矩陣式淺孔留礦區(qū)域系統(tǒng)優(yōu)化在柴礦中的應(yīng)用

王寶明，劉文超

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

赤峰柴礦公司長(zhǎng)期一直以來(lái)針對(duì)礦體賦存條件不同，礦體多采用全面采礦法和淺孔留礦法進(jìn)行回采。其中淺孔留礦采礦法一直作為回采急傾斜礦體主要的采礦方法，也是我公司采礦主要的回采方法，但近期在我司的平行礦體開(kāi)采過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了淺孔留礦法存在大量的工程浪費(fèi)問(wèn)題，本文將就此展開(kāi)探討和研究[1]。

1 關(guān)于淺孔留礦法

淺孔留礦法主要是采用淺孔鑿巖，打水平或向上孔的方式進(jìn)行爆破，通過(guò)淺孔的方式控制落礦塊度，再將每次爆破后的礦石留下部分，留下的礦石作為礦房回采鑿巖過(guò)程中的工作平臺(tái)，同時(shí)起到支撐底板的作用。在淺孔留礦法施工過(guò)程中會(huì)根據(jù)施工階段將礦塊分開(kāi)，礦塊分成礦房和礦柱二次回采，礦房的開(kāi)采采取自上而下分層開(kāi)采的方法，每次開(kāi)采過(guò)程中崩落的礦石留下二分之一，將其存儲(chǔ)在礦房中作為繼續(xù)上采的工作臺(tái)，直到礦房采完才將崩落的礦石全部放出，在礦房采完后再進(jìn)行采空區(qū)處理和礦柱回采。淺孔留礦法主要應(yīng)用于一些礦體厚度不大，礦石和圍巖相對(duì)穩(wěn)固的傾角小于60°的礦體中（礦脈傾斜角度太小不利于放礦，會(huì)造成粉礦損失）。

赤峰柴礦公司目前淺孔留礦法應(yīng)用較多，但實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，在開(kāi)采平行礦體開(kāi)采過(guò)程中，采用淺孔留礦法能很好進(jìn)行礦體開(kāi)采，但存在著每發(fā)現(xiàn)一條礦體，便會(huì)立即施工礦體對(duì)應(yīng)的行人順路與下盤出礦結(jié)構(gòu)，等行人順路與底部結(jié)構(gòu)施工完畢后，后期又發(fā)現(xiàn)距離該礦脈20m還有一條平行礦脈，由于前期沒(méi)有綜合考慮采礦結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致后探礦發(fā)現(xiàn)的礦脈需要重新施工行人順路與出礦結(jié)構(gòu)，造成了工程的浪費(fèi)。

2 矩陣式淺孔留礦法的優(yōu)化及應(yīng)用

2.1 應(yīng)用方案的項(xiàng)目背景

為了更好的優(yōu)化平行礦體中的淺孔留礦法的應(yīng)用，本次研究在赤峰柴礦公司11402采場(chǎng)與11405采場(chǎng)位于四中段4線以北的2#豎井進(jìn)行了具體應(yīng)用。采場(chǎng)地質(zhì)和礦體情況分析如下。

采場(chǎng)所屬礦塊長(zhǎng)度為分別是43.0m與38.0m，屬于11#脈（即5#脈），兩塊礦間距為16.0m，礦體走向約306°，傾向南西，傾角約75°，礦體為閃長(zhǎng)玢巖脈。礦體和上下盤圍巖的界線清楚，礦體下盤為大理巖，礦體上盤為大理巖，閃長(zhǎng)玢巖脈礦化較均勻。圍巖中等穩(wěn)固，礦體含水性較弱。礦體最大厚度3.5m、最小厚度1.2m、平均厚度2.2m，地質(zhì)品位2.46g/t。礦石量16093t，金屬量39.59kg。

2.2 優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

首先，對(duì)工藝進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用高率布置采切工程，改變?cè)械摹俺Ｒ?guī)工程”思路，降低其工程量與工期。在應(yīng)用過(guò)程中，需將11402采場(chǎng)與11405采場(chǎng)看作為一個(gè)整體系統(tǒng)，同時(shí)進(jìn)行采切工程的區(qū)域整體優(yōu)化[2]。

首先對(duì)脈外巷優(yōu)化，將脈外巷設(shè)計(jì)于兩采場(chǎng)中間位置，作為兩采場(chǎng)開(kāi)采時(shí)的共同的主脈外運(yùn)輸巷，該方案減少了脈外巷的施工工程量又保證了渣石的正常運(yùn)輸，如圖1所示。

