緩傾斜極薄礦體采礦方法優(yōu)化方法探討

邢超 孫英翔

【摘要】緩傾斜極薄礦體的采礦方法較多，常見有傾斜分條全面采礦法、削壁充填采礦法。雖然這些采礦方法取得了長足進(jìn)步，但是仍然存在一些弱點(diǎn)，尤其是回采率低的問題。本文結(jié)合某金礦的開采情況探討了緩傾斜極薄礦體采礦方法的優(yōu)化與應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】緩傾斜；極薄礦體；采礦方法；優(yōu)化

引言

我國緩傾斜極薄礦脈比重較高，加強(qiáng)對該類礦脈的研究和探索，不僅能提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，減少成本，還能增加礦山的服務(wù)年限，提高社會效益。緩傾斜極薄礦體的開采難度較大，效率低，方法較多。本文重點(diǎn)探討削壁充填采礦法在開采緩傾斜極薄礦體中的優(yōu)化應(yīng)用。

1.礦區(qū)開采條件

該礦礦體呈串珠狀或脈狀，礦脈形態(tài)沿傾向和走向的變化較大，且均不連續(xù)。礦體上盤的圍巖是由玄武巖、千枚巖、雜砂巖等構(gòu)成的，較低的蝕變作用，頂板也不連續(xù)。整個(gè)礦區(qū)的面積在0.8693km2，主要以生產(chǎn)黃金為主，周邊還有石英礦、花崗巖礦等。礦脈的厚度在0.1-1.65m之間，平均<0.48m；傾斜角在14°-31°之間，平均在20.5°左右。整個(gè)礦脈的品位極高，有明顯的礦巖接線，礦石的可爆性優(yōu)良?？梢姡搩A斜極薄金礦礦體的開采條件優(yōu)良，優(yōu)化其采礦方法將取得良好的開采效率。

2.緩傾斜極薄礦體的常規(guī)采礦方法

選擇科學(xué)合理的采礦方法能提高開采率，降低貧化率，增加礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。當(dāng)前我國多數(shù)金礦開采中，緩傾斜極薄礦體多采用空場采礦法、分采充填法及削壁充填法[1]?？請霾傻V法中常見的是傾斜分條全面采礦法，該方法的工作原理是工作人員在相鄰兩條切割上山內(nèi)用手持式的鑿巖機(jī)鉆鑿水平方向的炮孔，崩礦方向是傾斜方式，然后使用電耙將落在切割上山里的礦石耙出，耙好一條上山后，工作人員手動把落在采場內(nèi)的礦石耙到切割上山內(nèi)，接著繼續(xù)用電耙集中出礦。這種采礦方法存在的問題就是開采效率低，一般單個(gè)采區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模最多能達(dá)800-900t/d。

分采充填法在開采過程中主要問題是人工操作頻繁，工作人員勞動強(qiáng)度和壓力大，搬運(yùn)礦石和充填均需要人工完成。這樣一種開采模式下，生產(chǎn)能力較低，有的甚至<10t/d。削壁充填作為一種干式充填法，能很好控制地壓，比較適用于緩傾斜極薄礦體的開采。該方法的開采原理是在回采中，工作人員先崩落礦石，通過溜井放出開采的礦石后，再崩落圍巖，以給之后的采礦工作留下一定的作業(yè)空間。崩落的廢礦石要留在采空區(qū)，達(dá)到初次填充的效果，支撐圍巖，也可以作為回采工作的平臺。該方法最宜于厚度小于0.8m的礦體開采中。

3.緩傾斜極薄礦體常規(guī)采礦方法的優(yōu)化與應(yīng)用

3.1將溜井改為溜槽

該金礦的礦體是緩傾斜礦體，傾斜的角度不大，使用削壁充填法采礦時(shí)，溜井溜礦難度較大。礦體傾斜角在30°-33°之間時(shí)，很難下放礦石，容易出現(xiàn)卡堵的現(xiàn)象[2]。為了解決這種卡堵現(xiàn)象，工作人員一般會選擇爆炸的方式來解決，但是在爆炸時(shí)很容易損壞溜井的井壁。對此，可以采用溜井改為溜槽的優(yōu)化方法，將整節(jié)的溜井改成半圓的溜槽，一旦出現(xiàn)堵塞溜井的情況，工作人員就能利用天井內(nèi)的梯子來到達(dá)堵塞的位置后，用工具疏通來提高出礦的效率，減少損壞溜井的可能，減少爆破材料和后期維修的成本。此外，這種優(yōu)化方法還能降低開采區(qū)使用溜井的一半費(fèi)用。

3.2削壁充填采礦法的優(yōu)化

削壁充填采礦法的主要優(yōu)勢是能分采礦巖，開采順序正常是先開采圍巖，然后開采礦石，或者根據(jù)礦區(qū)現(xiàn)場的實(shí)際情況交替進(jìn)行。具體如下：如果礦脈的厚度小于0.3m或礦體傾斜角較小時(shí)，可以采用先采圍巖，后采礦石和兩者交替開采的方法；如果礦脈的厚度在0.3-0.5m之間，且礦巖的分界面光滑清晰、礦脈穩(wěn)固的話，使用圍巖和礦石交替開采的方法；如果礦脈的厚度高于0.5m，但頂板不穩(wěn)固、礦巖接觸面不清楚時(shí)，可以采用先采礦石，后采礦巖的方法。同時(shí)，可以根據(jù)頂?shù)装鍑鷰r的穩(wěn)固性決定圍巖分采的部位，如底板穩(wěn)固，圍巖分采的是底板圍巖；如頂板穩(wěn)固，圍巖分采的是頂板圍巖。

