矩阵式浅孔留矿区域系统优化在柴矿中的应用

王宝明，刘文超

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古 赤峰 024039）

赤峰柴矿公司长期一直以来针对矿体赋存条件不同，矿体多采用全面采矿法和浅孔留矿法进行回采。其中浅孔留矿采矿法一直作为回采急倾斜矿体主要的采矿方法，也是我公司采矿主要的回采方法，但近期在我司的平行矿体开采过程中发现了浅孔留矿法存在大量的工程浪费问题，本文将就此展开探讨和研究[1]。

1 关于浅孔留矿法

浅孔留矿法主要是采用浅孔凿岩，打水平或向上孔的方式进行爆破，通过浅孔的方式控制落矿块度，再将每次爆破后的矿石留下部分，留下的矿石作为矿房回采凿岩过程中的工作平台，同时起到支撑底板的作用。在浅孔留矿法施工过程中会根据施工阶段将矿块分开，矿块分成矿房和矿柱二次回采，矿房的开采采取自上而下分层开采的方法，每次开采过程中崩落的矿石留下二分之一，将其存储在矿房中作为继续上采的工作台，直到矿房采完才将崩落的矿石全部放出，在矿房采完后再进行采空区处理和矿柱回采。浅孔留矿法主要应用于一些矿体厚度不大，矿石和围岩相对稳固的倾角小于60°的矿体中（矿脉倾斜角度太小不利于放矿，会造成粉矿损失）。

赤峰柴矿公司目前浅孔留矿法应用较多，但实践应用发现，在开采平行矿体开采过程中，采用浅孔留矿法能很好进行矿体开采，但存在着每发现一条矿体，便会立即施工矿体对应的行人顺路与下盘出矿结构，等行人顺路与底部结构施工完毕后，后期又发现距离该矿脉20m还有一条平行矿脉，由于前期没有综合考虑采矿结构，导致后探矿发现的矿脉需要重新施工行人顺路与出矿结构，造成了工程的浪费。

2 矩阵式浅孔留矿法的优化及应用

2.1 应用方案的项目背景

为了更好的优化平行矿体中的浅孔留矿法的应用，本次研究在赤峰柴矿公司11402采场与11405采场位于四中段4线以北的2#竖井进行了具体应用。采场地质和矿体情况分析如下。

采场所属矿块长度为分别是43.0m与38.0m，属于11#脉（即5#脉），两块矿间距为16.0m，矿体走向约306°，倾向南西，倾角约75°，矿体为闪长玢岩脉。矿体和上下盘围岩的界线清楚，矿体下盘为大理岩，矿体上盘为大理岩，闪长玢岩脉矿化较均匀。围岩中等稳固，矿体含水性较弱。矿体最大厚度3.5m、最小厚度1.2m、平均厚度2.2m，地质品位2.46g/t。矿石量16093t，金属量39.59kg。

2.2 优化方案设计

首先，对工艺进行了优化设计，采用高率布置采切工程，改变原有的“常规工程”思路，降低其工程量与工期。在应用过程中，需将11402采场与11405采场看作为一个整体系统，同时进行采切工程的区域整体优化[2]。

首先对脉外巷优化，将脉外巷设计于两采场中间位置，作为两采场开采时的共同的主脉外运输巷，该方案减少了脉外巷的施工工程量又保证了渣石的正常运输，如图1所示。

图1 脉外巷优化示意图

其次对出矿穿出矿结构优化，11402采场采用柴矿原设计思路，将出矿穿设计在矿体的下盘区域，11405采场在此基础上北沟分矿大胆尝试，改变原有的“常规工程”思路，将出矿穿设计与矿体上盘与11402采场共用脉外巷，共用脉外巷，减少了11405采场脉外巷工程量约50.0m。

再次对行人顺路优化，考虑到两采场间隔16.0m，距离间隔较近，若两个采场分别施工行人顺路，则造成天井工程的浪费，北沟分矿考虑多种天井施工方案，最终确定将行人顺路放置于11402采场一侧，11402采场矿体至坐标（40374780，4688890）歼灭，将行人顺路设计于距离矿体歼灭位置的脉外3.0m，采矿时用联络道连通11402采场，作为进出采场的安全行人通道，行人顺路用施工探矿穿连通11405采场，将探矿穿作为进出11405采场的安全行人通道，该方案的实施可以少施工一条行人天井，将使11402采场与11405采场共用一条行人顺路，可减少施工天井工程量50.0m，如图2所示。

本次研究的关键是在安全条件参数及地质条件允许的情况下，将两个平行矿脉看作为一个区域整体，针对公司现有条件，结合矿山多年的采矿实践，在保证通风、行人、安全的前提下在两个矿块中间施工脉外巷出矿结构，使两个采场均能正常运输出矿，将行人顺路设计于两平行矿体的中间作为进出两个采场的脉外行人顺路，优化后的方案能有效减少了脉外巷与行人顺路施工工程量，从而能有效缩短施工周期，也能有效节约企业施工成本。

2.3 优化后的方案效果

通过在赤峰柴矿11402采场与11405采场位于四中段4线以北的2#竖井的具体应用，我们发现按照优化后的方案施工比传统的采场施工方式相比减少100m工程量，按照每月施工40.0m计算可提前75天时间进行采场的开采，大大减少了采准施工量，可提前两个半月采矿,加快了存窿采场的形成。不仅如此，通过计算，优化后的方案减少脉外巷工程量50.0m，按照脉外巷施工单价378m³计算，可节约资金：4.92*50*378=9.3万；优化后的方案减少天井工程量50.0m，按照单价548m³计算，可节约资金2.88*50*548=7.9万，单从施工量来看，优化后的施工方案可节省资金17.2万，若再算上提前75天开采带来的经济效益，能明显发现，通过方案优化能为企业带来良好的经济效益和社会效益。

3 结束语

浅孔留矿法在金属矿山的开采中应用极广，其有着独特的优势，但每一处矿脉的情况都是不同的，任何开矿方法亦无法实现标准化，我们在运用时，应对采场结构参数和回采工艺进行相关优化，只有这样才能有效提高回采绿、资源利用率、机械利用率、生产效率等指标，才能更好的提高工作质量，实现安全、高校的生产。本次研究则是针对平行矿脉中浅孔留矿法的优化应用，这有效提高了赤峰柴矿公司的生产效率，节约了生产成本，施工安全性也得到了很大提升，这非常有利于采矿业方面的优化，其有着极大的运用价值，值得在矿山企业中广泛推广。