李云鵬+王鵬

摘 要：我國(guó)緩傾斜礦體高效采礦方法效率較低，危險(xiǎn)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(guò)對(duì)采礦法方法的合理利用和機(jī)械設(shè)備使用，進(jìn)而達(dá)到安全高效的目的，提升礦山的經(jīng)濟(jì)效益。

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

中圖分類號(hào)：TD863 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0155-02

我國(guó)緩傾斜礦體開(kāi)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(kāi)采技術(shù)和工藝設(shè)備的進(jìn)步，傳統(tǒng)的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)方式無(wú)法順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，滿足不了市場(chǎng)開(kāi)發(fā)需求，礦產(chǎn)資源未來(lái)開(kāi)發(fā)趨勢(shì)為安全性和高效性。為了進(jìn)一步開(kāi)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(jī)械設(shè)備，采取安全有效的采礦方式。

1 礦山開(kāi)采條件和存在問(wèn)題示例

本節(jié)介紹一個(gè)緩傾斜礦體的典型礦山，以說(shuō)明緩傾斜礦體常見(jiàn)的開(kāi)采條件和存在問(wèn)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(huì)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(shí)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(jìn)行混凝土支護(hù)之外，其它地方不需進(jìn)行支護(hù)，總體來(lái)說(shuō)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(chǎng)開(kāi)口到一定范圍時(shí)就會(huì)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(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)看，礦山采用的主要采礦方法和裝備開(kāi)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(duì)采礦方法進(jìn)行改進(jìn)和研究，保證整體工程的穩(wěn)定性，提升礦山總體開(kāi)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(wèn)題。

1.2 存在問(wèn)題

（1）礦山針對(duì)薄礦體采用的采礦方法為房柱法。該方法采場(chǎng)生產(chǎn)能力較小，單獨(dú)采場(chǎng)生產(chǎn)能力不均勻，需要多種中段各個(gè)采場(chǎng)同時(shí)施工；采礦損失程度高，由于是空?qǐng)霾傻V法，且礦山礦巖硬度系數(shù)分布不均衡，而礦體長(zhǎng)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(huì)發(fā)生安全事故；礦山中留下了很多殘留礦體，回收價(jià)值很高，但是需要加入大量人力、物力財(cái)力才能去回收，其所需費(fèi)用比之前生產(chǎn)費(fèi)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(kāi)采帶來(lái)的一定阻礙性。（2）礦山針對(duì)中厚礦體選用的采礦方法為無(wú)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(jìn)路之間相隔10米以內(nèi)。該采礦方法在覆蓋巖下放礦，因?yàn)槌霈F(xiàn)分段現(xiàn)象，加上和廢石觸碰，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中損失率和貧化率較高，直接導(dǎo)致礦產(chǎn)資源浪費(fèi)嚴(yán)重，限制了企業(yè)未來(lái)發(fā)展；再加上工作人員經(jīng)常在獨(dú)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(duì)緩傾斜礦體的開(kāi)采進(jìn)行提出了如下采礦方法技術(shù)措施。

2.1 提升礦山機(jī)械化作業(yè)水平

我國(guó)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(wèn)題，如井內(nèi)作業(yè)條件復(fù)雜，危險(xiǎn)性高，采礦生產(chǎn)能力不高，這些都成為影響礦山正常開(kāi)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(chǎng)生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)提升礦山經(jīng)濟(jì)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(jìn)開(kāi)采技術(shù)的前提下，依照礦山整體特征以及開(kāi)采條件，制定出具有安全性、高效率的采礦方式，提出相對(duì)應(yīng)的采切工程布置方案及合理的回采順序，與此同時(shí)還應(yīng)選用先進(jìn)采礦機(jī)械化設(shè)備，全方位提升礦山機(jī)械化作業(yè)水平和開(kāi)采過(guò)程穩(wěn)定安全性。

