改變采礦方法降低礦石的損失率和貧化率

徐子林 徐菲

中圖分類號：TD43 文獻標識碼： A

簡述

地下開采是一門動態(tài)的科學(xué)，正確的選擇采礦方法是提高經(jīng)濟效益的重要途徑之一，過去我礦一直采用階段崩落法開采零號脈的各條礦體，已經(jīng)具有幾十年的歷史了，根據(jù)統(tǒng)計資料在這期間采場的平均貧化率在28%左右，平均損失率在19%左右。一直存在著礦石貧化率大，出礦大塊率高等問題，大塊率高影響了采場的出礦效率，工人作業(yè)不安全，和降低了采場的經(jīng)濟指標。經(jīng)過分析出現(xiàn)這種情況有兩個主要原因，一是零號脈各條礦體的頂盤圍巖多數(shù)是穩(wěn)固性較差的頁巖，二是階段崩落法是在覆蓋巖下放礦。這兩個條件是造成礦石貧化率大、損失率大的主要原因。

為解決這些問題，根據(jù)統(tǒng)計資料總結(jié)了過去的經(jīng)驗，根據(jù)一些采空區(qū)的現(xiàn)場實際情況，結(jié)合力學(xué)和高等數(shù)學(xué)等學(xué)科的理論，提出來使用雙層出礦耙道有底柱分段崩落法回采零號脈各條礦體的方案。

該方案是在采場布置上下兩條延脈耙道，上層耙道鑿巷的底板在礦房高度的1/2處，兩條耙道有其相應(yīng)的鑿巷，與鑿巷同標高布置切穿和切井。各層的切井施工到距離上部采空區(qū)3米。礦房底板的放礦角度為67°左右，放礦斜長取兩個中段之間的一半處為中分線，礦房回采時留4~5米厚的斜頂柱，防止上部采空區(qū)廢石的混入和支撐礦房的頂板。待礦房到尾期出礦時再回采斜頂柱。

有底柱分段崩落法的論述

采場底盤放礦角度

根據(jù)已經(jīng)回采結(jié)束的采場實際放礦角度，確定有底柱分段崩落法的底盤放礦角度。例如-300m中段的06~12#采場，采場的結(jié)構(gòu)為礦房沿走向長度50m、真厚度13m、斜長35m、采場底盤放礦角度為67°，該采場使用有底柱階段崩落法回采，經(jīng)濟指標為地質(zhì)儲量26000t、地質(zhì)品位0.263%、采礦量28000t、出礦品位0.204%、貧化率24.3%、損失率19.8%。為了便于進行經(jīng)濟技術(shù)指標比較，取α=67°作為有底柱分段崩落法的底盤放礦角度。

2.耙道的設(shè)計標高

如果兩中段主運輸巷道間的垂直距離為H，上段礦房的垂直距離為h1，下段礦房的垂直距離為h2，根據(jù)采場出礦的實際情況，上層耙道的鑿巷底板標高在兩鑿巷的二分之一處時，采場的貧化率最低。

3.采準、切割工程的布置

由水平中段上人井、礦井，從水平巷道頂板向上10m作為下段礦房耙道的底板標高。人井、礦井聯(lián)通后再施工延脈耙道，耙道的風(fēng)井透在本中段的回風(fēng)層上。然后再施工斗穿、斗頸，最后施工斗上工程，斗上工程有鑿巷、切割槽、切割天井。在礦體的底盤施工斜頂柱的鑿巖硐室，將來施工深孔回采斜頂柱。

4.礦房及礦柱回采

礦房回采是在鑿巖平巷和切割平巷中鉆鑿圓形深孔，以切割天井為自由面，進行擠壓爆破。一個切割立槽的東西兩面可以同時爆破10~15m的距離，爆破后從電耙道用電耙子將礦石耙到溜礦井里，溜到階段運輸巷道裝車運出到礦倉。

