徐子林 徐菲

中圖分類號(hào)：TD43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

簡述

地下開采是一門動(dòng)態(tài)的科學(xué)，正確的選擇采礦方法是提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑之一，過去我礦一直采用階段崩落法開采零號(hào)脈的各條礦體，已經(jīng)具有幾十年的歷史了，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料在這期間采場的平均貧化率在28%左右，平均損失率在19%左右。一直存在著礦石貧化率大，出礦大塊率高等問題，大塊率高影響了采場的出礦效率，工人作業(yè)不安全，和降低了采場的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)過分析出現(xiàn)這種情況有兩個(gè)主要原因，一是零號(hào)脈各條礦體的頂盤圍巖多數(shù)是穩(wěn)固性較差的頁巖，二是階段崩落法是在覆蓋巖下放礦。這兩個(gè)條件是造成礦石貧化率大、損失率大的主要原因。

為解決這些問題，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料總結(jié)了過去的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)一些采空區(qū)的現(xiàn)場實(shí)際情況，結(jié)合力學(xué)和高等數(shù)學(xué)等學(xué)科的理論，提出來使用雙層出礦耙道有底柱分段崩落法回采零號(hào)脈各條礦體的方案。

該方案是在采場布置上下兩條延脈耙道，上層耙道鑿巷的底板在礦房高度的1/2處，兩條耙道有其相應(yīng)的鑿巷，與鑿巷同標(biāo)高布置切穿和切井。各層的切井施工到距離上部采空區(qū)3米。礦房底板的放礦角度為67°左右，放礦斜長取兩個(gè)中段之間的一半處為中分線，礦房回采時(shí)留4~5米厚的斜頂柱，防止上部采空區(qū)廢石的混入和支撐礦房的頂板。待礦房到尾期出礦時(shí)再回采斜頂柱。

有底柱分段崩落法的論述

采場底盤放礦角度

根據(jù)已經(jīng)回采結(jié)束的采場實(shí)際放礦角度，確定有底柱分段崩落法的底盤放礦角度。例如-300m中段的06~12#采場，采場的結(jié)構(gòu)為礦房沿走向長度50m、真厚度13m、斜長35m、采場底盤放礦角度為67°，該采場使用有底柱階段崩落法回采，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為地質(zhì)儲(chǔ)量26000t、地質(zhì)品位0.263%、采礦量28000t、出礦品位0.204%、貧化率24.3%、損失率19.8%。為了便于進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比較，取α=67°作為有底柱分段崩落法的底盤放礦角度。

2.耙道的設(shè)計(jì)標(biāo)高

如果兩中段主運(yùn)輸巷道間的垂直距離為H，上段礦房的垂直距離為h1，下段礦房的垂直距離為h2，根據(jù)采場出礦的實(shí)際情況，上層耙道的鑿巷底板標(biāo)高在兩鑿巷的二分之一處時(shí)，采場的貧化率最低。

3.采準(zhǔn)、切割工程的布置

由水平中段上人井、礦井，從水平巷道頂板向上10m作為下段礦房耙道的底板標(biāo)高。人井、礦井聯(lián)通后再施工延脈耙道，耙道的風(fēng)井透在本中段的回風(fēng)層上。然后再施工斗穿、斗頸，最后施工斗上工程，斗上工程有鑿巷、切割槽、切割天井。在礦體的底盤施工斜頂柱的鑿巖硐室，將來施工深孔回采斜頂柱。

4.礦房及礦柱回采

礦房回采是在鑿巖平巷和切割平巷中鉆鑿圓形深孔，以切割天井為自由面，進(jìn)行擠壓爆破。一個(gè)切割立槽的東西兩面可以同時(shí)爆破10~15m的距離，爆破后從電耙道用電耙子將礦石耙到溜礦井里，溜到階段運(yùn)輸巷道裝車運(yùn)出到礦倉。

當(dāng)一個(gè)礦房回采后到尾期出礦時(shí)，立即回采斜頂柱，回采斜頂柱的鑿巖硐室布置在采場的底盤，與電耙道相通且聯(lián)通于人井。

主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的比較

將-300m中段的06~12#采場，使用有底柱階段崩落法回采實(shí)際的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，與按有底柱分段崩落法回采計(jì)算的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較如下：

