緩傾斜-傾斜礦體采礦方法優(yōu)化研究

孫誠

(陜西鑫元科工貿(mào)股份有限公司， 陜西 洛南縣 726104)

陳耳金礦目前主要采區(qū)為18坑，18坑采用平硐開拓系統(tǒng)，平硐斷面為5.19m2，主運平硐長度為2.6 km，采用ZK3-6/250型3t電機車牽引0.75m3翻斗式礦車運輸，井下人員通過電機車牽引專用人車進入坑內(nèi)。平硐坑內(nèi)采用自流排水，機械通風(fēng)系統(tǒng)，主運平硐進風(fēng)、回風(fēng)采用抽出式通風(fēng)方式，風(fēng)機位于上部回風(fēng)平硐內(nèi)，主扇FBCZ№9型，額定功率為15 kW。采礦礦方法主要為淺孔留礦法。目前15坑以上礦體回采已經(jīng)結(jié)束，空場法采場內(nèi)留有部分礦柱和頂?shù)字雾敯澹V山對大部分空區(qū)與廢棄巷道已進行了封閉和隔離，礦區(qū)圍巖堅硬穩(wěn)固，空區(qū)頂板比較穩(wěn)定。

1 礦區(qū)地質(zhì)與礦體地質(zhì)概況

礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北地臺南緣之豫西斷隆西部，南以朱家溝斷裂與金堆城凹陷毗鄰，北以山前斷裂與汾渭地塹相接,為著名的小秦嶺金礦帶的一部分。礦區(qū)出露地層自下而上為太華群大月坪組、板石山組及洞溝組。經(jīng)中—高級變質(zhì)及混合巖化作用，巖石以各類片麻巖、混合巖為主，夾斜長角閃巖、石英巖等，變質(zhì)普遍達角閃巖相。礦區(qū)褶皺構(gòu)造主要為大月坪—金羅斑復(fù)式背斜，局部可見小型揉皺和褶曲，有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，主要有近東西—北西西向斷裂、北東東向斷裂、北西向斷裂、近南北向斷裂。金礦脈主要賦存于近東西—北西西向構(gòu)造帶內(nèi)。礦區(qū)巖漿活動表現(xiàn)強烈，具有多期限次活動特點。巖漿活動釋放巨大的熱能，為金的活化遷移和富集成礦創(chuàng)造了有利的熱-構(gòu)造環(huán)境。

區(qū)內(nèi)礦體賦存條件基本一致，走向185°～195°，傾向南，傾角為30°～65°。金礦體主要賦存于含金石英脈及蝕變巖中，礦體形態(tài)呈板狀、透鏡體狀。礦體長度為200m～660m，斜深為80m～690m，一般厚度為0.50m～1.2m，平均厚度為0.8m。平均金品位一般為1.5g/t～3.0g/t，礦體產(chǎn)狀與控礦構(gòu)造帶基本一致，走向NWW，南傾，傾角為45°。目前，主要開采Q507礦體。

2 傳統(tǒng)淺孔留礦法的問題

自建礦以來，陳耳金礦一直沿用傳統(tǒng)的淺孔留礦法開采[2]，經(jīng)過多年的實踐，此法總體上適合陳耳金礦的礦體開采，但是近年來隨著深部資源的開采，礦壓凸顯，礦體變化大，傳統(tǒng)淺孔留礦法的弊端越突顯，主要存在以下問題：

（1）陳耳金礦礦體變化大，有的礦體屬于緩傾斜，礦石無法靠自重出礦，電耙安裝不方便，只能靠人工耙礦。

（2）爆破對頂板破壞嚴(yán)重，工人作業(yè)時雖然執(zhí)行了“敲幫問頂”，但是還是存在安全隱患。

（3）開采空間平均為1.0m，對頂板支護困難。

（4）平場工作繁重，勞動強度大，難以實現(xiàn)機械化。

（5）底部漏斗放礦難以均勻控制，容易造成懸空、立槽等危險。采場內(nèi)留有大量保安礦柱維護上盤圍巖，造成資源損失。

（6）爆破時爆堆分散，采場內(nèi)礦石搬運效率低。

根據(jù)陳耳金礦礦體賦存特征和現(xiàn)有技術(shù)手段，對傳統(tǒng)淺孔留礦法進行了優(yōu)化，原來的采場結(jié)構(gòu)大體上不變，對局部進行改進優(yōu)化，采用靜態(tài)淺孔留礦法[1]回采礦體（見圖1），取得了很好的效果。

