薄礦脈開采技術(shù)方法研究

周 曉，馮延昭

（山東煙臺鑫泰黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司，山東 海陽 265147）

薄礦脈是我國礦山資源重要的賦存方式之一，尤其是在一些稀有金屬的礦山的開采過程中，薄礦脈更為普遍，例如，我國的銻礦、鎢礦、銀礦及金礦等，多數(shù)情況下均以薄礦脈的方式存在，這類薄礦脈有著較為一致的特點，就是厚礦極小，薄礦較多，其在薄礦脈的走向、傾向的變化較大，通常在同一個礦區(qū)范圍內(nèi)有著不同的開采方法。同時，從當(dāng)前普遍采用的開采方法來看，存在的薄弱環(huán)節(jié)較為明顯，例如，當(dāng)前應(yīng)用較多的淺孔留礦法，對于礦體的邊界控制難度較大，導(dǎo)致整個開采的貧化率和損失率較高，甚至達(dá)到了70%，同時，選擇使用的電耙的方式出礦，礦石的總體搬運難度較大，人工勞動力量較大，工作效率較低，不利于提升整個企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。針對當(dāng)前薄礦脈開采工程中存在的相關(guān)問題，全面結(jié)合礦山的實際條件，如何提升整個礦石的采出率，降低礦石的貧化率和損失率，提升開采環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)成為了薄礦脈開采過程中需要重點解決的問題之一。因此，對薄礦脈開采技術(shù)方法進(jìn)行分析有著較為重要的意義[1-3]。

1 工程概況

某礦的0號礦體就屬于較為典型的薄礦脈，傾斜的角度為9°，厚度在0.9m左右，礦巖整體較為穩(wěn)定，其中包含的錯位、斷層情況不是太普遍。礦石的底板巖層為絹云母板巖，總體較為堅硬，附存較為穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)風(fēng)化。頂板的巖石為長石石英硬砂巖，巖性總體較為穩(wěn)定，不易出現(xiàn)風(fēng)化，沒有巖溶情況。且從礦石的總體附存情況來看，沒有出現(xiàn)較為明顯的涌水，在斷層的位置也僅有少量的裂隙水。

2 薄礦脈開采技術(shù)方法

2.1 采場的結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采順序

在設(shè)計出礦山的開采方案之前，首先需要將采場的布置和回采的順序確定出來。結(jié)合本次薄礦脈的賦存情況，設(shè)計的開采順序為從下到上，回采的具體順序為從中間到兩頭，采場的整體長度是80m，寬度為68m，開采的厚度為1.6m。

2.2 采準(zhǔn)切割設(shè)計

在對本礦井進(jìn)行采準(zhǔn)切割設(shè)計時，考慮到礦石出礦，礦井的通風(fēng)、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，沿著整個礦脈逆傾斜的方式布置切割上山，見圖1所示。斷面的高度×寬度為2m×2m，在整個采場的頂部位置布置回風(fēng)平巷，實現(xiàn)和中段沿脈巷的連接，從而形成礦井通風(fēng)系統(tǒng)。由于設(shè)計廢石與礦石分采的方式，在運輸大巷的位置布設(shè)了出礦巷道，在該巷道上打設(shè)了礦石溜井，溜井的寬度和長度為1.5m×1.5m。同時，在沿脈巷和采場布置切割巷道，為鏟運廢石和礦石及回采作業(yè)提供空間。

圖1 采場采準(zhǔn)切割工程示意圖

2.3 具體回采工藝設(shè)計

在進(jìn)行回采時，按照分采廢石和礦石的方式進(jìn)行，將整個作業(yè)空間布置在采場中央的切割上山的位置，然后從采場的兩邊回采到整個采場的端部。首先對下部的廢石進(jìn)行開采，形成整個開采的回采空間，然后再對礦石進(jìn)行開采。在形成回采礦石作業(yè)面之后，兩端分別開挖礦石和廢石，在每個循環(huán)工作中，主要包含的步驟為：首先進(jìn)行鑿巖，然后進(jìn)行爆破，再進(jìn)行通風(fēng)、撬毛，最后進(jìn)行出礦。

（1）鑿巖爆破施工設(shè)計。鑿巖爆破施工作為首要環(huán)節(jié)，在具體施工時，本次選擇使用YT28型潛孔鑿巖機(jī)進(jìn)行鑿巖，鑿巖孔設(shè)計為梅花形布置方式，深度控制在2.5m左右，孔和孔之間的距離設(shè)計在1m左右，孔和孔之間的排距設(shè)計在0.8m左右，選擇使用的巖石炸藥。在工作面進(jìn)行推進(jìn)時，設(shè)計采用的是倒臺階的方式進(jìn)行推進(jìn)，采場的高度控制在能夠滿足機(jī)械和人工作業(yè)即可，主要控制在2.5m之下，控制爆破廢石的工作面在礦石的作業(yè)面前部10m左右，從而確保爆破廢石、回采礦石均有各自的工作面，這對于降低礦石的貧化率是非常有幫助的。

