顶板薄层岩体极破碎缓倾斜薄矿体安全高效回采及应用

马志国

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古 赤峰 024039）

目前，矿山针对顶薄板层岩体极破碎、缓倾斜、岩体厚度计划是在0.5m至1.1m区间，矿体薄矿体计划为1.5至1.7区间厚度，矿山采取倾斜分条浅孔分层回采采矿方式，其可以实现减少损失率与贫化率，此方式关键可爆破伪顶和矿石分层爆，尤其在盘区内沿矿体倾斜布置数个回采分条，规避回采各个工作柽柳互相之间干扰，保障回采工作流程及其生产平稳性。在实践中采取此方式不仅提升了公司经济收益，同时也促进了绿色矿山建造。

1 采矿方法筛选及其特征

1.1 采矿方式的筛选

参照矿段矿体储备的特性及其挖掘技术现状，如何才可实现减少废石混入率，确保回采工作安全地进行，提升矿山整体经济收益，遵循技术可执行、经济科学、安全稳定的准则，同时学习世界上先进的经验，通过自身努力探究论证之后，从而明确应用倾斜分条浅孔分层回采的采矿方式。

1.2 具体环境特点

1.2.1 工程地质特点

部分矿区当中，矿体顶底板重点是白云质灰岩及其灰质砾岩所构成，呈现出块厚层组合，粉晶质构造。从遭受地质损坏角度来讲，结果遭受的干扰状况非常小，沿裂缝全部被方解石脉冲填，具备非常强的碳酸盐化、硅化和赤铁矿化，同时岩体层之间确保优良的紧密性。

1.2.2 水文地质特点

部分地下水重点依靠大气降水实施补充，同时矿床四周不设置地表水体。然而，地下储备了大量水资源，矿床高出潜水面大约在50m，不会给矿井挖掘带来干扰。此外，部分区域坡度非常大，积卵石层具备较强的透水性，更有助于地表与地下水外泄。

2 采矿方式试验技术详细讲解

倾斜分条浅孔分层回采采矿方式，其呈现的特性则是把伪丁和矿石分层爆破，伪顶应用抛投爆破，同时跟落矿方向存在夹角。尤其在区域里面沿矿体倾斜布置数个回采分条。怎样确保回采分条工序平稳性，分条之间空余持续条带状矿柱，等到区域内分条回采完成之后，随后回收矿柱，把条带状持续矿柱改成规则点柱，进一步确保整体区域顶板的平稳性。

2.1 明确分条宽度

分条宽度即为财产跨度尺寸明确，重点由干扰采场顶板稳固性的角度实施验算与明确。通过材料力学获知，最大拉应力呈现在桥梁两端上边缘电商，其数值是：δmax=L2r/2h公式当中，δmax为岩层梁极大答应力，t/m2；第一，h 为松脱岩层高度，即为h=1m；第二，t 为顶板岩层体积重力，r=2.8t/m3；L为梁跨度，m。假设δmax大于岩石抗拉强度，岩石则产生损坏，假设实现顶板岩层平稳性，势必达到δmax小于等于δt公式中，δt为顶板岩层岩石抗拉强度，δ t=220t/m2，把公式归纳为：L2r/2h 小于等于δt。最终推断结果分条宽度为八米。

2.2 明确分条数目

分条数目为干扰区域长度的关键原因，分条数目确立重点参照矿、岩分层爆破程序组织方法，即为分层爆破程序能否实施在不一样分条里面。如何确保回采工作及其生产稳定性，试验采用量分层爆破作业具体划分在不一样分体内实施作业组织方法，同时通过此区域之内分条数目通过下述来核算。N=2.5*2；第二，式中，N－盘区内分条数目，即为个；第三，2.5 到矿、岩分层爆破作业方法直接干扰系数；第四，2 为分条生产干扰其他备用系数。第五，通过计算机核算获知，对于每次来回采作业循环盘区说话来讲，内部分条数目为5 个。