圖1 脈外巷優(yōu)化示意圖

其次對(duì)出礦穿出礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化，11402采場(chǎng)采用柴礦原設(shè)計(jì)思路，將出礦穿設(shè)計(jì)在礦體的下盤區(qū)域，11405采場(chǎng)在此基礎(chǔ)上北溝分礦大膽嘗試，改變?cè)械摹俺Ｒ?guī)工程”思路，將出礦穿設(shè)計(jì)與礦體上盤與11402采場(chǎng)共用脈外巷，共用脈外巷，減少了11405采場(chǎng)脈外巷工程量約50.0m。

再次對(duì)行人順路優(yōu)化，考慮到兩采場(chǎng)間隔16.0m，距離間隔較近，若兩個(gè)采場(chǎng)分別施工行人順路，則造成天井工程的浪費(fèi)，北溝分礦考慮多種天井施工方案，最終確定將行人順路放置于11402采場(chǎng)一側(cè)，11402采場(chǎng)礦體至坐標(biāo)（40374780，4688890）殲滅，將行人順路設(shè)計(jì)于距離礦體殲滅位置的脈外3.0m，采礦時(shí)用聯(lián)絡(luò)道連通11402采場(chǎng)，作為進(jìn)出采場(chǎng)的安全行人通道，行人順路用施工探礦穿連通11405采場(chǎng)，將探礦穿作為進(jìn)出11405采場(chǎng)的安全行人通道，該方案的實(shí)施可以少施工一條行人天井，將使11402采場(chǎng)與11405采場(chǎng)共用一條行人順路，可減少施工天井工程量50.0m，如圖2所示。

本次研究的關(guān)鍵是在安全條件參數(shù)及地質(zhì)條件允許的情況下，將兩個(gè)平行礦脈看作為一個(gè)區(qū)域整體，針對(duì)公司現(xiàn)有條件，結(jié)合礦山多年的采礦實(shí)踐，在保證通風(fēng)、行人、安全的前提下在兩個(gè)礦塊中間施工脈外巷出礦結(jié)構(gòu)，使兩個(gè)采場(chǎng)均能正常運(yùn)輸出礦，將行人順路設(shè)計(jì)于兩平行礦體的中間作為進(jìn)出兩個(gè)采場(chǎng)的脈外行人順路，優(yōu)化后的方案能有效減少了脈外巷與行人順路施工工程量，從而能有效縮短施工周期，也能有效節(jié)約企業(yè)施工成本。

2.3 優(yōu)化后的方案效果

通過(guò)在赤峰柴礦11402采場(chǎng)與11405采場(chǎng)位于四中段4線以北的2#豎井的具體應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)按照優(yōu)化后的方案施工比傳統(tǒng)的采場(chǎng)施工方式相比減少100m工程量，按照每月施工40.0m計(jì)算可提前75天時(shí)間進(jìn)行采場(chǎng)的開(kāi)采，大大減少了采準(zhǔn)施工量，可提前兩個(gè)半月采礦,加快了存窿采場(chǎng)的形成。不僅如此，通過(guò)計(jì)算，優(yōu)化后的方案減少脈外巷工程量50.0m，按照脈外巷施工單價(jià)378m3計(jì)算，可節(jié)約資金：4.92*50*378=9.3萬(wàn)；優(yōu)化后的方案減少天井工程量50.0m，按照單價(jià)548m3計(jì)算，可節(jié)約資金2.88*50*548=7.9萬(wàn)，單從施工量來(lái)看，優(yōu)化后的施工方案可節(jié)省資金17.2萬(wàn)，若再算上提前75天開(kāi)采帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，能明顯發(fā)現(xiàn)，通過(guò)方案優(yōu)化能為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 結(jié)束語(yǔ)

淺孔留礦法在金屬礦山的開(kāi)采中應(yīng)用極廣，其有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但每一處礦脈的情況都是不同的，任何開(kāi)礦方法亦無(wú)法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，我們?cè)谶\(yùn)用時(shí)，應(yīng)對(duì)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采工藝進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化，只有這樣才能有效提高回采綠、資源利用率、機(jī)械利用率、生產(chǎn)效率等指標(biāo)，才能更好的提高工作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)安全、高校的生產(chǎn)。本次研究則是針對(duì)平行礦脈中淺孔留礦法的優(yōu)化應(yīng)用，這有效提高了赤峰柴礦公司的生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，施工安全性也得到了很大提升，這非常有利于采礦業(yè)方面的優(yōu)化，其有著極大的運(yùn)用價(jià)值，值得在礦山企業(yè)中廣泛推廣。