緩傾斜礦體高效采礦方法簡析

李云鵬+王鵬

摘 要：我國緩傾斜礦體高效采礦方法效率較低，危險程度高等現(xiàn)象，一直是影響采礦工程發(fā)展的主要因素，本文根據(jù)緩傾斜礦體高效采礦技術(shù)，分析出了多種高效采礦方法，通過對采礦法方法的合理利用和機械設(shè)備使用，進而達到安全高效的目的，提升礦山的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：緩傾斜礦體；掘進式房柱采礦法；預(yù)控頂房柱采礦法；機械化作業(yè)

中圖分類號：TD863 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0155-02

我國緩傾斜礦體開采技術(shù)較為復(fù)雜，由于傾角較小，導(dǎo)致采下的礦石較難采出。此外厚大的緩傾斜礦體還存在頂板管理的困難，埋下了安全隱患。隨著開采技術(shù)和工藝設(shè)備的進步，傳統(tǒng)的礦產(chǎn)資源開發(fā)方式無法順應(yīng)時代發(fā)展，滿足不了市場開發(fā)需求，礦產(chǎn)資源未來開發(fā)趨勢為安全性和高效性。為了進一步開發(fā)資源，維持行業(yè)穩(wěn)定快速發(fā)展，為其提供技術(shù)保障，要合理使用采礦方法和應(yīng)用機械設(shè)備，采取安全有效的采礦方式。

1 礦山開采條件和存在問題示例

本節(jié)介紹一個緩傾斜礦體的典型礦山，以說明緩傾斜礦體常見的開采條件和存在問題。

1.1 主要因素

（1）礦石巖性一般為白云質(zhì)磷塊巖，表面為黏土巖和含磷粘土質(zhì)粉砂巖。頂?shù)装鍘r性一般以白石巖為主，圍巖和礦體接觸不會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，而且圍巖在物理學(xué)性質(zhì)上產(chǎn)生變化不大。礦山同時存在薄礦體及中厚礦體根據(jù)施工坑道情況可以看出，礦層和圍巖具有較高的穩(wěn)定性，圍巖一般呈塊狀結(jié)構(gòu)，除了在坑道入口處進行混凝土支護之外，其它地方不需進行支護，總體來說較為穩(wěn)定。但是埋在淺出經(jīng)常受風(fēng)礦層和圍巖穩(wěn)定性較差，采場開口到一定范圍時就會出現(xiàn)自然崩落，還有斷層附近和圍巖受斷層遭到一定破壞，影響其穩(wěn)定性。該礦山在緩傾斜礦體礦山較為典型。（2）從該礦山實際生產(chǎn)情況來看，礦山采用的主要采礦方法和裝備開采條件復(fù)雜，周圍條件差，生產(chǎn)能力低下，為了滿足礦山安全性要求，有必要對采礦方法進行改進和研究，保證整體工程的穩(wěn)定性，提升礦山總體開采技術(shù)和裝備水平，大面積的改善井內(nèi)復(fù)雜條件。上述也是緩傾斜礦體礦山所普遍存在的問題。

1.2 存在問題

（1）礦山針對薄礦體采用的采礦方法為房柱法。該方法采場生產(chǎn)能力較小，單獨采場生產(chǎn)能力不均勻，需要多種中段各個采場同時施工；采礦損失程度高，由于是空場采礦法，且礦山礦巖硬度系數(shù)分布不均衡，而礦體長度較大，所以需要留出多種規(guī)格的礦柱。這些所需礦柱有的可以回收利用，有的遭到損壞；施工作業(yè)安全效率不高。房柱法的施工人員在采空區(qū)下面作業(yè)，經(jīng)常會發(fā)生安全事故；礦山中留下了很多殘留礦體，回收價值很高，但是需要加入大量人力、物力財力才能去回收，其所需費用比之前生產(chǎn)費要高很多，地質(zhì)資源利用率低下；采空區(qū)處理困難，為礦山開采帶來的一定阻礙性。（2）礦山針對中厚礦體選用的采礦方法為無底柱分段崩落法。礦塊布置結(jié)構(gòu)和具體參數(shù)為：階段高度60米，分段高度11米，礦塊布置為垂直走向，厚度大于10米，進路之間相隔10米以內(nèi)。該采礦方法在覆蓋巖下放礦，因為出現(xiàn)分段現(xiàn)象，加上和廢石觸碰，實際生產(chǎn)過程中損失率和貧化率較高，直接導(dǎo)致礦產(chǎn)資源浪費嚴(yán)重，限制了企業(yè)未來發(fā)展；再加上工作人員經(jīng)常在獨頭巷道內(nèi)工作，通風(fēng)條件差，存在安全隱患。

2 采礦方法研究

結(jié)合上述典型礦山示例和其它緩傾斜礦體礦山的普遍特征，對緩傾斜礦體的開采進行提出了如下采礦方法技術(shù)措施。

2.1 提升礦山機械化作業(yè)水平

我國礦山緩傾斜薄礦體經(jīng)常采用的采礦方法之一房柱法，房柱法面臨著許多問題，如井內(nèi)作業(yè)條件復(fù)雜，危險性高，采礦生產(chǎn)能力不高，這些都成為影響礦山正常開采的因素。所以，要提升采用房柱法礦山的設(shè)備水平，以提高回采安全程度和采場生產(chǎn)能力，實現(xiàn)提升礦山經(jīng)濟效益的根本目的。在研究緩傾斜中厚礦體高效采礦方法先進開采技術(shù)的前提下，依照礦山整體特征以及開采條件，制定出具有安全性、高效率的采礦方式，提出相對應(yīng)的采切工程布置方案及合理的回采順序，與此同時還應(yīng)選用先進采礦機械化設(shè)備，全方位提升礦山機械化作業(yè)水平和開采過程穩(wěn)定安全性。

