缓倾斜中厚矿体安全高效采矿方法工艺技术探讨

马志国，赵名名，李先波

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古 赤峰 024039）

走向和倾向用的是方位角，而且互相垂直的，至于倾角正负应该指与巷道方向有关，例如与施工方向同倾向为正，反之为负。根据这个定义，可以得出缓倾斜中厚矿体的计算判断标准。更有利于我们向下探讨采矿的方法工艺技术。

1 采矿方式工艺技术原则

矿体块段的划分取决于矿体赋存条件，储量分布，这是大的指导思想。矿体等高线大部分都是由实际矿体走向，倾向，倾角修改绘制出来的。绘制方法如下。

有了第一条指导思想后，就开始探矿了，先打一条探矿石门，意图很明显，穿过所有矿体。然后，有两个方案。第一，沿矿体底板掘进。打完了这条巷道后，你就会发现，原来巷道怎么走，等高线就怎么走。第二，更直接的方法。沿煤掘进。这个过程，你可以画出完整的等高线走向图。

确定倾角方法如下：找到矿体倾斜的两个端点，利用等高线图找到这两个点的海拔高度并相减，求出两点的高差；再用直尺量出两点间的水平距离，通过比例尺算出两点间的实际水平距离。公式：矿体倾角的正切值=垂直高差/水平距离。

以地下开采而言，采矿的主要工作包括但不限于：水资源的循环设计、岩石的破体程序、山体的坍塌设计、运输（包括工作面、溜井、运输水平、竖井罐笼或箕斗、地表汽车火车皮带等）、若采用充填法，还需要对空区进行充填。

窃以为，最主要限制采矿效率的原因是采矿方法的选择，建议施工者首先联合专家，研究矿体的采矿方法是否合理。若不合理，可改为哪种方法；若合理，是否可以通过修改设计参数的方法，提高采矿效率，比如通过修改进路间距和分段高度，能有效提高无底柱分段崩落法的开采效率及工作安全条件。

其次，如果矿体采矿方法及设计参数已无法变动，建议从各个生产环节入手，提出改进措施。在开采设计中，各项工作的设计均是围绕年产量进行设计，因此，建议您分析各个工序，哪个工序的生产能力达不到设计要求，对其进行改进。

另外，根据以往事例经验所得，一般限制生产原因大多来源于凿岩。故而开采过程中，要对矿体的岩石基本状况作出具体了解，并针对性进行作业。

2 采矿方法工艺技术的基本原理

现在也有了专门的采矿专业，其实很多的人都会很多工作有歧视，还没有正视各个行业，采矿现在也讲究知识和技能，不再是像是以前一样挖个通道人们拿着锄头什么得进去干苦力活，而且还有很大的风险，其实现在已经有很大的改观了，在金属矿场地下开采的时候。

必须先把井田划分盘区，再把盘区划分为采区，最后矿块是基本的回采单元，采矿就是研究矿块内矿石的开采方法，在采准、切割回采工作在时间和空间上进行有机结合，而采矿就是它们的简称或者说是总称。在开始采矿的时候要先确保矿洞的安全性。

中国用于开发中型金钨矿、斜薄和极薄矿床。将矿体块分成矿室和矿柱，在矿柱上挖一个天井。从天井下部，每隔4m～5m开出一条连接路，与矿室相连，用于通风、行人和物料运输（见天井开挖）。要求在矿井底部挖一个矿石漏斗，从漏斗的水平面画出底部来制作工作面。在开采中厚矿脉时，通常采用横向吊具支柱或框架支架，在不留底支柱和中间支柱的情况下竖立天井、车道和底部吃水结构。从矿井底部到顶部，利用浅眼分层将矿石逐层落下。每次下落后，约有1/3的塌陷矿石通过采矿漏斗底部排出，称为部分采矿。其余部分暂存于矿室，在卸料面与工作面之间提供约2m的工作空间。部分矿石被提取后，平整矿堆表面，继续倾倒矿石，直到矿室完成，然后将临时矿石全部释放，这称为最终抽矿或大量特殊矿石。临时保留的矿石在返回矿山时经常被移动，因此它只能部分支撑周围的岩石。当围岩容易裂开时，会增加矿石的液化，减小矿室尺寸，用螺栓加固顶板，或用支架支撑围岩，可减少破碎。