對有底柱分段崩落法的評價(jià)

新采礦方法實(shí)際上是在礦房回采時(shí)分成兩個(gè)步驟進(jìn)行回采，也就是說先回采礦房、后回采斜頂柱。礦房回采時(shí)，使用深孔一次性爆破一個(gè)采場，并將崩落礦石的70%~80%放出，采場形成較大的空間，然后一次性崩落礦房的斜頂柱，最后放礦是在覆蓋巖下進(jìn)行大量放礦。

根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的實(shí)踐和分析，我們認(rèn)為該采礦方法具有下列主要的優(yōu)缺點(diǎn)：

該采礦方法在在斜頂柱崩落之前，由于礦房是在空場下放礦，將崩落礦石的70%~80%放出，這樣就相當(dāng)于使用空場法回采礦石，在空場下可以放出大量的純礦石，降低了礦石的貧化率，回采礦房時(shí)的貧化率比階段崩落法降低12.5%。

該采礦方法在斜頂柱崩落之前，采場形成了較大的空場，然后再崩落礦房上部沒有回采的斜頂柱，這樣，就使得礦房回采時(shí)崩落下來的礦石，全部崩落在礦房內(nèi)，這樣就有利于出礦時(shí)的管理工作，降低了礦石的損失率，分段崩落法總損失率比階段崩落法降低6.2%。

原來階段崩落法的采準(zhǔn)工程，是一層耙道、上面設(shè)計(jì)二層鑿巷?，F(xiàn)在分段崩落法的采準(zhǔn)工程，是一層耙道、上面設(shè)計(jì)一層鑿巷，分段崩落法采場的高度是原來階段崩落法采場高度的二分之一，那么，回采相同高度的礦體，分段崩落法的采準(zhǔn)工程量要比階段崩落法的采準(zhǔn)工程量要多。所以，分段崩落法的萬噸掘進(jìn)率比階段崩落法的萬噸掘進(jìn)率高出四分之一到五分之一。

分段崩落法在回采礦房時(shí)，充分發(fā)揮了使用崩落法回采礦、在空場下放礦的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了崩落法采礦，礦石貧化率、損失率比空場法采礦，礦石貧化率、損失率大的缺點(diǎn)，在回采礦房時(shí)降低了礦石的貧化率和損失率。

分段崩落法斜頂柱回采后出礦時(shí)，礦石的貧化率和損失率比較大，主要原因是上部采場的覆蓋巖隨著斜頂柱的崩落，與礦石一起下落到采場混在一起，這是客觀原因造成的。但是，加強(qiáng)出礦管理也可以有效地降低礦石的貧化率和損失率，一是嚴(yán)格控制出礦的順序，由里向外有順序的出礦，二是控制每個(gè)斗的出礦量，當(dāng)?shù)V石的品位達(dá)不到生產(chǎn)的要求時(shí)，立即將該斗穿封閉。要嚴(yán)格的按照生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行出礦，降低礦石的貧化率和損失率。

綜合比較有底柱分段崩落法優(yōu)于階段崩落法。

本方案適用于傾斜、中厚以下的礦體，要求礦體、圍巖穩(wěn)固性良好。

結(jié)論

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，楊家杖子礦務(wù)局嶺前礦使用有底柱階段崩落法，回采零號(hào)脈礦體已經(jīng)有幾十年的歷史了，在這期間年平均損失率在16%以上，年平均貧化率在24%以上，這兩項(xiàng)指標(biāo)均偏高，針對這個(gè)問題，提出來使用分段崩落法回采礦體，降低礦石的損失率和貧化率。分段崩落法的突出特點(diǎn)是，回采礦房時(shí)先保留斜頂柱，這樣在空場下放礦降低了礦石的損失率和貧化率，礦房里的礦石出礦要結(jié)束時(shí)再回采斜頂柱。

此方法在回采礦房時(shí)，礦石的損失率和貧化率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于階段崩落法回采的礦石，且生產(chǎn)能力較大、大塊率低，工人現(xiàn)場作業(yè)安全，綜合比較有底柱分段崩落法優(yōu)于階段崩落法，使用后，能取得比較好的經(jīng)濟(jì)效益。