顶板不稳固薄矿体开采分析

陈相敏

(烟台市鑫蓬矿山工程有限公司，山东 烟台 264109)

一、房柱开采法

（一）预切顶深孔房柱开采。在实际开采的时候，为了满足基本孔深的超前作用，施工人员一定要注意对开采规范进行有效的控制，综合化地对基本设施进行设置，与实际情况结合，对盘区的开采作用进行调控，与此同时，还需要加强监管控制力度，在实际进行部署的过程中盘区长度需要设置在60m～100m 之间，倾斜长度需要设置在40m～650m 之间。在进行结构排布的过程中，一定要注意将矿区房间距离创建起来，这样才能保证整个底柱的结构，在柱子高度进行设计的过程中需要综合的进行考虑。在执行回采时，需要有机的结合开切拉锯和实际顶端高度，分段来进行建设，保证符合上下结构回采的需求，将网络结构通过锚杆的方式建立起来，有效改善网度形象的结构保护，在对下部矿体进行回采的过程中一定要有机的结合下部凿岩，另外对上下山进行有效控制，保证基本深孔凿岩设的管理。在对凿岩设备进行选择的时候，还需要与实际情况相结合，具体分析比对爆破方式，保证开采的安全性。

（二）潜孔落矿结柱房柱法。为了对普通房柱进行保护，防止矿柱产生较大的损失，一定要注意对基本设施进行保护，然而在操作过程中会对能源产区的区域范围产生影响，出现一定的隐患。通过潜孔落矿结柱房柱法进行开采的过程中，需要注意合理的对盘区走向进行布设，由于盘区的走向长度通常在30m～60m 的范围之内，在实际应用的过程中会导致预留矿柱的宽度增加，造成占用空间大幅度增加，影响建筑基本设施的场地空间，因此一定要对采矿房区进行控制，这样才能保证对尾砂填充的具体效果。从运输矿石和采矿的具体结构综合控制要求进行分析，在基本框架结构填充的过程中，一定要有机地将顶板和结构网络结合起来，加强支护的效果，形成完善的基础设施，顺利地进行分层开采，我国矿山结构中，建设房柱时一定要注意做好基础建设，加强相应设备的防护，保证开采的安全性和合理性。

二、开采技术条件

某萤石矿Ⅰ#矿体赋存于F1 断裂中，分布于矿区南部，探明矿脉沿走向近280m，斜深140m，宽1.01～1.51m，平均厚1.18m，走向50°，倾向320°，倾角为45°～73°不等，平均品位为58.99%，总矿量为129516t，CaF2 含量为76401t。F1 断裂分布于矿区南部，长近千米，宽0.6～2.8m，带内以碎裂岩为主，断裂走向50°左右，断裂中构造角砾、糜棱岩等构造岩发育，断裂构造性质以压扭性为主，张性为次。构造均以矿化蚀变破碎带的形式出现，沿走向和倾向呈舒缓波状，萤石矿体赋存于破碎带和蚀变带中。

三、采矿方法选择

结合实际情况并根据矿体的赋存要素来确定适合矿区地质条件的采矿方法。该萤石矿制约采矿方法选择的主要因素:①矿体倾角45°以上，采下矿体局部可以自溜出矿，局部需要外力出矿;②矿体顶板不稳固，需要对顶板进行支护;③矿体赋存于破碎带中，需控制采空区暴露面积。根据以上影响因素进行理论分析认为:影响因素①②决定了只能采用小中段采矿，否则出矿会很困难而且不安全，顶板冒顶风险比较大，可能会导致矿石极度贫化甚至不能出矿，需要对顶板进行支护;影响因素②③表明，处于对支护效果及采矿安全考虑，留不规则点柱比较经济且合理，在回采过程中，可将贫矿或夹石作为矿柱。基于以上分析，决定初步采用小中段房柱采矿法和传统浅孔留矿法。通过对2 种初选方法对比分析，传统浅孔留矿法矿块生产能力要优于小中段房柱采矿法，因为要垫采，前期不能大量出矿，每次只能出1/3采下矿石，导致实际每天的出矿能力不如后者。由于均采用留矿柱支护顶板，其贫化率跟回采率相比无变化。但在掘进量方面，因传统浅孔留矿法采用沿脉、脉外方式进行开采，导致工程量明显要更多，故最终决定采用小中段房柱采矿法。