此外，根據(jù)圍巖的實(shí)際情況和礦體的厚度來選擇先采礦石后崩圍巖的采礦方法。正常情況下，金礦是不能進(jìn)行地面塌陷的，常用的是先開采后充填的方法來進(jìn)行地壓管理，以最大程度的降低塌陷區(qū)造成的地質(zhì)災(zāi)害影響[3]。充填法分為干式充填和濕式充填，干式充填是將廢石充填在采空區(qū)，能很好的處理礦山在掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的廢石，經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)良，但是充填效果不及濕式充填法；濕式充填法是利用水動力來輸送充填體到采空區(qū)，動力是水，并加入水泥速凝劑凝固后進(jìn)行充填，充填效果良好。該礦山選用的是干式和濕式兩種聯(lián)合的充填方法，工作人員搬走礦石后，將下盤的圍巖崩落進(jìn)行初次充填，利用礦山自帶的充填系統(tǒng)將灰砂比為1：10的膠結(jié)體通過充填管進(jìn)行充填，構(gòu)成高強(qiáng)度的光滑水平的膠結(jié)面后，進(jìn)行崩落礦石。

3.3優(yōu)化崩落的圍巖厚度

優(yōu)化崩落的圍巖厚度，確定合適的崩落圍巖厚度是削壁充填法在回采中的重要工作。如果崩落的圍巖厚度太小的話會使得作業(yè)空間不夠，降低采礦效率，如果崩落的圍巖厚度太大的話會增加炸材的消耗量，加大橫向作業(yè)的空間，但是相應(yīng)的會減少縱向作業(yè)的空間，與作業(yè)需求是不符的。以某采石場為例，將崩落圍巖的厚度設(shè)定在0.7m，采石場的采高H1為4m，進(jìn)尺L為2m，崩落頂板圍巖剝落的高度H2為3m，礦體的厚度A1為0.8m，崩落下盤毛石的厚度A2為0.7m，崩落后圍巖的松散系統(tǒng)a為1.5。則該采石場圍巖崩落后，其毛石的高度H1=a×A2×H2/（A2+A1）=2.1m。對其充填0.4m的膠結(jié)體，則其空頂?shù)母叨葹镠1- H1=1.5m。這與作業(yè)空間的要求是相符的，且其圍巖剝落厚度0.7m是科學(xué)的。

3.4出礦方法的優(yōu)化

正常情況下，金礦的出礦方法有三種，一是使用人工扒渣的方法進(jìn)行出礦，工作人員能在任何地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，靈活度大，但是效率低且勞動量大。二是使用中小型的出礦設(shè)備進(jìn)行出礦，如電耙出礦法，這種方法的成本和設(shè)備維修率均較低，但是出礦效率也不高。三是使用大型出礦設(shè)備進(jìn)行出礦，如鏟運(yùn)機(jī)出礦，這種方法的出礦率高，但相應(yīng)的成本也較高。該礦體是極薄礦體，采礦的空間不大，礦脈的厚度較小，采用的是穩(wěn)定性能較高的電耙出礦法。

3.5優(yōu)化效益

通過對該礦體采礦方法的優(yōu)化和應(yīng)用后，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，提高了開采率，降低了貧化率，減少了材料成本。使用普通的削壁充填采礦法后，礦區(qū)的生產(chǎn)能力是17t/d、采礦功效是4.3t/d、損失率和貧化率分別高達(dá)4.2%和5.3%，而通過將溜井改為溜槽后，礦區(qū)的生產(chǎn)能力提高到33t/d、采礦功效為8.3t/d、損失率和貧化率分別下降至3.2%和4.5%?？梢姡瑑?yōu)化緩傾斜極薄礦體的采礦方法是必要的，有顯著的效益。

4.結(jié)語

總之，削壁充填法是目前緩傾斜極薄礦體較為優(yōu)良的采礦方法，對提高開采率，降低貧化率效果顯著。根據(jù)礦脈的傾斜角等對采礦方法的優(yōu)化，能取得更加顯著的效果。如對傾斜角較小的礦脈，使用溜槽的方法放礦，能有效改善溜井方法造成的爆破損壞的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]黃程輝，王洪，肖高利.礦巖分采提高低品位緩傾斜薄礦脈回采效率的技術(shù)探討[J].湖南有色金屬，2014，25（04）：16-17.

[2]于常先，付其銳，吳若菡.全充填嗣后連續(xù)采礦法在緩傾斜薄礦脈礦柱回采中的應(yīng)用[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2014，33（02）：19-20.

[3]周科平，翟建波，張亞民.緩傾斜薄礦體采場偽傾斜布置及參數(shù)優(yōu)化研究[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，24（02）：36-37.