淺孔留礦采礦法結(jié)合通風(fēng)防塵在礦山開采中的應(yīng)用

燕東劍 譚啟濤 安華慶 崔希剛 張一帆

【摘 要】通過分析淺孔留礦采礦法的適用條件，結(jié)合山東地區(qū)小型礦床的特點(diǎn)和目前該方法在礦山使用過程中存在的問題，建議該采礦方法在本地區(qū)小型地下開采礦山中應(yīng)進(jìn)一步科學(xué)推廣使用。

【關(guān)鍵詞】淺孔留礦采礦法；礦山開采；通風(fēng)防塵；鐵礦類型

一、淺孔留礦采礦法

1.淺孔留礦采礦法的特點(diǎn)是將階段分成礦塊，礦塊再分為礦房和礦柱二次回采。礦房自上而下分層開采，每次崩落的礦石放出二分之一左右，其余的貯存于礦房中作為繼續(xù)上采的工作臺，待礦房采完以后再放出，礦房采完后回采礦柱和處理采空區(qū)。

2.淺孔留礦采礦法主要用來開采礦石和圍巖穩(wěn)固的礦體，一般適用于中厚、薄或仍薄礦體，礦體傾角在薄礦脈中一般要求不小于60°，在中厚礦體中一般要求不小于55°。傾角越小，放礦越困難，粉礦損失和平場工作量越大。由于礦房中貯存有大量礦石，因此礦石和圍巖不能具有自燃性、氧化性和結(jié)塊性。

3.礦體厚度小于15m時，礦塊沿走向布置，礦體厚度大于15m時，礦塊垂直走向布置。將礦塊劃分為礦房和礦柱，先采礦房后采礦柱。礦塊長度40～50m，高度40～50m。頂柱高度4m，底柱高度6m，間柱寬度6m，聯(lián)絡(luò)道間距5.5～6.0m。

4.采準(zhǔn)切割工作主要包括掘進(jìn)中段運(yùn)輸巷道、天井、天井聯(lián)絡(luò)道，在底柱上掘進(jìn)拉底平巷和每隔5～7m掘進(jìn)漏斗頸，并切割拉底、劈漏形成開采自由面。

采準(zhǔn)切割工作，平巷掘進(jìn)采用7655型氣腿式鑿巖機(jī)，天井掘進(jìn)采用YSP45型鑿巖機(jī)。采準(zhǔn)切割巷道一般不支護(hù)，局部不穩(wěn)定地段采用木支護(hù)，極不穩(wěn)固地帶采用混凝土加強(qiáng)支護(hù)。

5. 回采工作

回采順序：回采工作主要包括鑿巖、爆破、通風(fēng)、局部放礦、撬頂平場、大量放礦等工作。因采工作從拉底水平開始自下而上分層進(jìn)行，分層高度一般為2.0～2.5m。采場使用7655型氣腿式鑿巖機(jī)鉆鑿上向微前傾炮孔落礦，鑿巖爆破參數(shù)為：最小抵抗線1.0～1.2m，炮孔間距0.8～1.0m，孔深1.8～2.2m，前后排炮孔交錯布置，采用硝銨類炸藥人工裝藥，毫秒非電導(dǎo)爆管起爆。新鮮風(fēng)流由中段運(yùn)輸巷道經(jīng)礦房一側(cè)的天井、天井聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入采場工作面，污風(fēng)經(jīng)礦房另一側(cè)的天井聯(lián)絡(luò)道、天井進(jìn)入上中段運(yùn)輸（回風(fēng)）巷道排出。采場崩落的礦石依靠重力放出落礦量的三分之一左右，然后進(jìn)行撬頂、平場和二次爆破工作。礦房回采結(jié)束后，組織大量放礦工作，放出存留在礦房內(nèi)的全部礦石。礦石經(jīng)漏斗裝入礦車經(jīng)中段運(yùn)輸巷道支出。

鑿巖爆破：采場鑿巖采用7655氣腿式鑿巖機(jī)打眼。炮孔間距、排距均為0.6～0.8m，孔深2.1m，炮孔交錯布置。采用人工裝2號巖石炸藥，雷管和非電導(dǎo)爆管起爆。

回采出礦：礦石通過自重經(jīng)自制的手動閘門裝入礦車進(jìn)行回采出礦。

6. 礦柱回采和采空區(qū)處理

礦柱采用崩落法進(jìn)行回采。為了保證礦柱回采工作安全，在礦房大量放礦前，鑿?fù)甑V房間柱和頂?shù)醉斨械呐诳?，放出礦房中的全部礦石后，再爆破礦柱。一般先爆間柱，后爆頂、底柱。