（2）采場通風(fēng)和撬毛設(shè)計。本次設(shè)計的采場通風(fēng)的方式為，從沿脈運輸巷中進(jìn)入新鮮風(fēng)流，風(fēng)流首先到達(dá)采場作業(yè)面，然后到通風(fēng)上山，過了通風(fēng)上山之后到回采平巷，最后到達(dá)回風(fēng)大巷。在進(jìn)行了鑿巖爆破之后，控制在50min的時間對作業(yè)面進(jìn)行通風(fēng)，實現(xiàn)對工作面空氣的有效清洗。在完成了落礦之后，將爆破帶來的炮煙全部排出干凈，之后技術(shù)人員才能進(jìn)入到采場，到達(dá)采場之后，需要對整個采場的頂板、底板等進(jìn)行全面的檢查，將其中存在的浮石全部清理干凈，防止其給施工技術(shù)人員帶來意外傷害。此外，對于施工過程中，遇到的斷層等其他地質(zhì)原因?qū)е碌牡V巖破碎的問題，本次設(shè)計采用木立柱的對其進(jìn)行臨時性支護(hù)，確保其穩(wěn)定性。

（3）采場搬運設(shè)計。首先是進(jìn)行廢石清理，在開采的初期，底板的出現(xiàn)的廢石選擇使用穿孔爆破的方式，使用鏟運機(jī)進(jìn)行全部清除，進(jìn)入到工作面之后，將廢石全部清運到相鄰的采場中。在形成了礦石開采空間之后，對于廢石應(yīng)當(dāng)留有一小部分，并將這些廢石放置到采場的頂端，主要目的是將這些廢石和混凝土攪拌的方式形成砌體柱，實現(xiàn)對采場圍巖的較好支撐。其次是對礦石出礦，在暴落了礦石之后，選擇使用鏟運機(jī)將礦石運輸?shù)搅锞奈恢茫蠼?jīng)過運輸大巷進(jìn)行運輸，最終到達(dá)礦石場。

（4）礦壓管理設(shè)計。留存部分采下底板小尺寸廢石，堆砌點柱或連續(xù)礦柱，支撐上下盤圍巖，用來較長時間維護(hù)采空區(qū)。對發(fā)生的應(yīng)力集中部位適當(dāng)加大堆砌廢石點柱的尺寸。當(dāng)采場走向較長時，在采場中央可堆砌連續(xù)廢石礦柱。

3 薄礦脈開采結(jié)果分析

3.1 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

本次對薄礦脈的開采，取得了較好的開采效果，其礦石的回采率達(dá)到了96%，礦石出現(xiàn)的貧化率在5%左右，采場的生產(chǎn)能力達(dá)到了每天240噸，同時，現(xiàn)場未出現(xiàn)一例安全事故，取得了較好的開采綜合效益。

3.2 技術(shù)優(yōu)勢分析

首先，本次設(shè)計的開采方法對于薄礦脈開采較為適用，較好的提升了本次薄礦脈開采的機(jī)械化水平。其次，對于廢石和礦石選擇使用機(jī)械化的方式將兩者進(jìn)行分離，總體的機(jī)械化程度較高，施工人員的總體工作效率也較高。第三，在對水泥和廢石進(jìn)行攪拌時，選擇使用的是機(jī)械化的方式進(jìn)行攪拌，堆砌成的人工點柱，實現(xiàn)了對礦壓的有效管理與控制。第四，將開采得到的廢石全部在附近的開采結(jié)束的采場進(jìn)行堆放，實現(xiàn)了廢石不出隆的效果，不需要在地面在建立廢石堆場，不僅節(jié)省了地面的空間，同時也降低了廢石來回進(jìn)行運輸?shù)某杀荆嵘吮〉V脈開采工作的安全性，同時這也有利于減低開采活動給整個生態(tài)環(huán)境帶來了負(fù)面影響。

4 結(jié)束語

綜上分析，在對薄礦脈進(jìn)行開采時，其開采技術(shù)方法相對于傳統(tǒng)的開采工藝有著較大的不同，同時由于其開采場所的特殊性，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在具體使用過程中有著較大的限制，因此，這就需要薄礦脈開采時，應(yīng)當(dāng)全面從薄礦脈開采的實際地質(zhì)條件出發(fā)，并結(jié)合現(xiàn)有的開采技術(shù)條件，從提升整個礦石的采出率，降低其貧化率的角度出發(fā)，設(shè)計出符合薄礦脈實際開采條件的開采技術(shù)方案。同時，在滿足了經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性的條件下，還應(yīng)當(dāng)注意提升開采過程中的安全性，特別是在爆破作業(yè)的過程中，對于爆破參數(shù)的選擇，應(yīng)當(dāng)留有充足的富裕系數(shù)，確保各個現(xiàn)場施工人員的施工的安全性，對于開采得到的廢石也應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場條件，多方比對設(shè)計出較好的廢石處理方案。