某矿山缓倾斜厚大难采矿体采矿方法的研究

■黄大恒

（广西岑溪市龙湾矿业有限责任公司广西岑溪543212）

某矿山缓倾斜厚大难采矿体采矿方法的研究

■黄大恒

（广西岑溪市龙湾矿业有限责任公司广西岑溪543212）

某矿山Ⅲ号矿体属于缓倾斜厚大难采矿体。根据其围岩和矿体稳固性好的特点，提出了采用圆柱切顶切底向上深孔矿块空场法进行回采，在生产实际中，矿体回采率和贫化率指标较好，作业安全性得到改善。

缓倾斜 难采矿体 采矿方法 研究

1 前言

缓倾斜厚大矿体由于矿体倾角小，采矿时崩落的矿石无法通过自重放出，一直以来都是属于比较难采的矿体。目前国内对此类矿体回采方法多有研究，但一般是采用分段崩落法进行回采，少数使用了房柱法或分层崩落法。但从实践上看，这几种采矿方法回采缓倾斜厚大矿体时存在采准工程量大，矿石回采率低，贫化率高以及采矿不安全的问题一直未能较好解决。因此有必要根据缓倾斜厚大矿体的特点加以研究，寻求更加安全高效的采矿方法。

2 矿体开采地质条件

某矿山Ⅲ号矿体位于矿区东侧，赋存标高在80～170m水平之间，大体呈哑铃状，矿体走向约30°,倾向120°、平均倾角26.5°。矿体在100m水平及140m水平水平厚度较大，达60m，120m水平矿体水平厚度相对较小，仅有20m左右，矿体沿走向长度约110m，矿石平均品位Pb+Zn 8.56%左右，Ag为55g/t,矿体中常见灰岩夹石，夹石厚2～10m不等。上盘围岩为英安斑岩，下盘围岩由英安斑岩和花岗斑岩组成。围岩稳固性较好，极限暴露面积可达2000 m2，矿石密度3.37t/m3，松散系数1.65。矿石无自燃性与结块性，水文地质条件简单，矿体赋存地面标高为340m～420m。矿石结构为粒状结构、块状构造。主金属矿物为Pbs,Zns,FeS，次金属矿物为CuS。矿体赋存情况如图1所示。

图1 矿体赋存情况

3 采矿方法比较与选择

根据某矿山Ⅲ号矿体矿岩允许暴露面积大，矿体厚度大，综合品位较高，以及倾角处于缓倾斜等特点，综合矿山的设备情况及生产实际，可供选择的采矿方法有分段矿房法和圆柱切顶切底向上深孔矿块空场法。

（1）分段矿房法：就是在阶段基础上划分为分段，再在每个分段形成相对独立的出矿系统和通风系统。分段矿房法对矿石和围岩的稳固性灵活调整矿块的结构参数，其对矿体的倾角适应性强，可以开采缓倾斜至急倾斜矿体。采用分段矿房法进行回采时，可以在一个矿段内布置多个分段同时进行回采作业，容易实现机械化作业，提高矿块生产能力。但分段矿房法也存在如下缺点：每个分段需要布置较多的巷道工程，采准切割工作量大，采空区形成大空洞，如不作适当处理，会影响作业区域的安全，回采矿柱时矿石的回采率低，贫化率高。

（2）圆柱切顶切底向上深孔矿块空场法：主要是用于回采矿体倾角在00～30O，矿体厚度20m～40m，上盘围岩极限暴露面积要求在1600m2～2500m2以上，矿体中等稳固，极限暴露面积要求在100m2～200m2以上的缓倾斜矿体。其可以充分利用矿体和围岩的稳固性，回采工艺简单，可以有效提高矿石的回采率，降低矿石贫化率，作业时，人员都是在低矮而宽敞的切顶、切底中进行作业，安全、通风得到了较大的改善，同时采用了中深孔或深孔配合高效的机械化装运设备，可以多阶段、多区段和多矿块同时进行回采作业，从而大大提高矿块的生产能力。圆柱切顶切底向上深孔矿块空场法正好可以克服分段矿房法的不足。