當一個礦房回采后到尾期出礦時，立即回采斜頂柱，回采斜頂柱的鑿巖硐室布置在采場的底盤，與電耙道相通且聯(lián)通于人井。

主要經(jīng)濟技術(shù)指標的比較

將-300m中段的06~12#采場，使用有底柱階段崩落法回采實際的經(jīng)濟技術(shù)指標，與按有底柱分段崩落法回采計算的經(jīng)濟技術(shù)指標進行比較如下：

對有底柱分段崩落法的評價

新采礦方法實際上是在礦房回采時分成兩個步驟進行回采，也就是說先回采礦房、后回采斜頂柱。礦房回采時，使用深孔一次性爆破一個采場，并將崩落礦石的70%~80%放出，采場形成較大的空間，然后一次性崩落礦房的斜頂柱，最后放礦是在覆蓋巖下進行大量放礦。

根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的實踐和分析，我們認為該采礦方法具有下列主要的優(yōu)缺點：

該采礦方法在在斜頂柱崩落之前，由于礦房是在空場下放礦，將崩落礦石的70%~80%放出，這樣就相當于使用空場法回采礦石，在空場下可以放出大量的純礦石，降低了礦石的貧化率，回采礦房時的貧化率比階段崩落法降低12.5%。

該采礦方法在斜頂柱崩落之前，采場形成了較大的空場，然后再崩落礦房上部沒有回采的斜頂柱，這樣，就使得礦房回采時崩落下來的礦石，全部崩落在礦房內(nèi)，這樣就有利于出礦時的管理工作，降低了礦石的損失率，分段崩落法總損失率比階段崩落法降低6.2%。

原來階段崩落法的采準工程，是一層耙道、上面設(shè)計二層鑿巷。現(xiàn)在分段崩落法的采準工程，是一層耙道、上面設(shè)計一層鑿巷，分段崩落法采場的高度是原來階段崩落法采場高度的二分之一，那么，回采相同高度的礦體，分段崩落法的采準工程量要比階段崩落法的采準工程量要多。所以，分段崩落法的萬噸掘進率比階段崩落法的萬噸掘進率高出四分之一到五分之一。

分段崩落法在回采礦房時，充分發(fā)揮了使用崩落法回采礦、在空場下放礦的優(yōu)點，彌補了崩落法采礦，礦石貧化率、損失率比空場法采礦，礦石貧化率、損失率大的缺點，在回采礦房時降低了礦石的貧化率和損失率。

分段崩落法斜頂柱回采后出礦時，礦石的貧化率和損失率比較大，主要原因是上部采場的覆蓋巖隨著斜頂柱的崩落，與礦石一起下落到采場混在一起，這是客觀原因造成的。但是，加強出礦管理也可以有效地降低礦石的貧化率和損失率，一是嚴格控制出礦的順序，由里向外有順序的出礦，二是控制每個斗的出礦量，當?shù)V石的品位達不到生產(chǎn)的要求時，立即將該斗穿封閉。要嚴格的按照生產(chǎn)計劃進行出礦，降低礦石的貧化率和損失率。

綜合比較有底柱分段崩落法優(yōu)于階段崩落法。

本方案適用于傾斜、中厚以下的礦體，要求礦體、圍巖穩(wěn)固性良好。

結(jié)論

根據(jù)統(tǒng)計資料，楊家杖子礦務(wù)局嶺前礦使用有底柱階段崩落法，回采零號脈礦體已經(jīng)有幾十年的歷史了，在這期間年平均損失率在16%以上，年平均貧化率在24%以上，這兩項指標均偏高，針對這個問題，提出來使用分段崩落法回采礦體，降低礦石的損失率和貧化率。分段崩落法的突出特點是，回采礦房時先保留斜頂柱，這樣在空場下放礦降低了礦石的損失率和貧化率，礦房里的礦石出礦要結(jié)束時再回采斜頂柱。

此方法在回采礦房時，礦石的損失率和貧化率要遠遠的小于階段崩落法回采的礦石，且生產(chǎn)能力較大、大塊率低，工人現(xiàn)場作業(yè)安全，綜合比較有底柱分段崩落法優(yōu)于階段崩落法，使用后，能取得比較好的經(jīng)濟效益。