緩傾斜中厚礦體礦山常用的采礦方法無底柱分段崩落法機械化程度較高，但也存在人員駕駛回采設(shè)備在進路中遭遇巖石冒落的危險，因此也需要提高相應(yīng)的機械化水平如采用遙控鏟運機出礦來增強安全性和生產(chǎn)效率。

2.2 條帶掘進式房柱采礦法

（1）一般來說，針對礦體厚度較小的緩傾斜礦體選用的傳統(tǒng)房柱法開采方式，通常都會在礦柱中間施工鑿巖巷道，再經(jīng)過鑿巖巷道后退式采礦。礦體之間回采寬度都比較窄，大約在6～7米左右，鑿巖巷道的出現(xiàn)從很大程度上加大了采場的工程量，在施工過程中減少了回采效率，所以提出采用條帶掘進式房柱采礦法是很有必要的。（2）首先，在礦塊沿傾向內(nèi)部劃分出礦房、礦柱，礦柱尺寸大約為30～40米，礦主之間相隔跨度大約是6～8米之間。在礦房緊挨階段運輸平巷的一邊留出3米的寬間柱，而緊靠偽傾斜運輸平巷的另一邊留出2～4米的寬間柱。礦體表面呈傾斜方向，從上往下沿走向劃分出回采條帶；在同一種條帶上通過傾斜運輸巷道往中部多作業(yè)面掘進式開采，因為人員設(shè)備經(jīng)常會在頂板下面工作，所以要對采場頂板加強保護，保證回采過程的安全性。（3）在現(xiàn)場施工過程中，還應(yīng)當(dāng)運用鑿巖臺車全斷面掘進爆破設(shè)計，通過試驗選擇出合理的爆破方法和孔網(wǎng)參數(shù)，進而得出最佳爆破效果。示例礦山依照篩選確定下來的掘進方案為：首先依照相同巷道掘進孔網(wǎng)參數(shù)，礦層掘進寬度大約為5米，高度為4米，炮孔尺寸為2.6米，掏槽孔主要以空孔為自由面和補償空間，先將爆碎的巖石推出，逐漸形成一種大型爆破空間，進而繼續(xù)增大爆破空間；全面掘進由中間向兩邊逐面拉開，根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定雷管放置位置，爆破完成之后選用鏟運機出礦。

2.3 兩步驟房柱采礦法

對于中厚礦體，需采用兩步驟房柱采礦法開采。礦塊布置走向為垂直，依次劃分為礦房、礦柱、采礦長度大約為45～55米左右，采礦寬度大約為7米，結(jié)構(gòu)為平底，進行礦房采場回采時，需要在采場中間施工鑿巖巷道，切割掉橫巷。再切割掉天井側(cè)向，產(chǎn)生爆破，進而形成切割槽。在鑿巖巷道內(nèi)由切割槽一面向另一面崩礦，通過周圍礦柱采場出礦。進行礦柱采場施工前應(yīng)先預(yù)留出施工巷道，巷道每相隔6～8米開采一條出礦進路。采用鏟運機出礦，有時會出現(xiàn)部分無法直接回收的礦石，利用遙控鏟運機進行回收，礦石經(jīng)過中斷巷道運輸出去。等到礦房采礦結(jié)束之后，再對礦柱采場中的穿脈巷道進行擴展，在保證安全的前提下盡最大限度的回收礦柱資源，便于有效利用。

2.4 預(yù)控頂房柱采礦法

當(dāng)?shù)V體厚度過大而且頂板出現(xiàn)損壞現(xiàn)象時，要采用預(yù)控頂房柱采礦法進行開采。首先在采場頂部組建一個切割層，并且利用錨網(wǎng)支護等方法對頂板進行固定，固定的目的就是控制好采場頂板穩(wěn)定性，進而保證后期出礦作業(yè)的安全性。預(yù)切頂房柱開采法，采場垂直礦體走向布置，采場長度大約為50～60米左右，厚底為3米，對掘進切割層的施工，首先考慮好如何減少切割層工程量，切割層采用淺孔落礦方式，礦石經(jīng)過溜井進入到中段運輸巷道中去，對切割層頂板支護完成之后，下部礦體按照傾斜推進方式，運用中深孔鑿巖，鏟運機出礦。

2.5 底盤漏斗房柱法

除了上述采礦方法外，改進的底盤漏斗房柱法也是回采緩傾斜礦體的有效方法。傳統(tǒng)的底盤漏斗房柱法鑿巖人員需要親自進入采場，因此也要保留出一定量的礦柱，其產(chǎn)生的回采率較低而且出礦效率不高。改進的底盤漏斗房柱法應(yīng)用深孔鑿巖技術(shù)回采礦房，可以大面積的減少保留礦柱，有效解決礦山工作人員進出空區(qū)問題，降低了采場頂板穩(wěn)固性要求，做到安全開采。礦房開采選用向上通風(fēng)方式，礦房、礦柱都采用局扇輔助通風(fēng)，能夠保證開采中的良好的作業(yè)環(huán)境，符合采礦的根本要求。

3 結(jié)語

針對緩傾斜礦體礦山的特點，分析緩傾斜礦體采礦方法普遍存在的問題，提出了適合在其條件的的高效采礦方法，提高了開采效率，降低安全事故的出現(xiàn)率，保證開采作業(yè)安全性，最終滿足礦山安全生產(chǎn)需要，促進礦山可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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