傾斜—急傾斜厚礦體采礦方法的探討*

楊樹林，谷中元，石振東，鄭建明

(1.靖宇縣來寶礦業(yè)有限公司， 吉林 靖宇市 135207； 2.中國鋼研科技集團(tuán)吉林工程技術(shù)有限公司，吉林 長春 130022； 3.吉林化工學(xué)院信息與控制工程學(xué)院， 吉林 吉林市 132022；4.東北大學(xué) 資源與土木工程學(xué)院， 遼寧 沈陽 110819)

陽岔河鐵礦為一中型礦山，礦體走向長約810 m，埋藏深約390 m，礦體傾角55°～65°，中厚～極厚礦體，礦石品位(TFe)29.08%，無自燃性、結(jié)塊性。圍石堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度100～120 MPa，地表為荒地和次生林地，巖體完整度較好。

1 采礦方法選擇

根據(jù)礦體賦存條件，陽岔河鐵礦的采礦方法主要有普通分段空?qǐng)龇ā㈦A段礦房法(或深孔階段礦房法即VCR法)和無低柱分段崩落法。傳統(tǒng)普通空?qǐng)龇ǚ謨刹襟E回采，1步回采礦房、2步回采礦柱。由于礦柱所占礦量較大(一般占階段礦量的30%～40%)導(dǎo)致礦石回收率較低，回采礦柱時(shí)地壓問題突出，礦柱回收困難。因此，傳統(tǒng)普通空?qǐng)龇ú贿m用于本礦厚大礦體的開采。

任何一種采礦方法都有局限性，雖然大量采礦方法的變形方案能夠解決一些傳統(tǒng)采礦方法難以開采的礦體，但難以改變由各種采礦方法本質(zhì)所決定的缺陷。組合式采礦法以巖石力學(xué)為基礎(chǔ)，協(xié)調(diào)采礦工藝、設(shè)備和采場(chǎng)結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系，既依存又獨(dú)立于相關(guān)的采礦方法，兼?zhèn)洳煌傻V方法的特色和優(yōu)點(diǎn)，消除其缺點(diǎn)，通常能獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此得到廣泛應(yīng)用。本文推薦采用階段空?qǐng)鲞B續(xù)崩落采礦法回采陽岔河鐵礦厚大礦體。

2 階段空?qǐng)鲞B續(xù)崩落采礦法

階段空?qǐng)鲞B續(xù)崩落采礦法是基于束狀孔當(dāng)量球形藥包爆破技術(shù)的一種高效采礦方法，回采單元(或盤區(qū))包括礦房采場(chǎng)和崩落采場(chǎng)兩部分。礦房部分按空?qǐng)霾傻V方法回采，放完礦的空?qǐng)鲎鳛榛夭蓡卧Ｓ嗖糠值V量大量爆破的補(bǔ)償空間，回采單元剩余部分礦量連同上水平的底柱(或部分礦柱)一次整體崩落，補(bǔ)償空間的總體積保證崩落礦巖接觸面的空間位置不發(fā)生明顯的位移，也就保證崩落礦石和崩落圍巖的崩落體形成基本平整的界面。覆巖下放礦應(yīng)按合理的放礦順序進(jìn)行并形成斜面放礦，當(dāng)斜面的底端的放礦品位低于設(shè)計(jì)的放礦截止品位時(shí)，其頂端應(yīng)推移至下一回采單元的落礦礦堆的初始高度，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行下單元的崩落，形成規(guī)整的連續(xù)爆破體。提出的階段空?qǐng)鲞B續(xù)崩落采礦法的標(biāo)準(zhǔn)采礦方法如圖1所示。

2.1 礦塊布置與結(jié)構(gòu)參數(shù)

礦塊寬35 m，長50～100 m，礦塊沿礦體走向布置。鑿巖硐室布置在480 m水平，出礦在440 m水平，沿采場(chǎng)方向布置塹溝和出礦聯(lián)絡(luò)道，聯(lián)絡(luò)道內(nèi)每隔8～12 m布置一條垂直進(jìn)路，如圖1所示。體礦塊回采采用從西往東的推進(jìn)的順序(后退式回采)。

