極薄礦脈采礦方法研究與應(yīng)用

張德志

摘要：在采礦行業(yè)中，極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源，其開采環(huán)境、開采條件相對來說較為復(fù)雜，因此，其對采礦方法、采礦工藝的要求相對來說也比較高。一般情況下，根據(jù)極薄礦脈類型以及傾角、礦山巖層穩(wěn)定性等因素的不同，所選擇的采礦方法、采礦工藝也會有所不同。本篇論文中，筆者主要以留礦采礦法為例，對極薄礦脈采礦方法進行研究與探討，以供參考。

Abstract： In the mining industry， mining environment and condition of mineral resources in the thin vein are relatively complicated， therefore， requirements for the mining method and technology are relatively high. In general， due to different factors of the thin vein type and inclination angle， the mine rock stability， the selection process， the mining method and process will be different. In this thesis， the author mainly takes shrinkage mining method as an example， and carries on the discussion and research on the mining method in thin vein for reference.

關(guān)鍵詞：極薄礦脈；采礦方法；留礦采礦法；采礦工藝；應(yīng)用

Key words： thin vein；mining method；shrinkage mining method；mining technology；application

中圖分類號：TD853 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）13-0146-02

0 引言

我國的社會經(jīng)濟在改革開放新時期得到了非常迅速的發(fā)展，不論是農(nóng)村還是城市，國民總體生活水平以及生活質(zhì)量也穩(wěn)步提高。相對的，經(jīng)濟和社會的發(fā)展帶動了人們對礦產(chǎn)資源的需求，采礦行業(yè)取得了比較大的進步。選擇科學(xué)合理的采礦方法、采礦工藝，對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采，有利于提高極薄礦脈礦產(chǎn)資源的開采利用率。

1 留礦采礦法的優(yōu)勢

在對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采的過程中，所應(yīng)用的采礦方法、采礦工藝非常多，實踐過程中不同的采礦方法、采礦工藝有著不同的特征與優(yōu)勢。對于極薄礦脈來說，留礦采礦法是一種相對來說應(yīng)用比較廣泛的采礦方法，特別是在金屬硫礦物類以及鎢、黃金等類型的礦產(chǎn)資源的開采上，留礦采礦法得到了更廣泛的應(yīng)用。利用留礦采礦法對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采，具有成本較低、管理方便、生產(chǎn)效率高、使用方法容易掌握以及操作過程簡單等一系列的優(yōu)勢。此外，在開采礦產(chǎn)資源方面，留礦采礦法的適用范圍也相對比較廣泛，不僅適用于中厚礦體、急傾斜薄的礦產(chǎn)資源，也可以用于急傾斜的極薄礦脈。在對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采的過程中，不僅要求減小或控制開采貧化率，還要盡可能地實現(xiàn)開采幅度的最小化。應(yīng)用留礦采礦法對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采，可以滿足上述要求，即使是中小型的礦脈或礦山，也可以適應(yīng)。

2 極薄礦脈開采過程中留礦采礦法的具體應(yīng)用

2.1 采礦場的主要構(gòu)成要素

在利用留礦采礦法對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采的過程中，首先要做的便是布置采場。第一，布置礦房，要因地制宜的順著所采礦體的走向進行建設(shè)，通常，階段高度為（40～50）米，礦塊長度為（40～60）米，頂柱高度為（2～4）米。第二，關(guān)于上部回風(fēng)巷道，如果礦石的品位比較高，不需要保留上部回風(fēng)巷道的時候，也可以不留。第三，關(guān)于底柱與間柱，一般情況下，底柱高度為3米到4米（有些特殊情況是可以不留底柱，并且坑木架設(shè)假底當(dāng)作替代物，例如，所采礦石是屬于高品位、多回收的）。一般情況下，間柱的寬度為4米到6米，在無需留間柱的情況下，應(yīng)當(dāng)用順路天井替代原來的采準天井。第四，關(guān)于拉低空間位置，其寬度一般情況下在1.2米及以上，并根據(jù)此規(guī)格，上采一分層之后，再把拉低空間的寬度逐漸縮小到采幅寬度目標。第五，關(guān)于底部結(jié)構(gòu)，如果采用普遍漏斗自重放礦，那么漏斗間距應(yīng)當(dāng)為5米到6米。