除此以外要注意采矿的方法和回采的方法概念是不同的，完成落矿、矿石搬运和地压管理是采矿的基本工艺，进行采矿要做好明确的分类，因为分类是为了更好地开采矿石，因为矿石和周围岩石层的性质不同，加上现在技术的发展，所以很多的地方有专门的开采机器。不再像从前一样只能用苦力来进行盲目开采，任何一座矿山都不可能相同，不仅要求人们更好采取开采装备，还要使用更加科学合理的采矿方法，而且很多人觉得一座矿山使用一种开采方法是最好的，但是现实中不可能是一帆风顺。而且因为其地下土层的结构不同所以要采取不用的方法，每一种采矿发发都是采矿者在采矿实践中得出的认识和总结规律，要借鉴前人的开采方法，在面临实体开采的时候进行，科学的设计心得采矿方法，分类必须做到能反映采矿方法的主要特征。而且应该简单能够看得懂，并且及时更新，以采矿方法进行举例，一般有3种方法，长壁采矿法、综合机械化放顶开采技术和柱式体系采矿方法，总体分为壁式和柱式两大类，壁式主要分为长壁式采矿法和倾斜长壁采矿法，在对井下矿产开采时，所使用的柱式主要分为三种，房式、房柱式和巷柱式，也能分为巷式采矿法和房式采矿法，这不仅仅是针对地表下的矿物进行施工开采，还有海洋底下的矿物质，因此，这种综合性的开采方法的应用较为广泛。

3 采矿方式方法比较

3.1 房柱法采矿

房柱采矿法是指将阶段或盘区划分成若干个矿房与矿柱的一种采矿方法。房柱法不仅能开采薄矿体，更适合于开采厚矿体和极厚矿体。

房柱法是空场采矿法的一种，将阶段（缓倾斜、倾斜矿床）或盘区（水平、微倾斜矿床）划分成若干个矿房与矿柱（留有规则的不连续的矿柱）。回采工作在矿房中进行，在阶段中，矿房和矿柱交替布置，矿柱在一般情况下不进行回收。

房柱法是用在开采围岩与矿石都很稳定且倾角较小（小于30°～40°）、厚度适用范围较大（自2m到数十米厚）的矿床。当开采薄矿层时，房柱法使用浅眼崩矿和电耙运搬方案；当中体规整且厚度比较大，可使用深孔崩矿方案；若矿体倾角较缓，近乎水平厚度较大的矿床，可以采用凿岩台车、铲运机、装运机、地下电铲、自卸汽车等大型机械化设备开采方案，国外不少矿山在采用这种方案。

3.2 分段崩落法采矿

阶段自然崩落采矿法是指在采场中用自然应力从拉底空间向上逐层破碎矿石并从底部巷道进行局部放矿，在将阶段全高的整体矿石都破碎后在崩落岩石覆盖下从底部巷道大量放矿的阶段崩落采矿法。用于破碎矿石的自然应力是对开采单元拉底或辅以切帮后由重力和地应力等合成的次生应力。用这种应力破碎矿石就引起矿石自然崩落。在不同类型的阶段自然崩落采矿法中，矿石的自然崩落的分层是水平的或倾斜的。在自然崩落各个分层的过程中，一般只放出落下矿石的1/3左右，并保持崩下矿石上面的补偿空间的高度不超过5m，以防止自然崩落出稳定的自然平衡拱，或大量自然崩落矿石在大距离降落中产生危险的空气冲击。

3.3 分段空场嗣后充填采矿

分段崩落法开发方案及结构参数井底位于装矿脉之间的矿体方向，装矿脉垂直于矿体走向，间隔50m～60m。采场的长度等于穿脉的间隔。约50m～60m，矿体厚度>6m，倾角>45°，矿石及围岩中等稳定。

