無間柱連續(xù)采礦工藝在地下金屬礦山的應(yīng)用

■陳岳會

（金平長安礦業(yè)有限公司云南紅河661500）

無間柱連續(xù)采礦工藝在地下金屬礦山的應(yīng)用

■陳岳會

（金平長安礦業(yè)有限公司云南紅河661500）

國內(nèi)外采礦界中，地下金屬礦山的采礦工藝一直備受關(guān)注。無間柱連續(xù)采礦工藝的主要經(jīng)濟優(yōu)點在于對井下工人作業(yè)條件和環(huán)境的優(yōu)化；礦山在進行機械化不間斷作業(yè)時，可以有效的縮短采場回采期，優(yōu)化深部地壓的管理和控制。本文著重描寫了地下金屬礦山中無間柱連續(xù)采礦工藝的研究，希望能對相關(guān)的工作與研究提供借鑒。

無間柱連續(xù)采礦采礦工藝地下金屬礦山

0　前言

在傳統(tǒng)的金屬礦地下開采中，普遍沿用對礦房礦柱進行劃分，先礦房后礦柱的回采方法進行開采。但因為所留間柱的回采相對滯后，間柱可能因為變形遭到破壞而導(dǎo)致回采困難，進而降低生產(chǎn)效率，提高作業(yè)成本，造成回采過程中資源的大量損失。同時，作業(yè)線的逐漸拉長，也為礦山開采管理帶來了不小的挑戰(zhàn)，嚴重制約著礦山的經(jīng)濟效益。地下金屬礦山的不間斷采礦工藝技術(shù)能真正實現(xiàn)縮短回采時間、深化地壓管理，實現(xiàn)采礦作業(yè)的機械化和連續(xù)化發(fā)展，提升采礦工作的綜合生產(chǎn)力。由此可見，高效連續(xù)的回采采礦法研究已成為采礦界應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向，影響著整個采礦業(yè)的發(fā)展。

1　工業(yè)試驗礦區(qū)中采礦技術(shù)條件

對于某工業(yè)采礦區(qū)來說，主礦體主要分布在石灰?guī)r和花崗巖長巖體相交之處，礦體傾斜角在76°到89°之間，體長通常為480到671m，平均厚度在18到29m，沿走向礦體為彎曲的透鏡狀到似板狀。礦體以浸染狀含銅磁鐵礦為主，也可能含有少量其他成分，礦質(zhì)穩(wěn)固，一些區(qū)域的穩(wěn)固性隱節(jié)理發(fā)育而表現(xiàn)為越來越低的狀況。頂盤一般由花崗閃長巖組成，接觸帶為呈塊狀的灰色蝕變花崗巖長巖，f為6到8，其中含有少量綠泥石和高嶺土，具有較差的穩(wěn)固性［1］。底盤則由下統(tǒng)灰?guī)r構(gòu)成，f為8到12，主要由方解石組成，穩(wěn)固性強。

2　無間柱連續(xù)采礦工藝的運用

2.1運用無間柱連續(xù)采礦工藝的試驗

具體試驗方法為：在礦段作業(yè)中將礦段當(dāng)作回采單元，不保留間柱進行作業(yè)，利用下向平行深孔側(cè)向崩礦，在振動出礦機底部設(shè)置成無二次破碎水平的結(jié)構(gòu)。利用分節(jié)式運輸列車運輸?shù)V石。在崩礦的作業(yè)中，臨時保留靠充填空區(qū)一側(cè)的礦壁，待本段出礦工完畢后進行二次崩礦，強化出礦，并結(jié)合相應(yīng)措施填充空區(qū)。選擇三個相鄰礦段進行平行采切、填充和回采，并在采礦工作面上進行階段性的推進［2］。

例如，實驗礦段為高48m，長45m，將其劃分為寬度不等的兩個區(qū)域進行作業(yè)，對其中一個15m寬的區(qū)域進行開采作業(yè)，完成崩礦及出礦后留下5.5m的空間作為臨時礦壁，再利用高水尾砂膠結(jié)料迅速填充其他部分。待二分區(qū)結(jié)束崩礦和出礦后，將這個5.5m的臨時礦壁崩落，并迅速放出。試驗中，采礦場的結(jié)構(gòu)主要為：第二個分區(qū)是振動出礦的平底式底部結(jié)構(gòu)，器械則選用優(yōu)化的連續(xù)振動機組進行操作并出礦。在填充材料選擇中，一分區(qū)為復(fù)合型高水速凝材料，而二分區(qū)為全尾砂。具體采礦過程為第一礦段進行回采之后，開始第二礦段的回采操作。