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

2.2 條帶掘進(jìn)式房柱采礦法

（1）一般來(lái)說(shuō)，針對(duì)礦體厚度較小的緩傾斜礦體選用的傳統(tǒng)房柱法開(kāi)采方式，通常都會(huì)在礦柱中間施工鑿巖巷道，再經(jīng)過(guò)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(chǎng)的工程量，在施工過(guò)程中減少了回采效率，所以提出采用條帶掘進(jìn)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(yùn)輸平巷的一邊留出3米的寬間柱，而緊靠偽傾斜運(yùn)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(guò)傾斜運(yùn)輸巷道往中部多作業(yè)面掘進(jìn)式開(kāi)采，因?yàn)槿藛T設(shè)備經(jīng)常會(huì)在頂板下面工作，所以要對(duì)采場(chǎng)頂板加強(qiáng)保護(hù)，保證回采過(guò)程的安全性。（3）在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)運(yùn)用鑿巖臺(tái)車全斷面掘進(jìn)爆破設(shè)計(jì)，通過(guò)試驗(yàn)選擇出合理的爆破方法和孔網(wǎng)參數(shù)，進(jìn)而得出最佳爆破效果。示例礦山依照篩選確定下來(lái)的掘進(jìn)方案為：首先依照相同巷道掘進(jìn)孔網(wǎng)參數(shù)，礦層掘進(jìn)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(bǔ)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(jìn)而繼續(xù)增大爆破空間；全面掘進(jìn)由中間向兩邊逐面拉開(kāi)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定雷管放置位置，爆破完成之后選用鏟運(yùn)機(jī)出礦。

2.3 兩步驟房柱采礦法

對(duì)于中厚礦體，需采用兩步驟房柱采礦法開(kāi)采。礦塊布置走向?yàn)榇怪保来蝿澐譃榈V房、礦柱、采礦長(zhǎng)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(jìn)行礦房采場(chǎng)回采時(shí)，需要在采場(chǎng)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(jìn)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(guò)周圍礦柱采場(chǎng)出礦。進(jìn)行礦柱采場(chǎng)施工前應(yīng)先預(yù)留出施工巷道，巷道每相隔6～8米開(kāi)采一條出礦進(jìn)路。采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)部分無(wú)法直接回收的礦石，利用遙控鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行回收，礦石經(jīng)過(guò)中斷巷道運(yùn)輸出去。等到礦房采礦結(jié)束之后，再對(duì)礦柱采場(chǎng)中的穿脈巷道進(jìn)行擴(kuò)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(guò)大而且頂板出現(xiàn)損壞現(xiàn)象時(shí)，要采用預(yù)控頂房柱采礦法進(jìn)行開(kāi)采。首先在采場(chǎng)頂部組建一個(gè)切割層，并且利用錨網(wǎng)支護(hù)等方法對(duì)頂板進(jìn)行固定，固定的目的就是控制好采場(chǎng)頂板穩(wěn)定性，進(jìn)而保證后期出礦作業(yè)的安全性。預(yù)切頂房柱開(kāi)采法，采場(chǎng)垂直礦體走向布置，采場(chǎng)長(zhǎng)度大約為50～60米左右，厚底為3米，對(duì)掘進(jìn)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(guò)溜井進(jìn)入到中段運(yùn)輸巷道中去，對(duì)切割層頂板支護(hù)完成之后，下部礦體按照傾斜推進(jìn)方式，運(yùn)用中深孔鑿巖，鏟運(yùn)機(jī)出礦。

2.5 底盤(pán)漏斗房柱法

除了上述采礦方法外，改進(jìn)的底盤(pán)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(pán)漏斗房柱法鑿巖人員需要親自進(jìn)入采場(chǎng)，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(jìn)的底盤(pán)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(jìn)出空區(qū)問(wèn)題，降低了采場(chǎng)頂板穩(wěn)固性要求，做到安全開(kāi)采。礦房開(kāi)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(kāi)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(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)

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