探讨缓倾斜中厚矿体高效开采新方案

探讨缓倾斜中厚矿体高效开采新方案

田丹

田丹

中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司

摘要：在矿石开采行业，缓倾斜中厚度矿体的开采是难度较大的工程之一。本文详细介绍了该类型矿产资源开采的技术条件和该工程中为确保开采安全应该注意的相关事项。通过比较各种采矿方法，以期解决目前存在的相关难题。可供相关从业人员参考。

关键词：缓倾斜中厚矿体；采矿新方案；生产效率

前言

矿产资源的开发直接关系到一个国家工业生产的能力。传统的矿产资源开发多以矿山的开发为主。开采难度相对较低。但是，缓倾斜中厚矿体的开采难度较大，危险系数也较高，可以说是一项世界级的难题。该类型矿产开发的难度主要体现在两个方面。一是，崩落的矿石排出矿洞的难度较大。由于这类矿体的倾斜角度较校在开采时，无法借助重力将落石排出，只能依靠人力运输。这直接导致了开产效率受到制约，同时增加了额外的成本。第二个难点在于安全隐患难以排出，开采过程安全系数较低。该类矿体的顶板在管理上存在一定的难度，所以安全隐患较高。除此之外，由于矿体存在倾角，这种特殊的地形使得无轨设备难以进入采常这使得开采的效率降低。

近年来，随着我国工业化发展步伐的不断前进，消耗了大量的矿产资源。这导致埋深较浅容易开采的矿体逐年减少。目前的矿体开采都是深度较大，开采难度高的矿体。因此，如何高效对此类矿体进行开采是我国采矿业目前最需要探索的问题。目前，对于此类矿体的开采有两种较为常用的方法。一是房柱采矿法，二是底盘漏矿采矿法。其中，第一种方法在我国采矿业占到了将近一半的比重，而国外这一比例更是高达近三分之二。第二种方法的采用在我国和国外则是分别占据了35%和23%的比例。但是这两种主流的开采方法都有其局限性，难以安全高效的对此类矿体进行开采。

1工程概况

现以某具体的矿体开采为实例分析。该矿山的矿产资源以金属矿产为主。并且含有价值较高的金矿和银矿。其中金矿的含量接近一克每吨，银含量接近125克每吨。矿体整体的倾斜角度在15°～20°之间。矿体的边界尚未确定，有待后期探明。目前为止，已知的矿体重量在40万吨以上，已经开采了近16万吨。根据已经开出的部分可以看出，该矿体岩石整体性较好。但是局部有裂隙，若开采不当可能造成安全事故。因此在开采的过程中，支护措施是必不可少的。

2采矿方案选择

根据已经探明的矿体情况，该地矿产资源的开发适宜采用条柱上向分层填充的方案。该方案具有明显的优势，具体如下：

(1)采矿各步骤之间可以同时独立进行，互补影响。有助于提升采矿效率。(2)充填体养护时间可以得到保障，安全性较高。

首先要进行的工作是对前期矿产资源开采后形成的采空区进行填充。填充工作结束后，可以选择下盘完整的矿体作为试验采常进行如下图所示的回采工作；

条柱上向分层充填采矿法

3条柱上向分层充填采矿法

3.1采场划分及结构参数

在正式的开采工作进行之前，首先要将矿体按照一定的方式进行分割。目前常用的划分方式是沿着81线将矿体分割为两个采场，每个采场的长度在70到80米之间。两个采场之间预留宽度在4米左右的隔离矿柱。在每个采场内沿着垂直方向设置分条，每两个分条之间的间隔在13米左右。则每个采场内分条的数量为6个。

3.2采场采准工程布置

3.2.1出矿系统

矿产资源开采完毕之后借助机械将其运出。出矿设备常采用装载机，然后用车辆进行运输。出矿穿脉的布置往往是从采场的中部进行布置。在出矿穿脉上沿着垂直角度设置溜井。溜井的底部用作矿石的堆砌，在开采时不能将所有的矿石全部开采完，要预留柱状矿石进行支持，以确保安全。出矿系统的设立要根据开采过程中的实际情况进行设计和使用。

3.2.2设备进出采场工程

采矿设备体积较大，重量较重。在设备进场时要进行严密的计划。设备在上山之前，要预留倾斜角度在20度以内的坡道。以便设备进入矿常在进行开采转层时可以将铲运机留在山中。