在礦柱回采的同時，要有計劃地采取自然或強(qiáng)制崩落圍巖的方法處理采空區(qū)。

7.采場通風(fēng)與防塵

新鮮風(fēng)流由主提升井、階段運(yùn)輸平巷、一側(cè)天井、天井聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入采場工作面，污風(fēng)經(jīng)另一側(cè)天井聯(lián)絡(luò)道、天井、回風(fēng)巷道到回風(fēng)井。采場通風(fēng)應(yīng)輔以局扇進(jìn)行。

坑內(nèi)采用濕式鑿巖捕塵；獨(dú)頭工作面掘進(jìn)時，用局扇通風(fēng)排塵；裝巖礦時往爆堆上灑水降塵；裝礦閘門溜子口及卸礦口安裝噴霧器降塵；對巷道進(jìn)行清壁處理；井下工人佩戴防塵口罩。

二、應(yīng)用

1.鐵礦類型及礦體形態(tài)產(chǎn)狀

本地區(qū)小型鐵礦床礦石自然類型一般為石英型磁鐵礦石，工業(yè)類型大多為弱磁性需選鐵礦石。絕大部分礦床礦石中ω（mFe）/ω（TFe）都在15%～85%之間，為混合礦石。礦床成因類型基本為沉積變質(zhì)鐵礦床之變質(zhì)硅鐵建造鐵礦。

礦體一般賦存于角閃斜長片麻巖中，產(chǎn)出受地層控制，呈層狀、似層狀、透鏡狀等。礦體大多為急傾斜礦體，傾角一般在60～85°。礦體厚度中等或?yàn)闃O薄礦體，一般在3～20m，以10m左右居多。

2.礦體圍巖情況

礦體圍巖主要為混合巖化角閃斜長片麻巖和黑云角閃斜長片麻巖。礦體中夾石一般較少。礦體與圍巖和夾層界線清楚。

3.工程地質(zhì)條件

大多數(shù)礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極不發(fā)育，礦體頂?shù)装鍑鷰r為半堅(jiān)硬-堅(jiān)硬層狀巖層，抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度較大，整體巖石穩(wěn)定性較強(qiáng)，基本不存在不良工程地質(zhì)問題。礦床勘探工程地質(zhì)類型屬第二類第一型，即以硬質(zhì)巖層為主的工程地質(zhì)條件簡單的礦區(qū)。但巖體長期裸露遭受風(fēng)化作用，地表風(fēng)化裂隙較發(fā)育，使巖體的完整性遭受破壞，力學(xué)強(qiáng)度降低，穩(wěn)固性減弱，易發(fā)生滑塌，是礦床開采的主要不利因素。

本地區(qū)生態(tài)較為脆弱，礦床開采將改變區(qū)內(nèi)的天然地形，破壞地下水的補(bǔ)給途徑和滲透性能。由于大多礦區(qū)內(nèi)植被不發(fā)育，地形相對高差較大，采礦排出的廢石，降雨時易形成小規(guī)模的泥石流。所以在開采過程中要注意廢石、廢渣、廢水的統(tǒng)一管理和處理，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)，盡量避免對環(huán)境造成污染和破壞。

4. 適應(yīng)性

根據(jù)淺孔留礦采礦法的適用條件，結(jié)合本地區(qū)小型礦山礦體的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀以及水文、工程、環(huán)境地質(zhì)條件，該方法非常適用大多數(shù)小型礦山。該采礦方法工藝簡單，易于掌握，安全性較好，建議礦山推廣使用。

三、存在的問題及建議

1. 雖然很多小型礦山采用了淺孔留礦采礦法，但還有一些適宜采用該方法的沒有采用，而是采用安全性較差、采切工程量大、礦石回收率低的巷道采礦法，建議這些礦山在考察該方法應(yīng)用較好的礦山后，修改采礦方法。

2. 在已應(yīng)用該方法的礦山中，有的應(yīng)用不規(guī)范或者不科學(xué)，應(yīng)加以改進(jìn)。比如有的礦山礦體較厚，達(dá)到20m左右，在應(yīng)用該方法時沒有在礦體的上下盤均設(shè)置出礦口，礦房中礦石出不凈，造成資源浪費(fèi)。有的礦山在礦房中礦石回采結(jié)束后，沒有及時回采礦柱，也造成資源回采率低。

3. 要及時處理采空區(qū)。山東地區(qū)大多數(shù)應(yīng)用淺孔留礦采礦法的礦山在回采完一個中段后沒有及時處理采空區(qū)，造成較大的安全隱患。建議礦山要及時回采礦柱，崩落圍巖處理采空區(qū)。圍巖崩落后，礦山要在塌陷區(qū)周圍及時設(shè)置圍欄，以防人、畜、車輛誤入，造成安全事故。