深孔（中深孔）阶段矿房采矿法在金属矿床薄矿体中的应用

石 良

（新疆地矿局第七地质大队，新疆 乌苏 833000）

厚大矿体（急倾斜）及极厚的水平和缓倾斜矿体开采过程中，多是应用深孔（中深孔）阶段矿房采矿法，在薄矿体中应用较少。而本文采用深孔（中深孔）阶段矿房采矿法对新疆某铁矿平均厚度为5.58米的薄矿体进行开采取得了较好的经济效益，为同类型矿山开采提供了有益参考，现结合实践展开分析。

1 新疆某铁矿中矿体及矿石特性概述

矿体长度1032米，厚度2.03m～9.96m，平均5.58m；形态呈层状；矿体平均品位TFe26.74%，为贫铁矿石，倾向150°～165°，倾角60°～70°；矿体埋深0～253米。矿石结构主要呈现粒状（中粗）结构以及自形-及半自形粒状变晶结构和斑状变晶结构与柱粒状变晶结构等。矿石构造主要呈现浸染状以及条带状和板状构造特点。尤其是条带状构造在矿区内分布广泛，有互层的磁体矿条带（浸染状）和磁铁矿（致密）和脉石矿物共同组成，条带多在0.2m～1.35m左右，混合分布的脉石矿物以及磁铁矿等共同组成板状构造的矿石，板状层理构造呈成层性在矿区也有分布[1，2]。

2 几种采矿方案的比较和采矿方案的选择

2.1 浅孔留矿采矿法

在空场采矿法中，浅孔留矿采矿法是其中一个重要的采矿方法，该方法将阶段进行多个矿块划分，并将矿块进行矿房与矿柱进行二次回采。通过由上及下的方式进行封层回采矿房，并将1/3的崩落的矿石放出，剩下的部分在矿房中进行储存，为上面的开采工作提供平台，采完矿房之后再放出，对矿柱及采空区进行处理。该方法不仅具有较为简单的结构，而且非常容易管理，采准工程不大，没有较高的技术要求，使用设备也非常简单。但是该方法也存在一定的缺点：不能实现机械化，工人劳动强度大，平场处理松石工作量大，同时由于顶板暴露较大，给工人的作业造成极大的安全隐患，采场中常常会积压非常多的矿石，不能及时的放出，对资金周转造成巨大的影响，并引起矿石贫化以及损失。

2.2 分段崩落采矿法

分段崩落采矿法又分为无底柱分段崩落采矿法和有底柱分段崩落采矿法两种。其优点是：灵活、适应范围广，生产能力大，劳动生产率高，安全性好。其缺点是：采准切割工程量大且不易实现机械化，矿石损失贫化大，贫化率高达20%～30%。

2.3 深孔（中深孔）阶段矿房采矿法

该方法又有（倾斜、垂直、水平）等深孔（中深孔）阶段矿房采矿法等几种方法之分。通过技术及经济对比，结果表明该方法的具有非常高的安全性，虽然在工艺上有着较为复杂的特点，且要求的技术水平较高，管理难度较大，然而与该矿实际情况进行分析，提高低品位矿石产量是增进利润的关键，同时还能有效的控制成本，所以该矿采矿过程中采用此方法（见图1）。并且回采薄矿体以及边角部位通过潜孔留矿法来完成，两种方法的有效结合，大大提升了产量。同时其安全性及穿孔凿岩效率也得到了大大增强。

3 金属矿薄矿体中深孔（中深孔）阶段矿房法的应用

3.1 采矿结构布置和参数

表1 采矿结构参数列表

3.2 回采工艺

因矿体多保持在5.58米的平均厚度范围，在其走向上布置矿房，矿块的长和高分别为78米、50米，矿体的厚度则是矿块的宽，每个矿房及是一个矿块，间柱与顶柱分别为8米和5米，底柱不留去，回采薄矿体与边角通过留矿法来完成，两种采矿方法进行有效结合，大大提升了回采效果。

（1）采准切割工作。在矿块两侧间柱内掘进采场通风人行天井（天井尺寸为1.5m×1.7m）11.25米，自天井向矿房掘进凿岩平巷（凿岩平巷尺寸为3m×2.8m）至矿房中部。将2.0m×2.0m规格的切割上山，布置于矿房走向中部及垂直于矿体底板走向上，将切割槽以一定宽度设置与矿房中部。在下盘脉外进行4.5m×3.2m规格的阶段运输平巷道制定，在间隔7米的位置进行装矿平巷的布置，其间米有轨道铺设，用Z-30电动装岩机对矿车装矿；切割工程是切割槽利用浅孔留矿法形成一定宽度，切割上山在矿房中部，通常在2.5m～5m的宽度，从下到上将矿房穿过。也可按照2.5m×2.5m的标准在切割上山时设备切割槽并一次形成，并且凿岩平巷（最下一层）具切割平巷的效果。

