緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術的應用研究

畢可

摘 要：就目前來看，我國緩傾斜中厚礦體的機械化開采還處于起步階段，落后的開采技術使得緩傾斜中厚礦體在開采作業(yè)中還存在一些問題。簡要分析了緩傾斜中厚礦體的特點，探討了緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術的具體應用，旨在為提高緩傾斜中厚礦體的機械化采礦技術水平提供參考。

關鍵詞：緩傾斜中厚礦體；機械化開采；采礦技術；出礦設備

中圖分類號：TD803 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.161

緩傾斜中厚礦體的開采一直是制約我國采礦業(yè)發(fā)展的重要問題。隨著科技的發(fā)展，緩傾斜中厚礦體的機械化開采得到了一定的發(fā)展，但在實踐中還存在一些技術問題?；诖耍疚闹饕芯苛司弮A斜中厚礦體機械化采礦技術的應用。

1 緩傾斜中厚礦體的特點

緩傾斜中厚礦體的傾斜角在50°～300°之間，在開采的過程中，要保證其開采厚度在5～20 m之間。與傳統(tǒng)礦體相比，緩傾斜中厚礦體的開采難度較大。我國針對緩傾斜中厚礦體的采礦技術和采礦工藝目前還不太成熟，如果利用當前的采礦技術和采礦工藝開采緩傾斜中厚礦體，很可能會對礦體的整體開采質量造成影響，同時開采效率較低、資源浪費較大、開采成本較高。此外，如果在緩傾斜中厚礦體開采中出現(xiàn)失誤，則有可能損壞開采機械，并對礦體的周圍環(huán)境造成影響。

緩傾斜中厚礦體的開采受到開采技術的限制，需要借助機械設備運出崩落的礦石，這就需要通過一定的支護、防護工作來保證運輸作業(yè)的安全。但在實際中，這種防護工作做得并不到位，導致在緩傾斜中厚礦體的開采過程中容易發(fā)生安全事故。而如果從底部挖掘開采，勢必會增加底盤挖掘的面積，很容易出現(xiàn)漏斗現(xiàn)象，這就需要在開采的過程中提高采切比。但這會增加開采成本，并且在開采的過程中，崩落的礦石不可能自行掉落，需要人工或機械搬運礦石。一些采礦技術發(fā)達的國家利用先進的自動化設備搬運礦石，不僅有效提升了開采效率，還減少了安全事故。

2 緩傾斜中厚礦體機械化開采技術的應用

緩傾斜中厚礦體的開采難度較大，但其機械化開采技術的研究空間較大。本文以山西某礦山為例，簡要介紹了緩傾斜中厚礦體機械化開采技術的應用。

2.1 應用項目概況

本文所研究的緩傾斜中厚礦體機械化開采技術的應用項目為山西省某礦山，是典型的二期工程。礦體傾角達到了53°，平均開采厚度為18 m；采用的是國內生產(chǎn)的出渣設備，國外生產(chǎn)的鑿石設備、回采作業(yè)設備和深孔裝藥設備，該深孔裝藥設備功能強大、應用范圍廣，且能自動吸藥、顯示裝藥速度；在每一個掘進循環(huán)中，掘進進尺達3～3.5 m；所選擇的采礦切割槽位于礦體較厚的礦房中部。

2.2 應用問題分析

在緩傾斜中厚礦體機械化開采技術的應用過程中，主要存在以下兩個問題：①由于礦體的傾角為53°，傾角較小，因此在開采的過程中，不能利用重力作用來搬運崩落的礦石，只能依靠爆破或機械的方式來實現(xiàn)崩落礦石的轉移；②頂板面積隨采空區(qū)的增大而增大，這就對護頂技術提出了更高的要求，一些可靠性、安全性較差的護頂技術無法解決由頂板面積增加而引發(fā)的安全問題，導致大型無軌設備無法在采空區(qū)開展作業(yè)。

針對上述兩個問題，在應用項目礦區(qū)采用了“大盤區(qū)，小分段”的設計思路。針對護頂技術，采用了重力放礦的方式，以保證回采區(qū)工作人員和作業(yè)設備的安全性。這種按傾斜度分段的方式不僅能保證良好的作業(yè)環(huán)境，還能讓無軌設備在有水的環(huán)境下工作，有效提升了工作效率。

2.3 具體應用過程

具體的應用方案為：①設計規(guī)劃循環(huán)掘進系統(tǒng)，利用風井、切割平巷測量運輸巷道的斷面尺寸，對掘進活動中的鑿巖設備進行分析，引進全液壓式鑿巖臺車，保證鏟運機支持出渣設備的運轉；②根據(jù)緩傾斜中厚礦體的實際厚度和煤層劃分來實現(xiàn)自由面的分段、連續(xù)爆破；③將待崩礦體按長度分為三段，并確?？諈^(qū)兩邊位置的有效呈現(xiàn)，保證后續(xù)開采工序的連接。

根據(jù)礦體的實際情況，設計爆破參數(shù)如下：孔徑為80 mm，孔間距為1.4 m，孔深為27 mm，炸藥單耗為1.2 kg/t。為了給切割槽提供足夠的爆破空間，可以在兩邊放置扇形的炮孔，最終形成一個寬度達7 m的矩形空間，保證爆破的順利完成。在爆破過程中，將切割槽作為自由面，從兩側向中間進行爆破；將整個礦體按30 m、30 m、23 m的長度劃分為三段進行三次崩礦，其中，第一次崩礦受到了切割槽空間的限制，切割槽兩邊的崩礦范圍為11 m、12 m，而空區(qū)兩邊的崩礦范圍都為15 m，其他崩礦范圍為30 m。崩礦炮孔的密集系數(shù)為2，二次破碎在內的炸藥單耗量為0.53～0.63 kg/t，崩礦量達到了7.7 t/m。

在緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術的應用過程中，出礦設備的性能是重中之重。工作人員要保證出礦設備的性能滿足盤區(qū)的生產(chǎn)需求，以提高工作效率。在本次應用項目中，選用的是國外生產(chǎn)的出礦設備。該設備性能優(yōu)良，能夠滿足大規(guī)模地下礦山開采的出礦需求，有效提升開采效率。

在緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術的應用過程中，還要注意通風問題。在本應用項目中，為了解決通風問題，挖掘了3條天井用于回風，保證在回采的過程中新鮮空氣能夠流通到采空區(qū)，并經(jīng)過回風巷、回風天井順利地排出，這對運輸水平的提升有著重要意義。在回采工序完成之后，先前挖掘的回風天井可作為充填井，通過尾礦充填和廢石充填處理采礦工程中的采空區(qū)。這樣不僅能提升充填材料的強度和透水性能，同時還能有效降低廢石和尾礦的地表存量，減少廢石和尾礦對地表環(huán)境的污染。

3 結束語

本文主要以山西省某礦山為例，探討了緩傾斜中厚礦體機械化開采技術的具體應用，希望能夠提高緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術的水平。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