2.2 回采工藝

采準(zhǔn)：在鑿巖水平脈外聯(lián)絡(luò)道上分別掘垂直礦體走向和沿礦體走向的聯(lián)絡(luò)道，將礦體劃分為50～100 m×35 m(長×寬)的礦塊，在采場(chǎng)底部掘進(jìn)塹溝巷道、出礦聯(lián)絡(luò)道及出礦進(jìn)路，利用中深孔爆破拉底形成出礦塹溝，其中礦房下部的塹溝在回采前形成，礦柱下部對(duì)應(yīng)的塹溝在采場(chǎng)整體崩落后形成。在礦體下盤沿沿脈聯(lián)絡(luò)道間隔50～80 m布置一條脈外溜井，溜井底部位于階段運(yùn)輸水平，在溜井底部設(shè)放礦口。

鑿巖：在鑿巖硐室利用KQA-100高壓環(huán)行潛孔鉆機(jī)鉆鑿Ф127 mm下向垂直深孔，孔距3～4 m，排距2.5 m。在鑿巖硐室內(nèi)利用YGZ-90鉆機(jī)鉆鑿上向中深孔，用于崩落礦柱。

爆破：礦房回采時(shí)采用束狀孔水平高分層落礦技術(shù)，分層爆破高度與束間距等布孔參數(shù)相適應(yīng)(一般在5～8 m)，每次爆破后均進(jìn)行出礦，當(dāng)?shù)V房底板分層回采至最小安全厚度(15 m)時(shí)，進(jìn)行整個(gè)采場(chǎng)的一次性整體崩落爆破。礦房回采形成的空?qǐng)鲎鳛椴蓤?chǎng)整體崩落的補(bǔ)償空間，若礦房回采形成的補(bǔ)償空間的總體積比礦柱爆破所需的補(bǔ)償空間大得多時(shí)，礦房中保留部分礦石不放出，保證整體崩落的礦石不發(fā)生明顯的位移。

圖1階段空?qǐng)鲞B續(xù)崩落采礦法

出礦：采用ST-3電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)在采場(chǎng)底部出礦。地下開采時(shí)大量崩落的礦石在覆蓋層下出礦，按照采場(chǎng)結(jié)構(gòu)，在整個(gè)出礦水平上放礦點(diǎn)網(wǎng)格間距為(8～12 )m×(8～12) m，為降低貧化與損失，須加強(qiáng)放礦管理與控制，在階段高度上形成連續(xù)放礦斜面(廢石與礦石的接觸面)。

2.3 采場(chǎng)通風(fēng)

采場(chǎng)利用礦井主風(fēng)流進(jìn)行通風(fēng)，新鮮風(fēng)流由聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入鑿巖工作面，污風(fēng)由另一側(cè)聯(lián)絡(luò)道到達(dá)回風(fēng)巷，最終由回風(fēng)井排出地表。在鑿巖硐室和出礦進(jìn)路內(nèi)配JK55-2No4.5型局扇加強(qiáng)通風(fēng)。

3 結(jié) 論

階段空?qǐng)鲞B續(xù)崩落采礦法是一種組合采礦方法，兼有空?qǐng)霾傻V法礦房回采的低貧化損失、高效率低成本和崩落采礦法無后續(xù)礦柱和采空區(qū)處理的特點(diǎn)，適用于階段空?qǐng)霾傻V法和崩落采礦法的應(yīng)用條件，與原有兩種采礦方法比較有以下技術(shù)先進(jìn)性：

(1) 階段連續(xù)開采，高效率集中作業(yè)有利于實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化，提高單元采場(chǎng)生產(chǎn)能力、降低礦石生產(chǎn)直接成本；

(2) 在保證礦房回采純礦石回收率的同時(shí)，改善崩落覆巖下放礦條件，將礦石總回收率提高至80%以上，貧化不大于15%；

(3) 所有作業(yè)都在經(jīng)過支護(hù)的巷道中進(jìn)行，避免礦柱及空區(qū)處理工序，確保作業(yè)的安全。

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