改变采矿方法降低矿石的损失率和贫化率

徐子林 徐菲

中图分类号：TD43 文献标识码： A

简述

地下开采是一门动态的科学，正确的选择采矿方法是提高经济效益的重要途径之一，过去我矿一直采用阶段崩落法开采零号脉的各条矿体，已经具有几十年的历史了，根据统计资料在这期间采场的平均贫化率在28%左右，平均损失率在19%左右。一直存在着矿石贫化率大，出矿大块率高等问题，大块率高影响了采场的出矿效率，工人作业不安全，和降低了采场的经济指标。经过分析出现这种情况有两个主要原因，一是零号脉各条矿体的顶盘围岩多数是稳固性较差的页岩，二是阶段崩落法是在覆盖岩下放矿。这两个条件是造成矿石贫化率大、损失率大的主要原因。

为解决这些问题，根据统计资料总结了过去的经验，根据一些采空区的现场实际情况，结合力学和高等数学等学科的理论，提出来使用双层出矿耙道有底柱分段崩落法回采零号脉各条矿体的方案。

该方案是在采场布置上下两条延脉耙道，上层耙道凿巷的底板在矿房高度的1/2处，两条耙道有其相应的凿巷，与凿巷同标高布置切穿和切井。各层的切井施工到距离上部采空区3米。矿房底板的放矿角度为67°左右，放矿斜长取两个中段之间的一半处为中分线，矿房回采时留4~5米厚的斜顶柱，防止上部采空区废石的混入和支撑矿房的顶板。待矿房到尾期出矿时再回采斜顶柱。

有底柱分段崩落法的论述

采场底盘放矿角度

根据已经回采结束的采场实际放矿角度，确定有底柱分段崩落法的底盘放矿角度。例如-300m中段的06~12#采场，采场的结构为矿房沿走向长度50m、真厚度13m、斜长35m、采场底盘放矿角度为67°，该采场使用有底柱阶段崩落法回采，经济指标为地质储量26000t、地质品位0.263%、采矿量28000t、出矿品位0.204%、贫化率24.3%、损失率19.8%。为了便于进行经济技术指标比较，取α=67°作为有底柱分段崩落法的底盘放矿角度。

2.耙道的设计标高

如果两中段主运输巷道间的垂直距离为H，上段矿房的垂直距离为h1，下段矿房的垂直距离为h2，根据采场出矿的实际情况，上层耙道的凿巷底板标高在两凿巷的二分之一处时，采场的贫化率最低。

3.采准、切割工程的布置

由水平中段上人井、矿井，从水平巷道顶板向上10m作为下段矿房耙道的底板标高。人井、矿井联通后再施工延脉耙道，耙道的风井透在本中段的回风层上。然后再施工斗穿、斗颈，最后施工斗上工程，斗上工程有凿巷、切割槽、切割天井。在矿体的底盘施工斜顶柱的凿岩硐室，将来施工深孔回采斜顶柱。

4.矿房及矿柱回采

矿房回采是在凿岩平巷和切割平巷中钻凿圆形深孔，以切割天井为自由面，进行挤压爆破。一个切割立槽的东西两面可以同时爆破10~15m的距离，爆破后从电耙道用电耙子将矿石耙到溜矿井里，溜到阶段运输巷道装车运出到矿仓。

当一个矿房回采后到尾期出矿时，立即回采斜顶柱，回采斜顶柱的凿岩硐室布置在采场的底盘，与电耙道相通且联通于人井。

主要经济技术指标的比较

将-300m中段的06~12#采场，使用有底柱阶段崩落法回采实际的经济技术指标，与按有底柱分段崩落法回采计算的经济技术指标进行比较如下：

对有底柱分段崩落法的评价

新采矿方法实际上是在矿房回采时分成两个步骤进行回采，也就是说先回采矿房、后回采斜顶柱。矿房回采时，使用深孔一次性爆破一个采场，并将崩落矿石的70%~80%放出，采场形成较大的空间，然后一次性崩落矿房的斜顶柱，最后放矿是在覆盖岩下进行大量放矿。

根据现场生产的实践和分析，我们认为该采矿方法具有下列主要的优缺点：

该采矿方法在在斜顶柱崩落之前，由于矿房是在空场下放矿，将崩落矿石的70%~80%放出，这样就相当于使用空场法回采矿石，在空场下可以放出大量的纯矿石，降低了矿石的贫化率，回采矿房时的贫化率比阶段崩落法降低12.5%。

该采矿方法在斜顶柱崩落之前，采场形成了较大的空场，然后再崩落矿房上部没有回采的斜顶柱，这样，就使得矿房回采时崩落下来的矿石，全部崩落在矿房内，这样就有利于出矿时的管理工作，降低了矿石的损失率，分段崩落法总损失率比阶段崩落法降低6.2%。

原来阶段崩落法的采准工程，是一层耙道、上面设计二层凿巷。现在分段崩落法的采准工程，是一层耙道、上面设计一层凿巷，分段崩落法采场的高度是原来阶段崩落法采场高度的二分之一，那么，回采相同高度的矿体，分段崩落法的采准工程量要比阶段崩落法的采准工程量要多。所以，分段崩落法的万吨掘进率比阶段崩落法的万吨掘进率高出四分之一到五分之一。

分段崩落法在回采矿房时，充分发挥了使用崩落法回采矿、在空场下放矿的优点，弥补了崩落法采矿，矿石贫化率、损失率比空场法采矿，矿石贫化率、损失率大的缺点，在回采矿房时降低了矿石的贫化率和损失率。

分段崩落法斜顶柱回采后出矿时，矿石的贫化率和损失率比较大，主要原因是上部采场的覆盖岩随着斜顶柱的崩落，与矿石一起下落到采场混在一起，这是客观原因造成的。但是，加强出矿管理也可以有效地降低矿石的贫化率和损失率，一是严格控制出矿的顺序，由里向外有顺序的出矿，二是控制每个斗的出矿量，当矿石的品位达不到生产的要求时，立即将该斗穿封闭。要严格的按照生产计划进行出矿，降低矿石的贫化率和损失率。

综合比较有底柱分段崩落法优于阶段崩落法。

本方案适用于倾斜、中厚以下的矿体，要求矿体、围岩稳固性良好。

结论

根据统计资料，杨家杖子矿务局岭前矿使用有底柱阶段崩落法，回采零号脉矿体已经有几十年的历史了，在这期间年平均损失率在16%以上，年平均貧化率在24%以上，这两项指标均偏高，针对这个问题，提出来使用分段崩落法回采矿体，降低矿石的损失率和贫化率。分段崩落法的突出特点是，回采矿房时先保留斜顶柱，这样在空场下放矿降低了矿石的损失率和贫化率，矿房里的矿石出矿要结束时再回采斜顶柱。

此方法在回采矿房时，矿石的损失率和贫化率要远远的小于阶段崩落法回采的矿石，且生产能力较大、大块率低，工人现场作业安全，综合比较有底柱分段崩落法优于阶段崩落法，使用后，能取得比较好的经济效益。