3.3采场回采

3.3.1回采顺序

在进行矿产回采时需要遵循一定的顺序。一般来说，目前采用的回采顺序是由上层开始逐级向下层进行回采。并且保证每一个分层的开采都保持在同一个水平面上。在每一个采场内，都设置有六个分条。在进行同一采场回采时一般是从两侧的分条开始，逐渐向内进行回采。开采时，爆破，出矿等相关工作不可在同一分条内进行，以免相互影响，限制开采效率。在采完之后进行填充时采取独立填充的方式，以确保安全。

3.3.2矿柱的大小

由上文已知，在两个采场之间有一个事先预留的矿柱，矿柱的宽度一般在四米左右。在相邻的两个分条的矿石填充工作结束后，再进行的下一步工作是扩刷临时矿柱。为了保证在进行矿石回采时的安全，在回采时要增加两米左右的临时矿柱作为支撑，防止矿洞坍塌。所以，矿柱是确保开采安全所必须的结构，在其宽度方面一定要严格按照相关标准来设置。不可只求速度和便捷而降低矿柱的宽度，以免安全事故的发生。

3.3.3凿岩爆破

在采场工作结束后，即可以进行矿石爆破的工作。在进行爆破时，有一些前期准备工作是必不可少的。首先，要沿着垂直的方向在岩石上打出一系列孔洞，以便于作为爆破点填充炸药。孔洞是深度在五米左右。孔洞的直径不得低于0.5米。在进行爆破工作时，爆破所需的各项参数要依据实际的情况来确定。不同的矿体和开采设备，爆破参数往往是不同的。在每个分条内，爆破工作是集中进行的。并且在进行爆破之前，所用工作人员都必须要转移到安全的地方。并且爆破点的选择要远离支撑柱，以防止矿洞的坍塌。总之，在进行爆破工作时，安全始终是摆在第一位的。

3.3.4采场出矿

在爆破工作结束后，即可进行矿石的出场工作。所谓出场，即是将爆破产生的矿石块通过运输设备转移到矿场之外。采场出矿的工作也是在各个分条内同时单独进行的。

3.4采空区充填

采空区的填充工作是防止山体坍塌和确保下一阶段采矿工作能够顺利进行的必要工作。在进行采空区填充工作时，首先要将填充管道接入到采空区。然后用工程袋装入石砂进行堆砌填充。为确保填充工作的结果能起到填充稳固的功能，填充工作是分多次完成的。一般来说，每次填充的高度不宜超过一米。在填充物里还应该加入一定的水泥成分，水泥的使用量在70千克每立方米左右。由于每一个分层区的开采工艺不同，所以不同的采空层填充的方法和使用的填充材料的种类以及用量也是不尽相同的。

3.5采场转层

采场分层之后，可进行分层的开采。在一层开采工作结束后，就面临着如何转层的问题。首先，要将钢溜井和滤水井进行架高。然后，将相关生产设备转移至其他层，最后对该层进行填充。所谓的钢溜井，即是两块焊接在一起的半圆形钢板，其直径为两米，厚度一般不超过一公分。

3.6采场通风

为保证开采人员在采场的顺利呼吸，以及开采过程中可能产生的有害气体能够顺利排出，采场内的通风工作至关重要。通风工作往往比较简单，新鲜的空气一般经过滤水井通入到采场内，而污浊的空气也有管道通入到大气。总之要保证采场内有流通的空气。

3.7采场顶板管理

在爆破工作完成后，由于爆破产生的岩体缝隙不宜察觉，所以必须要先进行顶板的管理工作，排出各项安全隐患之后，工作人员才可以安全进行工作。顶板的管理工作也是保证工作人员安全的必须要落实的又一项工作。

结语

综上所述，缓倾斜薄矿体无论是在开采的技术难度还是在安全的保障工作上都具有较大的难度。但是，结合我国未来矿石的利用速度，又有必要对此类型的高难度矿体的开采技术进行研究。本文从实际例证出发，详细阐述了该类型矿体开采的各项工作细节，以及各步骤所需要注意的环节。本文中介绍的方法充分考虑了安全、效率、生产成本等方面。是目前为止较为科学和系统的一种方法。以期可以给相关从业人员以参考。可以预见，对高难度矿体的开采技术会随着时间的推移趋向于成熟！

参考文献

[1]肖雄.缓倾斜中厚矿体采矿方法的采场出矿系统优化研究[D].中南大学,2015.

[2]黄志伟,古德生,韩洪江.鑫汇金矿缓倾斜中厚矿体开采新工艺[J].有色金属,2014(02):88-89+92.