圖1 靜態(tài)淺孔留礦法

3 靜態(tài)淺孔留礦法的應(yīng)用

3.1 采場結(jié)構(gòu)參數(shù)

采場高度為段高50m，采場沿礦體走向布置長50m，礦塊寬度為礦體厚度，頂柱為3m，底柱為5m，間柱為4m。兩翼沿礦體布置采切上山（1#、2#），2#采切上山東側(cè)（不采礦的一側(cè)）布置電耙硐室，并安裝電耙。

3.2 采準(zhǔn)切割

在采切上山中每隔5m掘進聯(lián)絡(luò)道與礦房貫通，在礦房中每隔7m設(shè)一個漏斗（漏斗靠近下盤）。以拉底巷道為自由面，形成拉底空間并完成辟漏，拉底高度為2.5m，寬度為1.2m，局部礦體較厚的地段以礦體厚度為寬度。

3.3 回采工藝

以拉底巷道為自由面，采場自下而上分層開采，每個分層高度為1.8m，每分層自采場一側(cè)向另一側(cè)推進。采場西部回采要超前于東部回采，以利于電耙耙礦、平場。隨著回采分層的上移，電耙也隨之上移至上層電耙硐室?；夭蓵r，每一個爆破循環(huán)后由電耙將1/3的礦石耙入2#采切上山，由上山溜入下部漏斗裝入礦車，同時進行平場。剩下的2/3礦石保留在采場中，起到支撐上盤圍巖的作用。礦房回采結(jié)束后，存窿礦石可以用電耙輔助出礦，隨著落礦面的下移而下移電耙。下部大量出礦使用漏斗溜礦，在沿脈運輸巷道裝入礦車。

3.4 采空區(qū)地壓控制

采場放礦結(jié)束后，沿傾向全長實施控制爆破局部切槽放頂[3]。為了保證放頂施工安全，一次性集中裝藥，連續(xù)爆破放頂。通過控制爆破切槽放頂，形成寬5m～10m的松石堆積壩支撐頂板，不僅封閉了采空區(qū)，消除了頂板沖擊地壓，實現(xiàn)了卸壓開采，控制了采礦過程中的局部地壓顯現(xiàn)，而且采空區(qū)頂板基本均勻沉降，消除了地表塌陷的隱患。

3.5 效果對比

靜態(tài)淺孔留礦法的出礦方式在一定程度上減少了爆破對頂板的破壞，減少了頂板維護的工序和費用，提高了勞動生產(chǎn)率，同時由于使用電耙平場，減少了工人的勞動強度，也減少了工人長時間暴露在采空區(qū)的風(fēng)險。利用電耙輔助出礦可以防止下部大量放礦時出現(xiàn)懸空、立槽等險情。采場內(nèi)靠存窿礦石支撐頂板，不留設(shè)礦柱，減少了資源的損失。具體經(jīng)濟指標(biāo)見表1。

4 結(jié)語

隨著礦體賦存狀態(tài)的突變及裝備技術(shù)水平的提高，對原來的采礦方法進行優(yōu)化改進，是解決礦山采礦技術(shù)水平落后的有效途徑。結(jié)合陳耳金礦實際需要，在傳統(tǒng)淺孔留礦法的結(jié)構(gòu)參數(shù)上改進優(yōu)化了出礦方式，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)依舊沿用傳統(tǒng)淺孔留礦法。靜態(tài)淺孔留礦法在陳耳金礦的應(yīng)用取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。在優(yōu)化的基礎(chǔ)上，可根據(jù)礦體的實際開采條件，改進優(yōu)化其他參數(shù)，比如，在回采緩傾斜上盤圍巖不穩(wěn)固的礦體時，可以采用水平孔密集布置的控制爆破技術(shù)落礦[4]，減少對頂板的破壞；機械化程度高的礦山可以利用底部平底結(jié)構(gòu)[5]裝巖機出礦，以適合礦體，提高出礦效率。

表1 經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)對比