薄小矿体回采工艺优化

郭忠华，郭 靖

（吕梁学院矿业工程系，山西 吕梁 033000）

矿产资源的不可再生性要求资源利用率不断提高[1，2]，减少资源浪费，厚大矿体采矿损失率可以更好的控制，但对于薄小矿体，回采难度增加，矿石损失贫化直接决定矿石开采价值，在保障合理经济效益的基础上，开展薄小矿体的采矿工艺研究，是保障矿山生产，提高资源利用率的有效途径[3-5]。

研究针对脉状及边角矿体的采矿回采工艺，以达到经济合理、安全高效的生产，通过对矿体赋存地质条件的判定，确定采矿方法，给出回采工艺和主要技术参数。

1 采矿方法

1.1 薄小矿体开采原则

薄小矿体指的是厚度在2m以下的薄矿体和极薄矿体，其开采是一项比较特殊的工作，在选定开采方案时应遵守以下原则：

（1）安全第一。脉状与边角矿的开采条件一般比较差，要确保安全，是脉状与边角矿回采的首要原则。

（2）效益优先。回采脉状与边角矿的根本目的在于充分利用资源，同时节约成本。

（3）统筹规划。应对脉状与边角矿做详细的规划，合理确定回采顺序，使各回采点、回采段在时间上和空间上相互兼顾，相互衔接。

（4）脉状与边角矿回采、采空区处理同时考虑，空区处理不留后患。

1.2 矿体赋存条件

床位于金牛厂构造带北东端，逆断层上盘，背斜的两翼，矿体产状与地层基本一致，走向北45°～50°东，倾角一般在50°～55°之间，平均53°，薄小矿体如图1和图2所示。

图1 薄小矿体实景图

图2 薄小矿体示意图

1.3 无底柱小分段留矿法

根据此类矿体开采原则与矿体赋存状态的综合对比，采用无底柱小分段留矿法对此类矿体进行开擦，采矿方法图如图3所示。

根据图3，为安全、高效回采薄小矿体，采用无底柱小分段留矿法开采方式。其矿房沿走向布置，长度为矿脉长度，当矿脉长度超过50m时，则需将矿脉划分为多个矿房，矿房最大长度不能超过30m，矿房高度为6m。结合现有的工程布置，为减少采矿循环中的压顶、隔墙制作、充填、出渣等循环，提高采矿效率，分层高度为6m，分段高度12m。

回采时沿矿体走向拉底，探清矿体情况。进路断面为2.4m×3.0m。在施工进路时要求分采分出，以减少矿石损失率和贫化率。进路施工至矿体尖灭后，由内往外沿矿体向上斜挑至回采高度，只采矿不崩落围岩，斜挑过程中暂时不出矿，挑采下的矿石作为向上斜挑的平台，直至整个矿房均回采至设计分层高度、对挑采矿房顶板进行撬毛、支护后，再进行集中出矿。在上向进路式回采方式中，若回采在首采分层中进行，需要在出矿后制作假底，然后进行充填隔墙制作和充填等作业循环。待矿房充填结束后，再进行出矿道压顶，沿用上述方法将矿房回采至上分段。按照此方法，每个分段分两次作业即可完成回采，减少了分层联络道等采准工程。

图3 无底柱小分段留矿法示意图

2 回采工艺与主要技术参数

薄小矿体的回采主要工艺顺序为：凿岩→爆破→通风→出矿→顶板管理→制作假底及隔墙→充填。

2.1 凿岩

根据现有设备及采场分层高度选用YT-24、YT28、7655型浅孔凿岩机作业，进路断面规格为2.4m×3m，采用浅孔凿岩，炮孔直径Φ40mm，孔深2.5m～3.0m，孔距（或切槽孔底距）为0.7m～0.9m。

2.2 爆破、通风

在进路中采用分次爆破，先爆落矿石后爆落围岩，使用袋装2#岩石乳化炸药装药，毫秒延时导爆管雷管分段连接，磁电雷管连接导爆管起爆。

局部通风采用混合式或抽出式，采用7.5kw轴流式风机与Ø300铁皮风筒（软风带）通过出矿道、分段平巷接入阶段回风井。要求局部通风的风筒口与工作面的距离：压入式通风应不超过10m；抽出式通风应不超过5m；混合式通风，压入风筒的出口应不超过10m，抽出风筒的入口应滞后压入风筒的出口5m以上。

爆破结束后立即开启风机，通风时间≥30min，在规定时间内不能达到排除炮烟时应延长通风时间，以满足现场作业条件为准。

2.3 采场顶板管理

通风结束后，在人员进入工作面前，先进行有毒有害气体检测，空气检测达标后方能进入采场检查爆破效果，确认有无哑炮和顶板安全状况，并向爆堆进行洒水降尘，矿房推进过程中跟进撬毛、支护。由于矿房高度为6m，每次挑采至设计高度后，必须依据矿房顶板揭露情况采取锚杆、钢带、锚网等方式支护，对于黄铁矿及构造发育区域必须采用锚网支护。

2.4 采场出矿

整个矿房挑采至设计高度并进行有效支护后，使用铲运机进行集中出矿。为保证安全，建议采用遥控铲运机出矿。

2.5 假底、隔墙及充填

出矿结束后，即可进行场地平整和充填，首采分层还需进行假底制作，假底制作、隔墙制作及充填严格按工艺技术要求组织与施工。

3 结论

（1）明确了薄小矿体的回采原则，根据矿体地质赋存条件，厚度小于2m，倾角50°～55°之间，给出了无底柱小分段留矿法的采矿方法。

（2）依据无底柱小分段留矿法，结合现场，薄小矿体的回采主要工艺顺序为：凿岩→爆破→通风→出矿→顶板管理→制作假底及隔墙→充填，并指出了主要技术参数，为此类矿体的开采提供了技术支持，保障安全回采的同时，能够降低生产成本，节约分段巷道工程量，提高矿山经济效益。