缓倾斜矿体高效采矿方法简析

李云鹏+王鹏

摘 要：我国缓倾斜矿体高效采矿方法效率较低，危险程度高等现象，一直是影响采矿工程发展的主要因素，本文根据缓倾斜矿体高效采矿技术，分析出了多种高效采矿方法，通过对采矿法方法的合理利用和机械设备使用，进而达到安全高效的目的，提升矿山的经济效益。

关键词：缓倾斜矿体；掘进式房柱采矿法；预控顶房柱采矿法；机械化作业

中图分类号：TD863 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）06-0155-02

我国缓倾斜矿体开采技术较为复杂，由于倾角较小，导致采下的矿石较难采出。此外厚大的缓倾斜矿体还存在顶板管理的困难，埋下了安全隐患。随着开采技术和工艺设备的进步，传统的矿产资源开发方式无法顺应时代发展，满足不了市场开发需求，矿产资源未来开发趋势为安全性和高效性。为了进一步开发资源，维持行业稳定快速发展，为其提供技术保障，要合理使用采矿方法和应用机械设备，采取安全有效的采矿方式。

1 矿山开采条件和存在问题示例

本节介绍一个缓倾斜矿体的典型矿山，以说明缓倾斜矿体常见的开采条件和存在问题。

1.1 主要因素

（1）矿石岩性一般为白云质磷块岩，表面为黏土岩和含磷粘土质粉砂岩。顶底板岩性一般以白石岩为主，围岩和矿体接触不会出现腐蚀现象，而且围岩在物理学性质上产生变化不大。矿山同时存在薄矿体及中厚矿体根据施工坑道情况可以看出，矿层和围岩具有较高的稳定性，围岩一般呈块状结构，除了在坑道入口处进行混凝土支护之外，其它地方不需进行支护，总体来说较为稳定。但是埋在浅出经常受风矿层和围岩稳定性较差，采场开口到一定范围时就会出现自然崩落，还有断层附近和围岩受断层遭到一定破坏，影响其稳定性。该矿山在缓倾斜矿体矿山较为典型。（2）从该矿山实际生产情况来看，矿山采用的主要采矿方法和装备开采条件复杂，周围条件差，生产能力低下，为了满足矿山安全性要求，有必要对采矿方法进行改进和研究，保证整体工程的稳定性，提升矿山总体开采技术和装备水平，大面积的改善井内复杂条件。上述也是缓倾斜矿体矿山所普遍存在的问题。

1.2 存在问题

（1）矿山针对薄矿体采用的采矿方法为房柱法。该方法采场生产能力较小，单独采场生产能力不均匀，需要多种中段各个采场同时施工；采矿损失程度高，由于是空场采矿法，且矿山矿岩硬度系数分布不均衡，而矿体长度较大，所以需要留出多种规格的矿柱。这些所需矿柱有的可以回收利用，有的遭到损坏；施工作业安全效率不高。房柱法的施工人员在采空区下面作业，经常会发生安全事故；矿山中留下了很多残留矿体，回收价值很高，但是需要加入大量人力、物力财力才能去回收，其所需费用比之前生产费要高很多，地质资源利用率低下；采空区处理困難，为矿山开采带来的一定阻碍性。（2）矿山针对中厚矿体选用的采矿方法为无底柱分段崩落法。矿块布置结构和具体参数为：阶段高度60米，分段高度11米，矿块布置为垂直走向，厚度大于10米，进路之间相隔10米以内。该采矿方法在覆盖岩下放矿，因为出现分段现象，加上和废石触碰，实际生产过程中损失率和贫化率较高，直接导致矿产资源浪费严重，限制了企业未来发展；再加上工作人员经常在独头巷道内工作，通风条件差，存在安全隐患。

2 采矿方法研究

结合上述典型矿山示例和其它缓倾斜矿体矿山的普遍特征，对缓倾斜矿体的开采进行提出了如下采矿方法技术措施。

2.1 提升矿山机械化作业水平

我国矿山缓倾斜薄矿体经常采用的采矿方法之一房柱法，房柱法面临着许多问题，如井内作业条件复杂，危险性高，采矿生产能力不高，这些都成为影响矿山正常开采的因素。所以，要提升采用房柱法矿山的设备水平，以提高回采安全程度和采场生产能力，实现提升矿山经济效益的根本目的。在研究缓倾斜中厚矿体高效采矿方法先进开采技术的前提下，依照矿山整体特征以及开采条件，制定出具有安全性、高效率的采矿方式，提出相对应的采切工程布置方案及合理的回采顺序，与此同时还应选用先进采矿机械化设备，全方位提升矿山机械化作业水平和开采过程稳定安全性。

缓倾斜中厚矿体矿山常用的采矿方法无底柱分段崩落法机械化程度较高，但也存在人员驾驶回采设备在进路中遭遇岩石冒落的危险，因此也需要提高相应的机械化水平如采用遥控铲运机出矿来增强安全性和生产效率。

