張浩法,彭 森,馬小麗
(1.山東黃金礦業(yè)(鑫匯)有限公司,山東 青島 266700;2.山東黃金歸來莊礦業(yè)有限公司,山東 臨沂 273306)
我國金礦開采的歷史悠久,但是大規(guī)模開采的時間較短,所以在技術(shù)、設(shè)備、管理等方面,都和發(fā)達國家存在一定的差距。而隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,我們對于開采技術(shù)的要求也有了提高,不僅要求低消耗,而且要求高效、環(huán)保,而緩傾斜復(fù)雜礦體采礦法就是一種很好的方法。
(1)我國金礦資源簡介。我國的金礦種類繁多,有一大部分是1伴生礦[1],資源分布的范圍非常廣,但是儲量卻相對集中,而且小型礦比較多,品位大多處于中等。黃金屬于貴重金屬,而在金礦開采的過程中,不可避免的存在著礦石損失率,為了提高企業(yè)收益,在礦石開采的過程中,我們要進行綜合考慮,選擇合理的開采方法。
(2)金礦開采的常用方法?;诩夹g(shù)的發(fā)展,和生產(chǎn)能力的提高,在現(xiàn)代的礦體開采中,大多數(shù)企業(yè)選擇充填法,和崩落法進行開采。充填法在我國的使用時間比較長,在使用過程中,逐漸受到了礦業(yè)和黃金部門的喜愛[2],其中的淺孔留礦法,更是占據(jù)了近一半的生產(chǎn)市場。對于大體穩(wěn)定但局部不穩(wěn)定的急傾斜礦體,是非常合適的操作方法,在實際開采的過程中,淺眼留礦法不需要復(fù)雜的機械設(shè)備支持,技術(shù)工藝相對簡單,且對于坑木的消耗比較少,而且由于礦石比較小,所以工人的勞動效率非常高,出礦率也就相對提高了。對于中小型礦業(yè)來說,這種投資少見效快的生產(chǎn)方式,有著強大的優(yōu)勢。但是它也有自身存在的弊端,由于沒有設(shè)備支撐,所以工人的勞動力非常大,且工作環(huán)境存在隱患,對頂板支護的要求非常高。并且不利于機械化生產(chǎn)的實現(xiàn),回采過程的出礦率低,使得投資成本不能及時運轉(zhuǎn),限制企業(yè)的發(fā)展。而崩落采礦法,就是讓礦山圍巖人為或是自然崩落,將采空區(qū)進行填充的開采方法。分層崩落法具有損失率低的優(yōu)點,但是它的工作場地安全性低,需要支護投入,而且產(chǎn)出量小,生產(chǎn)效率低,工藝技術(shù)復(fù)雜。而階段崩落的方法,具有生產(chǎn)效率高,產(chǎn)量大的優(yōu)點,但是由于使用爆破或者深孔的方式進行礦體崩落,而且礦巖容易陷落,所以損失率高。而崩落采礦法最大的限制,就是對施工場地要求較高,因為礦體要落在地表上,所以有河流、電線、淤泥、鐵路公路等的地面,就不能使用崩落法了。
“緩傾斜復(fù)雜礦體”是指礦體傾斜在30°以下,礦體厚度變化較大,而且礦巖穩(wěn)定性前后數(shù)值不一樣的礦體[3]。在急傾斜、傾斜和緩傾斜三種開采技術(shù)劃分中,緩傾斜礦體的開采難度最大。因為坡度太過平緩,礦石不能自己從坡上滾落,而且礦巖厚度和穩(wěn)定性不均勻,所以需要使用機械進行作業(yè);而礦井的空頂高度比較大,所以對于日常的頂板維護,和施工過程的監(jiān)測,都有較大的要求。
安全、高效、環(huán)保,是礦產(chǎn)開采的基本原則,所以,在保證安全環(huán)保的前提下,進行高效的開采,和礦產(chǎn)資源的回收利用,是一個重要的目標。
我們常用的礦體開采方式,都有著獨特的優(yōu)勢和缺陷,所以對于不同的礦體情況,我們要選擇不同的開采方法,而對于緩傾斜復(fù)雜礦體的開采,我們更要先進行具體的分析,才能制定合適的方法。首先,我們要把復(fù)雜礦體進行類別劃分,按照礦體的不同厚度,區(qū)域礦巖的穩(wěn)定性,分成不同的類別,根據(jù)具體情況,制定開采過程的具體設(shè)計,并且采取有針對性的支護措施。
由于黃金是貴重金屬,所以我們在制定開采方案的時候,要充分計算考慮礦石的消耗和損失[4],以及達到的經(jīng)濟效益,還要研究計劃的可行性,以及開采過程中可能會遇到的問題。
對于金礦開采的安全環(huán)保,是現(xiàn)代資源開采的必然要求,要做好安全保障措施,首先就要確定好礦巖的穩(wěn)定性,光靠測量巖石的硬度是不夠的,現(xiàn)在常用的是ShapeMetrix 3D非接觸節(jié)理裂隙掃描系統(tǒng)、RMR和BQ等分級手段進行測評[5],通過試驗計算,不僅能夠確定礦巖的強度,而且能夠讓我們了解斷層和裂隙等造成的影響,結(jié)果更加全面和準確,可以幫助我們制定合理的頂板支護手段,保證地下開采的過程中,不會因為支護不足造成坍塌,發(fā)生嚴重的礦山事故,影響工作人員的安全。
在開采的過程中,支護礦巖的穩(wěn)定性是保證安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),對于不同穩(wěn)定性的礦巖,我們要采取不同的頂板支護方式,比如水壓支柱支護、錨桿支護等。通過對礦巖的穩(wěn)定性分級,以及計算、情況模擬等,我們可以合理的選擇頂板支護的類型,并且調(diào)整網(wǎng)度參數(shù)。這不僅有利于我們開采工作的安全進行,還能夠把支護部分的成本降到最低。
結(jié)合頂板離層儀、應(yīng)力計以及微震監(jiān)測等設(shè)備[6],我們可以對開采過程有全面精準的把控,對于頂板變形等情況也可以及時發(fā)現(xiàn),這對于工人的開采工作,以及井下的機械設(shè)備運行,可以起到保障安全的重要作用。
在開采工作結(jié)束后,會形成很大的空洞,也就是我們說的采空區(qū)。采空區(qū)如果不進行合理的治理,就會形成嚴重的安全隱患,很容易導致塌陷的問題。所以,在緩傾斜復(fù)雜礦體的開采工作結(jié)束之后,我們要注意將采空區(qū)進行封閉。但最好的辦法,就是把開采過程中剩下的廢石、廢砂等,都填充到開采出的空洞里,讓采空區(qū)避免坍塌,這樣可以減少廢石出坑的成本,而且可以消除采空區(qū)的安全隱患,一舉兩得。
綜上所述,緩傾斜復(fù)雜礦體開采技術(shù)的應(yīng)用,可以提高我國礦產(chǎn)資源的開采效率,減少安全事故發(fā)生的概率,對于我國礦業(yè)的發(fā)展,有著十分積極的作用。礦體的開采方法是靈活的,我們在開采的過程中,要對各種主客觀因素進行綜合分析,采取合理的開采方案,保證工程的高效環(huán)保。