工作面布置及设计参数工作面通道位于装矿脉之间的矿体方向，装矿脉垂直于矿体走向，间隔50m～60m面长等于脉的间隔，也是50m～60m。6m～8m，面的高度等于中段的高度50m，下段的高度柱长10m。

根据矿体的厚度，可分为单面漏斗装置和双面漏斗装置两种方法。即矿体厚度为6m～10m的，单排漏斗安装在电脊路径的一侧，矿体厚度超过10m～16m的，安装双面漏斗.轨道的两侧都是电动的。当矿体厚度大于16m时，应布置单独的工作面，但工作面之间应保持8m～10m的距离。

然后，在采矿作业时，矿场从矿石装载侧挖出，并穿入井底立柱，作为行人、通风和物料的通道，排矿溜槽也用在矿井侧。矿石渗入矿脉，侧面朝上位于电动耙轨下方，电耙的履带沿矿体方向（单侧漏斗排列）或矿体内（双漏斗排列），沿导轨挖入矿体底壁围岩的电脊。或者每隔6m～7m定位漏斗的入口和漏斗口的两侧（注意：漏斗的两侧必须打开并定位以稳定电动轨道），漏斗颈的顶部应向上扩至漏斗，以利于矿石的顺利提取。在漏斗颈上方沿矿体方向铺设选定土壤的钻孔通道，并在距道路10m处分段布置钻孔通道并带有弯道。工作面和分段凿岩机应在每个位置建造一到两个，这取决于矿体的厚度，如果是带有单面漏斗的屠宰场，通常布置一个就足够了，例如双排。-侧向排采工作面，若矿体厚度达到16m，每段需布置2个分段矿井，使中井深度不超过15m。分段切割横向和切割井布置在采场矿体厚大部位。

3.4 上向分层充填采矿法

水平分层填充法也称为上升水平分层生产。这种方法通常将矿块分为矿区和矿柱。第一步是返回矿井，第二步是返回矿井。回采过程中，要保持层层向上，随着工作面向上移动，工作区一层一层填满，留出工作空间进行向上开采。散装体装有两组围岩，并作为上部工作的工作平台。落下的矿石落到块体表面，矿石被机械输送到溜槽。在矿山上层开发过程中，进行上部回填。在开采几个采空区或所有阶段后开采支柱，矿室充填方法可采用干法、水力法或水泥法。

3.5 上分层采矿法

升填法是指将矿铺、矿块或板沿分层向上的方向返回矿铺、矿块或板的采矿作业。在每一层中，首先提取矿石，然后用回填法填充下一层所需空间之外的矿区。这种采矿方法的工作空间位于矿顶下。适用于开采具有稳定矿石、中等稳定母岩、陡峭和倾斜矿体的各种厚度和形状的矿体。采矿是创造和发挥工业的基础，同时它也是破坏，在我们地表下方开采会造成地表坍塌，或者是地表不稳定现在地表处有很多的深不见底的坑洞。

4 结语

通过上述，在尽量少的污染损害环境的前提之下，或者可以通过后期人为的修正维护作业后，能够使得环境恢复的前提下，为了进一步扩宽原材料的使用，加大缓倾斜中厚矿体的开采成为越来越必要的工作。随着开采工程的深入，如何针对缓倾斜中厚矿体的特色进行高效安全地开采是极为重要的课题。在工艺技术的指导原则之下，区分缓倾斜中厚矿体安全高效采矿方法工艺技术的五种开采方式，明确在什么样的地势地形下，根据当地的具体实际情况，采取不同的开采方式。以更加科学安全的方式进行开采作业，并且在合理科学的开采方式之下，尽量少地破坏自然环境，或者尽可能地保证矿体与自然的融合，以便后期的修复。既保证开采的高效进程，也确保开采人员及周边人员的人身安全性。