2.2 条带掘进式房柱采矿法

（1）一般来说，针对矿体厚度较小的缓倾斜矿体选用的传统房柱法开采方式，通常都会在矿柱中间施工凿岩巷道，再经过凿岩巷道后退式采矿。矿体之间回采宽度都比较窄，大约在6～7米左右，凿岩巷道的出现从很大程度上加大了采场的工程量，在施工过程中减少了回采效率，所以提出采用条带掘进式房柱采矿法是很有必要的。（2）首先，在矿块沿倾向内部划分出矿房、矿柱，矿柱尺寸大约为30～40米，矿主之间相隔跨度大约是6～8米之间。在矿房紧挨阶段运输平巷的一边留出3米的宽间柱，而紧靠伪倾斜运输平巷的另一边留出2～4米的宽间柱。矿体表面呈倾斜方向，从上往下沿走向划分出回采条带；在同一种条带上通过倾斜运输巷道往中部多作业面掘进式开采，因为人员设备经常会在顶板下面工作，所以要对采场顶板加强保护，保证回采过程的安全性。（3）在现场施工过程中，还应当运用凿岩台车全断面掘进爆破设计，通过试验选择出合理的爆破方法和孔网参数，进而得出最佳爆破效果。示例矿山依照筛选确定下来的掘进方案为：首先依照相同巷道掘进孔网参数，矿层掘进宽度大约为5米，高度为4米，炮孔尺寸为2.6米，掏槽孔主要以空孔为自由面和补偿空间，先将爆碎的岩石推出，逐渐形成一种大型爆破空间，进而继续增大爆破空间；全面掘进由中间向两边逐面拉开，根据现场具体情况确定雷管放置位置，爆破完成之后选用铲运机出矿。

2.3 两步骤房柱采矿法

对于中厚矿体，需采用两步骤房柱采矿法开采。矿块布置走向为垂直，依次划分为矿房、矿柱、采矿长度大约为45～55米左右，采矿宽度大约为7米，结构为平底，进行矿房采场回采时，需要在采场中间施工凿岩巷道，切割掉横巷。再切割掉天井侧向，产生爆破，进而形成切割槽。在凿岩巷道内由切割槽一面向另一面崩矿，通过周围矿柱采场出矿。进行矿柱采场施工前应先预留出施工巷道，巷道每相隔6～8米开采一条出矿进路。采用铲运机出矿，有时会出现部分无法直接回收的矿石，利用遥控铲运机进行回收，矿石经过中断巷道运输出去。等到矿房采矿结束之后，再对矿柱采场中的穿脉巷道进行扩展，在保证安全的前提下尽最大限度的回收矿柱资源，便于有效利用。

2.4 预控顶房柱采矿法

当矿体厚度过大而且顶板出现损坏现象时，要采用预控顶房柱采矿法进行开采。首先在采场顶部组建一个切割层，并且利用锚网支护等方法对顶板进行固定，固定的目的就是控制好采场顶板稳定性，进而保证后期出矿作业的安全性。预切顶房柱开采法，采场垂直矿体走向布置，采场长度大约为50～60米左右，厚底为3米，对掘进切割层的施工，首先考虑好如何减少切割层工程量，切割层采用浅孔落矿方式，矿石经过溜井进入到中段运输巷道中去，对切割层顶板支护完成之后，下部矿体按照倾斜推进方式，运用中深孔凿岩，铲运机出矿。

2.5 底盘漏斗房柱法

除了上述采矿方法外，改进的底盘漏斗房柱法也是回采缓倾斜矿体的有效方法。传统的底盘漏斗房柱法凿岩人员需要亲自进入采场，因此也要保留出一定量的矿柱，其产生的回采率较低而且出矿效率不高。改进的底盘漏斗房柱法应用深孔凿岩技术回采矿房，可以大面积的减少保留矿柱，有效解决矿山工作人员进出空区问题，降低了采场顶板稳固性要求，做到安全开采。矿房开采选用向上通风方式，矿房、矿柱都采用局扇辅助通风，能够保证开采中的良好的作业环境，符合采矿的根本要求。

3 结语

针对缓倾斜矿体矿山的特点，分析缓倾斜矿体采矿方法普遍存在的问题，提出了适合在其条件的的高效采矿方法，提高了开采效率，降低安全事故的出现率，保证开采作业安全性，最终满足矿山安全生产需要，促进矿山可持续发展。

参考文献

[1]赵永峰，张雄天，马红福，田维.缓倾斜中厚矿体高效采矿方法研究[J].金属矿山，2016，（06）.

[2]梁家珲，经民富，吴沅声，吴茜梅.广西大新锰矿缓倾斜中厚矿体采矿方法探讨[J].中国锰业，2015，（01）.