四、采矿工艺

（一）矿段的布置

要求按照标准沿着矿床的方向将矿山划分为多个矿段，并沿矿体本身的方向每40m 重新布置工作面。矿化带的标准应沿矿体倾斜部分的方向分成几个小的西部部分。端部的实际高度控制在12m 左右，矿场坡度的长度为17m左右，长度为40m 左右，支撑梁为2m，沿脉突出部构造出脉管连接板。它也可以作为运输路线。施工单位应沿静脉方向每8m进行一次。南段采用采矿。地雷是从脉的最后一座山上开采的。矿石排出后，沿矿脉返回相邻的山脉。首先，对下半部分和左半部分进行规划，下支柱和左半部分距离在2m，以支撑混凝土浇筑。矿井的两侧被吹成一个小的三角形支柱，以支撑屋顶。然后开采大三角形支柱的上部和中部。在开采过程中，如果顶梁稳定，则没有支柱，或者矿石或夹杂物贫乏。如果屋顶不稳定，则应使用不规则的支柱来保护屋顶。完成后，将开采下部的三角形支柱，这一过程中根据混凝土浇筑的稳定性，决定是否保留。

（二）回采工作

1.回采顺序

中段内采取后退式回采，矿房内从最后一个沿脉上山开始回采，待回采矿石出尽退至相邻的沿脉上山，依次后退回采。在沿脉上山内，先采下部，下部留2m 底柱支撑顶板，沿上山向两侧爆破落矿，形成三角矿柱支撑顶板，然后回采三角矿柱上部矿石。回采过程中，如顶板稳固，可不留设矿柱或将贫矿或者夹矸不予采落留作矿柱。若顶板不稳固，则必须留不规则矿柱保护顶板。待上部矿石回采完成后，回采下部三角矿柱，视顶板稳固情况决定是否留设矿柱。

2.凿岩爆破

在上山内作业，浅孔凿岩，只采矿石不崩落围岩，可提高矿体的回采率，降低贫化。采用YT28A 型气腿式凿岩机浅孔落矿，孔径为34～42mm，孔深2～2.5m，排间距为0.6～1.0m，孔间距为0.8～1.0m。爆破采用乳化炸药人工装药方式，非电导爆管起爆。

3.矿石运搬

爆破崩落的矿石堆积在沿脉巷道内，局部不能自溜的需要人工扒矿至沿脉巷道内，通过扒渣机装至电动三轮车，运送到井口卸载至矿车，通过竖井提升到地表。

(三)通风

采场采用局部通风机配合自然通风，扒渣机三轮车司机均位于风流上风侧，风流经过沿脉巷道进入采场，带走工作面污风后由上中段回风巷进入空区。回采中后期，可将顶柱采透，与上部运输巷相通，改善采场通风环境。

(四)顶板管理及采空区处理

每次出矿后，进入采场前必须人工排险，敲帮问顶，清理浮石，确保安全后工作人员方可进入采场进行下一班工作。班组间做好跟班检查记录、交接班记录。采场回采过程，根据顶板完整情况留点柱，点柱尺寸为2m×3m，局部贫化矿石及夹矸可不予回采，留作点柱。

(五)主要经济技术指标

小中段房柱采矿法降低了顶板管理难度，提高了采场安全系数，但由于顶板管理需要留设点柱，导致其回采率偏低，后退式回采、局部人工扒矿限制了矿块生产能力，但保证了矿石品位及单采场回采过程中掘进量较少。其主要技术指标见表1

表1 小中段房柱采矿法主要技术指标

五、结语

结合该矿实际情况，对其顶板不稳固薄矿体开采方法及工艺进行研究，通过理论对比分析，决定采用小中段房柱采矿法，实践应用后达到了顶板管理的效果，有效地降低了冒顶事故风险，安全采出矿石并保证了矿石品位。由于矿山开采的特殊性，还需要加强现场施工监督管理，确保开采工作安全有序进行。