2.2回采工藝

2.2.1鑿巖爆破工藝

鑿巖過程中，采用孔徑為165毫米的CD-90型鉆機進行，利用深孔柱狀藥包從側(cè)向擠壓崩礦。將切割天井當(dāng)做自由面，通過深孔爆破分次擴槽形成新的切割槽，并以此為自由面，通過側(cè)向崩礦對一分區(qū)進行礦石崩落，待其出礦作業(yè)結(jié)束之后即將進行填充的時候，對二分區(qū)進行崩礦出礦。

2.2.2出礦及礦石運輸

將試驗礦段分成兩個操作區(qū)域并進行回采，設(shè)計一分區(qū)為漏斗形底部結(jié)構(gòu)，通過T4G設(shè)計二分區(qū)為無二次破碎水平的振動出礦底部結(jié)構(gòu)，并利用連續(xù)振動機組進行出礦作業(yè)。

2.2.3對采場的填充

在一分區(qū)崩礦出礦作業(yè)完成之后，通過高水尾砂進行固結(jié)作業(yè)，并對其中的踩空區(qū)域進行適當(dāng)填充，形成具有1.5MPa以上強度的填充體。之后以全尾砂對二分區(qū)開展填充作業(yè)。

2.2.4監(jiān)測采礦場的地壓

為檢測并分析爆破振動沖擊與地壓施工下填充體的抗震性、穩(wěn)固能力等，了解在采集過程中崩礦時間段內(nèi)臨時礦壁地壓的穩(wěn)定性，必須對地壓進行監(jiān)測。對一分區(qū)的填充體和上盤圍巖、臨時礦壁進行實時監(jiān)控，具體利用對巖音和位移的檢測來進行。在此過程中使用的儀器為RS-1614或SIR-2系統(tǒng)。

3　在連續(xù)采礦中，相關(guān)裝備的選擇及流程

在連續(xù)采礦過程中，出礦振動機組的操作系統(tǒng)以7節(jié)HZY型分節(jié)振動運輸車、原礦振動條篩、溜井下部裝載、中斷運輸?shù)冉M成。實際操作流程為：在采場進行對礦石的崩落——在出礦口放出振動出礦機——使用振動運輸車進行礦屬的運輸——溜井口振動條篩的使用——將合格塊度礦石運輸?shù)搅锞ㄟ^XL-20型7t架線式電機車——回到主井礦倉。通過這樣的過程，來完成在采礦場從采礦、出礦、運輸、篩選礦石和處理大塊的一系列操作。

4　研究成果

本研究對各項技術(shù)的經(jīng)濟指標均達到或超過科研規(guī)劃相關(guān)指標，經(jīng)濟效益較為明顯。主要有以下幾個方面：一是實現(xiàn)了將礦體分段，并以礦段為單位進行無間柱連續(xù)回采，突破了傳統(tǒng)采礦工藝中將礦體劃分礦房與礦柱的回采方式有效降低礦石損失，縮短作業(yè)線；二是對回采工藝進行了創(chuàng)新，在礦段內(nèi)進行分區(qū)回采不僅能滿足連續(xù)采礦工藝需求，更能滿足快速充填，協(xié)調(diào)與平衡落礦出礦、采切、充填之間的關(guān)系；三是對深孔爆破與定向致裂技術(shù)進行了研究，對大直徑深孔施爆破工藝進行了創(chuàng)新發(fā)展，有效提升崩礦質(zhì)量，提升單次崩礦量、降低大塊產(chǎn)出率、崩落礦石塊度均勻；四是對采場連續(xù)出礦工藝系統(tǒng)與全套設(shè)備進行了整合。

5　結(jié)束語

綜上可見，對采礦技術(shù)中無間柱連續(xù)采礦法的分析，以及對地下金屬礦山進行連續(xù)采礦的技術(shù)探索，才能真正幫助采礦工作實現(xiàn)在實際作業(yè)中的發(fā)展。只有在實際生產(chǎn)工作中，根據(jù)礦山和工程的現(xiàn)實狀況進行無間柱連續(xù)采礦工藝技術(shù)的使用，才能真正推動地下金屬礦山工作。其工藝發(fā)展才能真正成為具有機械化、連續(xù)化、生產(chǎn)集中化特點的現(xiàn)代化工藝，進而真正為開采礦石帶來經(jīng)濟效益的穩(wěn)步提升和發(fā)展。

［1］吳愛祥，胡華．地下金屬礦山無間柱連續(xù)采礦工藝技術(shù)研究 ［J］．金屬礦山，2012，10 （02）：9-12．

［2］余佑林，楊仕林，楊文．地下金屬礦無間柱連續(xù)采礦法研究 ［J］．有色金屬（礦山部分），2013，02（02）：6-9．

P61［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-101-1