2.2 采礦過程中的采準切割工作

在利用留礦采礦法對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采的過程中，采準切割工作是務(wù)必要進行的，工作內(nèi)容主要有：掘進階段中的運輸平巷、開采階段的通風(fēng)人行天井、漏斗、聯(lián)絡(luò)道與切割巷道等。對于掘進階段中的運輸平巷來說，一般情況下是沿著礦脈的走向進行布置的；但在一些平行礦脈中，可以沿著上盤的走向進行布置，還可以沿著下盤的走向進行布置。對于開采階段的通風(fēng)人行天井來說，一般情況下是沿著礦脈的走向布置采準天井的；在天井之中，每隔5米到6米的垂直高度一般就會掘進一條聯(lián)絡(luò)道；對于順路天井來說，一些礦上所采用的架設(shè)方法為隨回采順路法；一般情況下，拉底空間高度為2米到2.5米。

2.3 采礦過程中的回采工作

在利用留礦采礦法對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采的過程中所開展的回采工作，通常情況下，回采工作采用的方法是普通淺孔留礦法，此種回采方法在作業(yè)過程中要堅持自下而上的工作原則，對礦產(chǎn)資源進行分層回采。分層回采工作總體分以下幾個步驟，依序為：鑿巖，爆破，通風(fēng)，局部放礦，平場撬頂，破碎大塊，等等?；夭晒ぷ髅娴脑O(shè)置一般情況下為水平梯段，但也有一些特殊情況，例如，當(dāng)極薄礦脈的回采工作面是傾斜的時候，要自下而上地進行回采。在進行鑿巖的過程中采用淺孔方式，孔深一般在1.5米左右；而對于炮孔來說，其排列形狀通常為“之”字形，最小抵抗線一般情況下為0.6米到0.8米。在進行回采工作的過程中，每個循環(huán)作業(yè)之中落下的礦石，把其中30%到40%左右的礦石放出，其余的礦石則暫時留在采礦場之中，作為人員作業(yè)的工作臺和臨時支撐兩盤圍巖。等到回采工作完成之后，才能把全部礦石放出采場。

3 極薄礦脈開采過程中應(yīng)用留礦采礦法存在的問題

上文中，筆者簡述了利用留礦采礦法對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采的優(yōu)勢，但不可否認的是，在極薄礦脈采礦過程中應(yīng)用留礦采礦法也存在著一定的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 勞動者工作強度大

通常情況下，采礦工人需要對采場進行局部放礦后，產(chǎn)生的浮石進行處理工作，然后還要將大塊的礦石破碎成易處理的小塊，并且對采場也要做平整場地的處理。現(xiàn)階段的技術(shù)處理水平還不能使用機械作業(yè)，主要靠人力，這就在很大程度上增加了工人的勞動強度。

3.2 礦石貧化大

之所以會出現(xiàn)礦石貧化問題，原因在于，在進行落礦和出礦的過程中混入了廢石或者是富礦粉。第一，在利用留礦采礦法對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采的過程中，回采作業(yè)時需要同時把礦石、部分圍巖崩落。為確保人員在采場能夠有充分的作業(yè)空間，需要將一部分圍巖連同礦石一起采掘下來，這樣的情況下，混入的廢石無法與礦石分離，從而導(dǎo)致了采下貧化的發(fā)生，一般情況下，礦脈越薄，廢石混入率也就越高。第二，在對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采的過程中，回采作業(yè)時大部分的礦石被暫時留在采礦場，只有等到回采工作完成之后，才能把全部礦石放出采礦場。這樣的情況下，如果圍巖處于不穩(wěn)固狀態(tài)，那么被暫時留在采礦場之中的礦石就會經(jīng)常在采礦場之中進行移動，這就非常容易出現(xiàn)圍巖片落的現(xiàn)象，特別是進行大量放礦的時候，隨著放礦工作的不斷進行，圍巖暴露面積也會越來越大，大量圍巖冒落，并混入礦石之中，導(dǎo)致了二次貧化的發(fā)生。

