缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术在某矿山的应用

云龙辉

(山西汾西矿业集团两渡煤业有限责任公司)

缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术在某矿山的应用

云龙辉

(山西汾西矿业集团两渡煤业有限责任公司)

湖南某煤矿矿体伴生铜、金、银、铁、铅、锌等多种元素，属于大型的露天—地下联合开采矿山。为实现该类矿体的高效开采，采用缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术进行矿体开发，分析了该采矿方法原理、采准布置以及回采工艺流程，该方法的成功运用取得了较好的效果，可供类似矿体开采参考。

缓倾斜中厚矿体 机械化采矿技术 采准布置 回采工艺

缓倾斜矿体是较难开采的一种矿体结构，近年来随着研究的深入，大幅度推动了该类矿体机械化开采技术的发展[1-5]。本研究以湖南某煤矿为例，对该类矿体的回采工艺以及应用成果进行分析。

1 矿山概况

湖南某煤矿矿体伴生铜、金、银、铁、铅、锌等多种金属元素，为大型露天—地下联合开采矿山，据相关勘查，其实际地质存储量达到了1.7亿t，其中铅锌金属量预测在4 000 t以上，铁矿石存储量在240 000 t以上，硫铁矿矿石量在87 110 t以上，铜金属量在500 t以上，此外，该矿体还赋存有成百上千吨的金银金属量。该矿山地理位置良好，无论是水上交通还是陆地交通均较方便。矿区毗邻高速公路沿江快速通道，在矿区的边缘穿过，距码头381 m，此外，矿区附近还有铁路专用线，附近公路与矿区直接相连。

2 缓倾斜中厚矿体机械化采矿实践

2.1 回采工艺

该矿110023工作面采用走向长壁后退式综合机械化采矿工艺，采用MG900/2290-GWD型采矿设备、装矿设备，SGZ1250/3×855型刮板输送机，运输巷采用SZZ1350/525型转载机、PLM3500型破碎机及DSJ140/250/3×400型胶带输送机，四柱支撑掩护式液压支架支护工作面顶板，两巷均采用超前支护液压支架支护顶板，全部垮落法管理顶板。在进行矿体开采时应严格控制开采的范围和开采角度。回采工艺流程为交接班→设备空载联合试运转→割矿→移架→推移刮板输送机→拉移转载机→拉移超前支架→清理矿渣。

(1)使用符合实际要求的无轨设备(如铲运机、凿岩台车等)，有助于最大限度地发挥上向水平分层充填采矿法的实际作用效果。为满足工作需求，该工作面引入了1台全液压凿岩台车、5台电动铲运机，以提高工作效率。

(2)为工作面维护方便，同时保证资源回收率，缩短出矿时的运输距离，最大限度发挥大型无轨设备的效能，该工作面采用了脉外布置方式，即在下盘布置了2条沿脉运输平巷连通运输平巷形成环形运输系统。

(3)在进行矿体切割时，结合凿岩台车在工作中的实际需求，对于每个采矿场拉底层高度设计中，控制在3.0 m范围，在靠近矿体的沿脉运输平巷上，使用机械设备进行掘进，到达矿体后将穿脉平巷视为一个自由面，使用7655凿岩机，或用凿岩台车向两边扩帮，直至采场的两侧边界为止。回采炮孔为水平中深孔，除拉底层外，还应形成一个切割槽。切割槽的高度、宽度均为3.2 m，长度与采场宽度一致，使用凿岩台车进行操作。进刀距离可按下式计算：

D=2L+L′

式中，D为进刀距离，m；L为采矿机机身长度，取17.15 m；L′为运输机弯曲段长度，取21 m。

经上式计算，D为55.3 m，故本研究D取55 m。

2.2 通风系统和工程管理

在对该矿1#矿房进行开采时，运输水平高程为512 m，在回采矿体时涉及到通风问题，故在该位置水平掘进了3条回风天井，均为550 m水平。在回采矿体过程中，新鲜的风流可从运输平巷进入并向其流动，再经装矿进路再进入采空区，之后通过550 m水平回风天井进入到上部的回风巷道，最终及时排出地表。该矿房回采完毕后，可将上述回风天井作为充填井。

(1)地面→竖井→井底车场→暗斜井→+560 m水平集中运输大巷→+610 m水平集中轨道巷→二采区集中轨道巷→39(10)08材料巷→39(10)08工作面。

(2)地面→主胶带斜井→轨道石门→+560 m水平集中运输大巷→+610 m水平集中轨道巷→二采区集中轨道巷→39(10)08材料巷→39(10)08工作面。

(3)材料斜井→+610 m水平集中轨道巷→二采区集中轨道巷→39(10)08材料巷→39(10)08工作面。

(4)污浊风流经39(10)08工作面→39(10)08运输巷→二采区集中回风巷→集中回风巷→吹新风井→地面。

该矿房回采结束后，可使用尾砂充填和废石充填相互结合的方式对采空区进行处理，可有效减少废石提升量，提高充填料的透水性能和充填体强度。根据实际生产情况分析，采空区暴露面积并非是决定采场顶板围岩稳定性的唯一因素，暴露面的形状对采空区顶板岩层的稳定性影响亦较大。为保证采掘设备的工作效率，在切割工程设计过程中，应使用深孔全液压凿岩台车布置采准切割工程，使用无轨采掘设备并使其处于同一作业水平。

3 结 语

以湖南某煤矿为例，详细分析了缓倾斜中厚矿体机械化采矿工艺流程。实践表明，随着该工艺的广泛应用，该矿的一期坑采和井下接替工程已形成了600 kt/a的生产能力，对于一、二期的露天采矿工程，总投资已达6.6亿元，每年采矿量在900 kt以上。此外，该矿已回收了相当可观的金、银等金属矿产，总体来讲，经济效益和社会效益均较可观。

[1] 马士敏.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].科技与企业，2013(27)：8-9.

[2] 杨 杰.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].民营科技，2015(7)：46-47.

[3] 张志贵，陈星明，叶 青，等.大结构参数无底柱分段崩落法在缓倾斜中厚矿体中的应用[J].金属矿山，2015(8)：1-5.

[4] 陈亦巍，姚 华.缓倾斜中厚矿体盘区开拓系统的探索与实践[J].现代矿业，2015(11)：34-35.

[5] 赵永峰，张雄天，马红福，等.缓倾斜中厚矿体高效采矿方法研究[J].现代矿业，2016(6):19-23.

2016-10-11)

云龙辉(1988—)，男，助理工程师，031300 山西省灵石县。