王 東

（北方銅業(yè)股份有限公司，山西 運(yùn)城 043700）

對(duì)于礦產(chǎn)資源的開(kāi)采過(guò)程來(lái)說(shuō)，最常用的一種方法就是自然崩落法。通過(guò)對(duì)該種方法的實(shí)踐和應(yīng)用研究，能夠發(fā)現(xiàn)自然崩落法在實(shí)際的工作過(guò)程中，借助其操作的優(yōu)越性和便捷性來(lái)提升礦產(chǎn)資源的回收率和利用率。本文從自然崩落法的基本工作原理研究，結(jié)合項(xiàng)目的應(yīng)用來(lái)探索自然崩落法厚大破碎礦體中的實(shí)踐。

1 相關(guān)概念內(nèi)涵解析

1.1 自然崩落法

所謂的自然崩落法指的是在拉底空間的基礎(chǔ)上，有效依靠礦體自身的軟弱結(jié)構(gòu)面，在礦體或者其他物體本身的自重應(yīng)力和次生構(gòu)造應(yīng)力的作用下，使得相關(guān)礦產(chǎn)資源的開(kāi)采工程能夠進(jìn)一步發(fā)展失穩(wěn)崩落，然后可以借助底部放礦使得上層的、含有礦產(chǎn)資源的巖石逐漸崩落，直至上一個(gè)階段或者直接崩透地表的一個(gè)物理作用工作流程[1]。

1.2 自然崩落法的優(yōu)勢(shì)探索

通過(guò)對(duì)大量文獻(xiàn)的綜述和相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，能夠有效總結(jié)出自然崩落法的實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，第一點(diǎn)就是自然崩落法的生產(chǎn)能力大，能夠在大型機(jī)械和爆破設(shè)施的作用下對(duì)所要進(jìn)行礦產(chǎn)資源開(kāi)采的礦體做出大規(guī)模的崩落，增加了開(kāi)采礦產(chǎn)資源的總量，總體的生產(chǎn)能力相對(duì)于其他開(kāi)采手法來(lái)說(shuō)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。第二點(diǎn)就是開(kāi)采成本的低價(jià)，自然崩落法是唯一一種能夠與露天采礦所獲得的經(jīng)濟(jì)效益相媲美的采礦方法，少量的工作人員、較為先進(jìn)的科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)都使得自然崩落法在我國(guó)的礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中獲得了大多數(shù)企業(yè)和施工單位的青睞。

1.3 礦體條件

首先要保證礦體資源的豐富性是足夠的，等待開(kāi)采的礦體還需要具有較大的體量和規(guī)模，才能夠?qū)⒆匀槐缆浞ǖ膬?yōu)勢(shì)徹底體現(xiàn)出來(lái)。其次就是在前期地質(zhì)勘測(cè)的階段，要對(duì)開(kāi)采樣本中含有的軟弱結(jié)構(gòu)面、礦體內(nèi)夾石含量的多少進(jìn)行研究和估算。一旦軟弱結(jié)構(gòu)面、礦體內(nèi)夾石含量較高的話，就使得在自然崩落法實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，爆破產(chǎn)生的崩塊會(huì)形成或大或小的塊度，尤其不利于后期礦產(chǎn)資源的提取，對(duì)于崩落之后在放礦過(guò)程中是否具有實(shí)際工作的意義也會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重更多影響。最后是在自然崩落法的應(yīng)用過(guò)程中，是允許地表在一定的范圍內(nèi)產(chǎn)生塌陷的，只要不會(huì)超過(guò)地表承載能力的臨界值，就可以投入到實(shí)際的工程工作當(dāng)中去[2]。

2 厚大破碎礦體可崩性的分析

首先是利用RQD評(píng)價(jià)礦體的可崩性。RQD指的就是巖石質(zhì)量指標(biāo)，這就需要對(duì)需要檢測(cè)的礦體進(jìn)行樣本取樣，利用金剛石鉆孔機(jī)在待開(kāi)采的礦體上隨意選擇一個(gè)控制點(diǎn)，獲取長(zhǎng)度大于100毫米，直徑控制在5厘米以內(nèi)的樣本。再根據(jù)由美國(guó)克拉依麥克斯金屬公司經(jīng)營(yíng)的礦山所制訂的一種礦石可崩性指數(shù)對(duì)樣本的可崩性進(jìn)行分級(jí)研究，“1”表示礦體的可崩性好，“10”表示礦體的可崩性較差。通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)分析能夠明顯發(fā)現(xiàn)，該銅礦的礦體質(zhì)量較好、可以使用自然崩落法進(jìn)行開(kāi)采[3]。