2.3 盘区回采任务

首先，回采工作方法及其流程，其在盘区之内以回采分条是基本回采单元，沿矿体倾斜方向从下至上回采到上中段水准。分条内应用浅孔分层爆破回采技艺，爆破过程中应用抛投爆破，投向采空区域，方向是沿着倾斜角度。其次，凿岩爆破工作炮孔设置，针对矿体上盘0.8m 厚围岩应用抛投爆破，孔距为0.6m，炮孔排列距离为0.6 至0.8m，孔长度2.2m。崩岩深度为1.5m，三孔成三角形是一组分段爆破；矿石应用直孔爆破，炮孔距离为1m，炮孔排列距离为1m 至1.2m，孔深度1.5m 至1.6m，分段分排爆破，崩矿深度为15m。

2.4 采场设置

尤其在采场设置方面，大家务必以同矿体垂直方式实施设置，把其长度相同为矿体的水平厚度。矿柱和矿方角度，采取替换方法实施设置，把宽度操控在10m 上下，宽度确保统一性。此外，在回采实践中，最大控顶高度是5m，最小控顶高度是2m。

2.5 采准切割

从采准角度来讲，大家通过盘脉外阶段斜坡道方法实施采准，其在阶段运送方法是阶段平酮，同时不一样分段和阶段全部经过采准斜坡实施关联，且坡度设计在百分之二十。然而，在矿柱中间前进穿脉和相邻矿房相互间，经过挖掘方法穿过下盘便捷，即为由穿脉位置渐渐实施拉底任务。进而由采准斜坡道开启，通过分段方法针对平巷实施挖掘，由分段平巷位置在矿区挖掘中心方位向采场联络道实施挖掘，从而达成回采任务同时进行，且在上向联络道及其分层联络道方位处分开通过中间联络道及其下线联络道来实施。并且，参照铲运机具体爬坡能力，大家把分层采场坡度操控在百分之十三上下，同时在接近矿体方位参照具体状况安装相应数量的回风天井，把上下时段在关联后针对平巷实施运送。此外，在时段内急需大家针对上盘分段溜井实施设立，同时在地段安装出矿机，同时需经过阶段平铜及其装矿横巷进实施关联。

再有脉外采准工程重点包含：采准斜井、分段运输巷道、采场联络道、溜矿井、充填回风井等。第一，采准斜井，参照之前通过－557m水平斜坡道已全面施工U型钢拱架再加上喷浆支护，利用此工程进行分段下盘运送巷道有一定难度。所以针对－557m水平矿体下盘运送巷道中央范围施工通达－542m水平的采准斜井，坡度20度，长度43 m，当做关联－542m与－557m水准通道，重点适用在设备通过和行人。第二，分段运送巷道。分段高度为15m，合计－542m与－527m两个水准。毕竟上边两个水平矿体形态未被揭露，因此参照－557水准矿体走向长度实施设计，单条长度在75m。此工程重点使用在关联采准斜井、采场联络道及其脉外溜井等项目。第三，采场联络道，其重点在关联矿体和分段运送巷道，并且兼顾上分层回采压顶自由空间。-542 m和－527 m水平采场联络道长度具体为63 m与33m。第四，矿石溜井。其设置在分段运送巷道之外，设计倾角为60度，长度在31.4m，溜井断面尺寸是φ1.5 m，具体承担－527 m，-542 m与－557 m水平矿石倒运。第五，充填回风井。其设置在－527 m与－557 m水准相互间矿体下盘，设计断面1.2m乘以1.2m，长度在72.4m，当作菜场内充填管路与采场回风通道。第六，下盘拉底巷道。毕竟矿体倾角有一定缓冲，利用上向水准进路充填采矿法实施挖掘过程中，各个分层依靠近矿体下盘施工拉底巷道，断面为2.3m乘以2.5m，长度49m。然而，-527至－557m水平试验采场矿量参照39600t核算，结果采切比是12.5 m/kt。

2.6 回采任务

在回采任务当中，一般采取YSP 型凿岩机挑采2m 不出矿，施工技术员在矿堆上面凿水平孔且压项回采至设计高度。经过爆破后，需确保充足通风时长，通常状况下为三十至五十分钟为最佳，在工作面的炮烟完全散去为完成，随后技术人员走入采场当中针对顶板实施整体查看，同时将浮石清理工作执行到位。随后在经过铲运机把采场散落的矿石分开进入至分段溜井当中，随即移交给其他施工员把其运输至选厂。在崩落矿石运送任务达成后，急需参照对应配比需求实施填充，经过脱滤水管使用把填充渗水清除采场。