所以决定采用圆柱切顶切底向上深孔矿块空场法进行回采某矿山Ⅲ号矿体。

4 矿体采准切割工程

4.1 矿块结构参数

矿体140m水平以上，阶段斜长取70m；矿体140m水平以下，阶段斜长取50m。沿矿块走向长度划分为两个矿块，矿块走向长度为55m。矿块间柱取8m，阶段间柱取10m。圆柱切顶切底向上深孔矿块空场法示意图如图2所示。

图2 圆柱切顶切底向上深孔矿块空场法

4.2 采准切割

采准工作包括掘进脉外阶段运输平巷、脉内阶段平巷，矿柱内上山，上山联络道，矿房联络道，放矿漏斗等。完成采准工程后，在矿块下端开掘切割槽，然后先沿矿体倾向由下而上分别进行圆柱切顶回采，圆柱切顶回采工作面斜长50m～70m，走向长55m，切顶高度2.5m；再沿矿体倾向由下而上分别进行圆柱切?回采，圆柱切底回采工作面斜长50m～70m，走向长55m，切底高度3m，切顶切底圆柱直径5m。

4.3 凿岩爆破

采用QZJ-100B深孔钻机打眼，炮孔平行切割槽布置，向上深孔的深度小于20m，炮孔间距为1.5m，炮孔排距为2m，在切底时集中向上钻凿平行炮孔。使用2号岩石乳化炸药，沿倾向由下而上进行垂直分层进行崩矿，使用微差起爆网络。

4.4 回采工艺

采准切割工程完成后，以切割槽为自由面，沿倾向由下而上进行垂直分层崩矿，每次爆破2排炮孔，崩落11380t矿石，崩落的矿石由30kw的电耙耙入漏斗，再由脉外运输平巷运出。

4.5 采场通风

每次深孔爆破结束后，新鲜风流由脉内阶段平巷经矿柱内上山及上山联络道进入采场，污风由上阶段平巷排出，通风24h方可进入采场进行作业。

4.6 采矿方法主要技术经济指标

矿房生产能力 200t/d

炸药消耗量 0.36kg/t

损失率 10.6%

贫化率 12%

万吨采掘比 228m3/万吨

5 采空区处理及安全回采措施

全部放出采场矿石后，应将进入采场的通道封闭，防止人员进入采空区。矿块中的间柱根据其含夹石情况可进行选择性回收，不回收的间柱和采场内预留的永留矿柱用于维持空区的稳定。

（1）在矿房内切顶切底遇到厚大连续的灰岩夹石时，要注意保留灰岩夹石的完整，作永久矿柱。

（2）回采间柱时，要综合考虑间柱的夹石情况及与采场内预留的永留矿柱间的距离，尽量减少采空区的暴露面积。

（3）采场矿石出完后，将进入采场的通道封闭，防止人员进入采空区。

（4）对处于大型连续结构面（如断层、破碎带、构造带）区域的采场及深部采场，必须进行现场地压监控，以防发生局部地压；采场有人进行作业时，要实时安排专职安全管理人员进行安全监控，发现异常情况，应立即组织作业人员撤离，并进行处理，确认安全后才可继续作业。

（5）加强通风工作，每个作业班组配备手持式气体检测仪，防范发生爆烟中毒事故。

（6）通往废弃通道、井巷、采空区和塌陷区等危险区域，均应设置警戒标志或封堵，警示或禁止人员进入。

6 结论

采用圆柱切顶切底向上深孔矿块空场法进行回采Ⅲ号矿体，该采矿方法较好地利用了围岩和矿体的稳固性，工人能较快掌握采矿工艺流程，采场通风、安全情况良好，采场生产能力也比较大。但是也存在前期矿房内向上钻凿深孔耗时长，难度大，不易装药，爆破时要对预留的永久矿柱采取另外的保护措施等问题需要进一步研究解决。

［1］ 《采矿手册》编辑委员会.采矿手册［M］.冶金工业出版社，2006，162-170.

［2］周君才等著.难采矿体新型采矿法［M］.冶金工业出版社，1998，212-213.

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-5-25-2