3.3 作業(yè)安全性比較差

在礦巖穩(wěn)固性相對來說比較差的情況下，進行回采工作的過程中，采礦工人是直接在頂板圍巖、礦體非常容易發(fā)生片落的礦巖暴露面之下進行作業(yè)的，這就給工人們的人身安全帶來了極大的威脅。與此同時，因為采幅寬相對來說比較小，因此在部分放礦的時候，礦房中非常容易出現(xiàn)空洞，這就在很大程度上威脅著采場作業(yè)人員的生命安全。

4 極薄礦脈開采過程中應(yīng)用留礦采礦法的發(fā)展與改進

在對極薄礦脈的開采方面，留礦采礦法的應(yīng)用時間長達數(shù)十年，在這期間，留礦采礦法在與時俱進、不斷改進與完善的過程中，積累了非常多的經(jīng)驗，開發(fā)出一些變形方案，并在實踐過程中得到了較為理想的效果。本文主要以條帶式留礦采礦法為例，探討極薄礦脈開采過程中應(yīng)用留礦采礦法的發(fā)展與改進。

在礦巖處于厚度小于0.8米（最小采幅寬度）、傾角大于65度、中等穩(wěn)固以上的狀態(tài)、礦體形狀規(guī)則以及圍巖與礦體易于分離且接觸面分明，這樣的情況下，比較適合應(yīng)用條帶式留礦采礦法進行開采。

應(yīng)用條帶式留礦采礦法對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采，主要內(nèi)容包括：第一，采場結(jié)構(gòu)參數(shù)。沿著礦脈的走向，礦場的長度為40米到50米，階段高度為35米到45米，條帶的寬度為5米到6米，底柱高為2米到3米。第二，采切布置。需要在采場的中央位置掘進一個先進天井，接下來則需要在拉底水平上將出礦穿脈巷道掘出來，一般情況下出礦穿脈巷道的之間的間隔為5米到6米，電耙道與出礦穿脈巷道之間是相通的，順路人行井設(shè)在采場的兩端，并伴隨著回采工作面的不斷推進，逐漸架設(shè)人行井。第三，鑿巖爆破。一般情況下是在超前槽內(nèi)開展鑿巖工作，所應(yīng)用的鑿巖機一般為7655型，所選擇的一般為小直徑鉆頭，直徑為38毫米。炮眼分為兩種，一種是上向眼，一般為1.2米到1.5米，另一種是上向傾斜眼，一般為1.5米到2米。接下來需要進行爆破，所采用的爆破方法一般為電阻絲一次點頭、并用火雷管引爆導(dǎo)爆管。第四，采場通風(fēng)。一般情況下，新鮮風(fēng)流先經(jīng)過中段沿脈巷道，之后再經(jīng)過順路人行井，之后對采場工作面進行沖洗之后，回集到中央先進天井至上中段回風(fēng)巷道。第五，采場人行。一般情況下來說，采場人行進入采場主要通過先進天井或者是順路人行井，由于在進行鑿巖爆破之后，就會出現(xiàn)窄槽，其會通過這些窄槽進入超前槽，也就是鑿巖工作面。經(jīng)過進行爆破試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只要爆破窄槽在0.4米及以上，人就能夠順利通過。第六，礦石的運搬。在開展回采工作的過程中，就可以放出適量的礦石，回采工作結(jié)束后就可以大規(guī)模放礦。第七，采場地壓管理。在開展回采工作的過程中，采用局部支護、留礦的手段進行強化開采，就可以有效控制地壓。而在回采工作結(jié)束、大規(guī)模放礦之后，就可以根據(jù)實際情況，對空區(qū)進行處理，可以采用一次充填法，也可以采取崩落或封閉法。

應(yīng)用條帶式留礦采礦法對極薄礦脈區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源進行開采，能夠?qū)崿F(xiàn)勞動生產(chǎn)率的提高以及礦石貧化的降低。

5 結(jié)語

綜上所述，在對礦產(chǎn)資源進行開采的過程中，所應(yīng)用的采礦方法、采礦工藝在很大程度上影響著礦產(chǎn)資源的開采效率與利用效率，極薄礦脈也是如此。因此，選擇科學(xué)合理的采礦方法、采礦工藝，對提高礦產(chǎn)開采利用率有著重要的作用。

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