2.7 方案评价

大家单纯设立了分段溜井，且在装矿横巷中完成装车任务，可以在针对采准工程实施简化基础之上采取运矿效率大幅度提高。可经过率先挑采、后压采方式的使用，可以高效使凿岩效率获得最大程度的提高，针对顶板安全管理也具备非常大的意义。并且，经过无轨设施出矿方法的使用，可以将回采任务具备更强的机械化水准，同时在采场方面灵便的设置，也可通过有效方法针对矿种实施分类。此外，整体采场中逐渐产生一种贯穿风流，其可长久确保良好的通风效果。

2.8 通风

采场通风重点借助通风系统产生的主风流与工作面局扇一起实现。要想提升出矿效率，每个回采工作面务必配置局扇通风，势必将采取双扇抽压混合式通风。采场内风速需大于0.15 m/s，且小于4 m/s。工作面局扇通风过程中，率先确保设施安全的先决条件下，扇风机最大程度安装在接近工作面位置，采取软风筒把工作面污风压人采场充填回风天井，进入上部回风系统。

2.9 顶板支护

当前，采取管缝式锚杆为关键支护方式，同时支护效果不达标，施工品质不理想，从而给采场安全带来潜在风险。然而，抗拉不抗剪为树脂锚杆呈现出特性，因此，抗拉强度为管缝式锚杆的2至3倍，融合托盘进而螺母共同进行，最终成效显著提升。参照实践采场具体状况，应用树脂锚固剂加上金属杆体支护方式，在第一次应用时，锚杆网度操控在1.5 m乘以1.5 m。则进路式巷道高度设置3.0m，提议金属杆体长度为3.5m，锚固方式最佳全长锚固或者半长锚固，网度操控1.0 m乘以 1.0m至1.5 m乘以1.5 m区间。当矿岩平稳性在IV级破碎区域结合金属网片或者钢筋穿带共同应用。

2.10 矿石装送

采场使用XYWJD-1 型电动铲运机实施出矿，且运输到脉外矿石溜井。出矿进程中，把大块集中在溜井上部格筛方位，人工实施破碎。

2.11 采矿操控贫化操控

等到矿房出矿完毕之后，借助CMS 三维扫描仪实施采空区扫描，借助CMS 自带系统实施采空区体积核算，且综合之前创建的SURPAC 矿体三维模型实施耦合，可以核算出来实践矿石欠挖量与废石超采量。

2.12 采空区填充

填充筹备任务具体为：清除进路矿石，拆掉设施及其管线，修正填充挡墙，铺设填充管路等。各条进路回采完成之后，立刻实施填充。填充料浆沿着填充管理从填充回风井进行待填充采场，其一，填充回采进路采取胶结；其二，填充进路采取非胶结。如何缩减上分层矿石贫化率，其填充体为非胶结的，上部采取胶结填充厚度0.5m。裁切层整个进路整体采取填充胶结，保证下中段矿石顶柱回收。

3 实战效果解析和对比

3.1 关键技术经济标准

首先，采场纯矿量生产技能从30t/d 提升到50t/d；其次，采矿废石混入率减少26.05%至28.53%。

3.2 经济与社会收益

采场废石不会出坑，则将其填充至采空区域里面，不但减少了公司运转成本，提升了公司经济收益，同时降低了矿上废石排放及其污染，极大促进了绿色矿山建造的实际意义。

3.3 直接创造的经济收益

参照矿山生产规模与矿岩分采技艺占比，应用矿岩分采之后废石混入率减少26.05% 至28.53%，每日减少采矿废石量为100t/d。通过计算采选工作费用是44.7元/t，排除凿岩爆破工作费用及其磨矿之后技艺工作费用，毕竟废石混入率减少26.05%至28.53%，每日少采出废石量为100t/d，综合核算每年可收益巨大的经济回报。

4 总结

总之，经过试验相关内容进行探究，对于厚度、形态不一样的繁杂矿体，设计不一样的财产设置方法，针对采矿实施区分之后，极大降低了采切工程数量，同时化解了矿岩分采技术相关困难，从而提升了且经济收益与促进绿色矿山建造，能够积极全面的研发、利用与节省资源，真正执行好政府职能部门颁发的利国利民政策。针对今后矿山的生存与发展起到了至关重要的意义。