（2）穿孔凿岩工作。各矿房从上到下有4个分段（11.25米）之分，顶柱高度为5米，扇形中深孔凿岩与矿体垂直的分段凿岩平巷中进行设置，其孔径范围在65mm～80mm，1.6m～1.8m的排距，孔底距在1W～1.3W，W即最小抵抗线。凿岩机为YGZ－90型与圆盘式台架TJ－25型进行配合使用。

因沉积变质岩矿床为该矿床的主要类型，易于分离围岩与顶板矿石，所以将10cm～20cm的距离预留至顶板及孔底位置，避免围岩崩落的出现，提升矿石贫化。

（3）回采顺序。垂直于矿体从上到下进行各阶段回采，回采相同阶段顺序，由于通过脉外布置进行阶段运输，不会影响到回采顺序，通过爆破手段对矿房中的中部切割槽进行相同距离对称回采。

（4）回采爆破落矿。回采工作与采切矿房完成之后变开始进行，由中部的切割槽逐排的向两侧开采，落矿通过中深孔爆破来完成，由下到上对整个矿房进行贯穿，可进行一排和多排进行爆破。凿岩机（YT—28）是主要的凿岩设备，YGZ－90凿岩机是回采爆破的主要设备，与圆盘式台架（TJ－25型）进行配合，装药器为BQF－100型是主要的装药设备。

3.3 矿块通风

新鲜风流自1号竖井－阶段运输大巷－装岩平巷－矿块采场－回风巷－2号、3吨竖井－地表排出。

3.4 回采矿柱及处理采空区

回采顶柱在结束矿房回采后便可进行，回收结束后，封闭人行天井与此阶段和下一阶段的采空区以及装岩平巷相通处。人行天井在以下两阶段中发挥着回风巷的作用。落矿通过中深孔一次落矿对顶柱进行回收，使之落入矿房（空区），出矿通过装车进行平巷出矿，有效控制顶柱的回收时间，降低安全隐患。顶板及回风巷通过间柱永久预留进行支撑与保护。

3.5 矿山正常生产时期掘采比

工程布置依照矿山规模与矿块产能和回采顺序进行布置。通过计算达到3.45m/kt的开拓比以及5.85m/kt的采切比。通过上述计算，正常生产期，该矿为10m/d的掘进进度。

4 和浅孔留矿采矿法予以对比分析

（1）落矿能力得到了进一步加强，相较于浅孔流矿采矿法在年产量上由过去的20万吨～30万吨提升至40万吨～60万吨。

（2）使采矿生产的安全性得到了进一步增强，避免了采矿人员在浅孔留矿法采矿时，长时间于矿房中进行工作的局面，提升了工作人员的安全性。

（3）相较于浅孔留矿采矿法，不仅生产产能得到了大量的提升，而且也大大降低了人员的使用量。

（4）相较于浅孔留矿采矿法，增加了废石的崩落量，使矿石的贫化率得到了大大加强。

（5）相较于浅孔留矿采矿法，使采准切割大大增强。

（6）主要经济指标：相较于浅孔留矿采矿法10t～15t每个工班而言，深孔（中深孔）阶段矿房采矿法有了10倍的提升，且炸药单耗有了大幅（36%）的下降，相较于浅孔留矿采矿法（52元/吨）的综合生产成本有了大幅度（38元/吨），具有非常突出的经济效益。

5 结论

（1）深孔（中深孔）阶段矿房法与浅孔留矿采矿法在薄矿体中的应用对比，从安全性上及经济效益上，深孔（中深孔阶段矿房法应用效果最佳，然而需要较高的技术水平与高素质的工作人员。

（2）具有大变化的矿体以及很难分清围岩与矿石的薄金属矿体，应用深孔（中深孔）阶段矿房法难度较大，由于布设炮孔以及钻凿等对围岩与矿体的控制很难进行把握，容易导致矿石贫化。

（3）该方法不宜应用于薄的价值较高的金属矿体中。

（4）可以进一步优化采矿结构和参数、孔网和爆破参数等，改善和提升经济指标。