其次是利用巖體自重應(yīng)力場(chǎng)評(píng)價(jià)礦體的可崩性進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)礦塊底部進(jìn)行拉底來(lái)改變巖體的應(yīng)力狀態(tài)來(lái)加速對(duì)巖體造成一定的破壞，這樣就會(huì)產(chǎn)生一部分自重應(yīng)力，將這部分自重應(yīng)力利用物理學(xué)的原理進(jìn)行分解，分解成為平行力和垂直力，分別計(jì)算其對(duì)于礦體本身產(chǎn)生的作用，是否達(dá)到其最大臨界值。如果小于最大臨界值，則證明自然崩落法的應(yīng)用是具有一定保障性的。

3 采礦工程的步驟

3.1 采礦方案的確定

為了保障對(duì)厚大破碎礦體的實(shí)行自然崩落法應(yīng)用的穩(wěn)定性，就需要充分保障開(kāi)采場(chǎng)地的面積是足夠大的，承載能力是足夠強(qiáng)的，相關(guān)的礦產(chǎn)資源維護(hù)和運(yùn)輸過(guò)程是具有保障的。根據(jù)礦體的空間賦存狀態(tài)、厚度、走向長(zhǎng)度及礦巖可崩性分析，確定4#E礦體的采礦方法為自然崩落法，采用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)出礦，開(kāi)采范圍4153穿+ 15m —4157+15m，平均采高約為50m。

由于4#E礦體傾角較小、底盤(pán)三角礦量較大且品位較高，為盡可能多的回收底盤(pán)三角礦量，故將4#E礦體劃分為554m主層和584m副層進(jìn)行開(kāi)采。主層出礦層標(biāo)高為554m水平，布置4條穿脈出礦道，出礦設(shè)備為5.6m3電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)；副層出礦道標(biāo)高為584m水平，沿脈布置2條出礦道，出礦設(shè)備為3m3電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)。4#E礦體東擴(kuò)區(qū)域可采礦量為205萬(wàn)t，采礦品位0.474%，金屬量9717t，拉底面積15300m2。

3.2 采準(zhǔn)工程布置

530m運(yùn)輸水平：4155穿作為4#E礦體運(yùn)輸穿脈；554m出礦水平：布置4個(gè)出礦道；584出礦水平：布置2個(gè)出礦道；564m、594m拉底水平：巷道斷面2.9m×2.9m，拉底工程布置在桃形體兩側(cè)，雙拉底道，間距15m；設(shè)計(jì)扇形上向中深孔，中深孔鑿巖設(shè)備為DB-210中深孔鑿巖臺(tái)車。

3.3 回采順序及落礦方式

（1）回采順序，4#E礦體東擴(kuò)工程與4#主礦體相鄰，且4#主礦體東部區(qū)域已進(jìn)行拉底爆破，故4#E礦體總的回采順序是：由西向東，由底盤(pán)向頂盤(pán)。

（2）因雙拉底道拉底工藝在桃形礦柱上部夾制性較大，易出現(xiàn)“巖墻”現(xiàn)象，為防止“巖墻”的發(fā)生對(duì)回采設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并采取了以下預(yù)防措施：一是以桃形礦柱兩側(cè)拉底道作為一個(gè)爆破單元；二是增大桃形礦柱上部的拉底高度，拉底高度由3m增大至4m；三是中深孔實(shí)施現(xiàn)打現(xiàn)放，確保拉底爆破質(zhì)量。這些措施均有效的減小了地壓造成的危害。

（3）落礦方式，切割拉槽為自拉槽擠壓爆破，拉底道為向采空區(qū)逐次擠壓爆破。

4 結(jié)語(yǔ)

由于我國(guó)經(jīng)歷了社會(huì)主義現(xiàn)代化進(jìn)程的促進(jìn)，工業(yè)化水平的有效促進(jìn)使得我國(guó)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出一派蒸蒸日上的趨勢(shì)，尤其是市政基礎(chǔ)工程的建設(shè)，大量礦產(chǎn)資源的開(kāi)采為其工作做出了一定的保障。這主要是由于我國(guó)對(duì)于厚大破碎礦體的開(kāi)采方法進(jìn)行了改革創(chuàng)新，在傳統(tǒng)的自然崩落法應(yīng)用基礎(chǔ)上，有效結(jié)合科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)以往實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)進(jìn)行研究，通過(guò)優(yōu)化拉底機(jī)構(gòu)和落礦方式提升了整個(gè)厚大破碎礦體的開(kāi)采工程進(jìn)度，意義重大。