裂隙带深度hⅡ为335.4m，地表动裂带hⅢ为67m，矿层顶板变形带有效高度：h=hⅠ+hⅡ+hⅢ=536.56m，顶板总的有效变形带高度小于顶板埋藏深度。因此，盐层水溶采空所产生的顶板陷落，不会直接影响或危及地面建筑物。

②环境地质条件。根据国家地震局“1990年中国地震烈度区划图”区划，樟树周边地区地震烈度在Ⅵ度以下，且历史上没有发生地震的记载，地壳稳定性较好。岩盐矿床分布区地势平坦，场地开阔，避免了由于天然斜坡的变形破坏、崩塌和滑移等地质灾害对矿山建设的危害，环境地质条件较好。

针对钾盐矿矿层赋存特点及矿层本身的特性，采用进路充填采矿法，选择12HM36-JM6860连采机、10SC32-48C梭车、PZL460/150型履带式装载破碎机、ZL50型铲车、DTL100/602×90大功率输送机及立井15t箕斗提升机械化设备配套；EBZ-260型综掘机掘进，进行后续巷道的开拓。经过老挝开元钾盐矿一盘区1-3胶带巷西采区、二盘区2号胶带巷西采区、一盘区1-4号胶带巷东采区的实践应用，目前该采矿方法已经在该矿全面投入使用，收到了很好的经济效益和社会效益。

4、矿床开采技术条件评价结论

①本区开采地质条件较好，无明显褶皱、断裂，水文地质条件较简单，矿体顶板均为隔水层，基岩中无明显含水层，第四系含水层发育，但与基岩水无水力联系，不会导致因开采而造成矿床充水。②工程地质条件基本查明，矿体顶板岩石物理力学性能良好，只要开采得当，一般不会造成重大的地面塌陷。第四系堆积物承载力较大，均可作为地面建筑物持力层，工程地质条件较好。③石盐开发为无毒过程，对采卤井实施技术改造，更新开采工艺和加强管道线维护保养，防止跑、冒、涌、漏现象，对地面农田和水资源不会造成污染；制盐主体工程与生产过程产生的“三废”治理按“三同时”原则执行，治理后的“三废”达标排放，对周围环境不会产生不良影响。

参考文献： [1]袁健芽,李忠社,黄绍春,等.江西省新干县新干石盐矿区资源储量地质报告[R].2017 . [2]梁卫国.盐类矿床水溶控制开采理论与应用[M].北京:科学出版社,2017.