近水平极薄矿体采矿工艺研究

发表时间:2020/12/14   来源:《建筑实践》2020年25期   作者:伍锡南
[导读] 我国矿产资源的开发中,发现了很多近水平的极薄矿体,这种矿体的开采非常困难
        伍锡南
        湖南南岭民爆工程有限公司,湖南省 长沙市 410205
        摘要:我国矿产资源的开发中,发现了很多近水平的极薄矿体,这种矿体的开采非常困难,为此研究此类型矿体开发的方法,对其进行不断的优化,有助于我国矿产开发的经济效益,也能提升社会效益。这种类型的矿体要比普通矿体的开采难度大得多,这是因为此类矿体的矿层非常薄,开采的时候,可能有围岩混入其中,也就降低了开采效率,提升损失贫化率。所以,一定要认真研究此矿体的采矿方法,不断进行优化,为今后的矿产资源开采积累经验。
        关键词:近水平极薄矿体;采矿方法;优化
1近水平极薄矿床的特点
        在我国的部分地区,存在着非常丰富的矿产资源,但是其中有一些是近水平的极薄矿体,这就让矿体资源开采和使用的困难大大提升。例如,某地区的矿床,基本是近水平极薄矿床,整体结构为层状,矿层可以分成三层,每层之间还有一个夹层,但是层位关系还算稳定,此部分的矿层布局则是:矿层一、夹层一、矿层二、夹层二、矿层三。并且在矿区某一部分,夹层二非常薄,刚刚到达规范标准下夹石的剔除厚度,也就很难区分各个层次。该地区的矿体角度一般为20°,是典型的近水平的矿体,品位大致的平均值是19%,矿石密度的平均值为3.14t/m3。并且极薄层矿体靠近地表矿层,在245m~345m的位置。从整体上看,底板位置的矿层一、围岩、夹层一、矿层二,呈现的稳定性非常好,剩下部分的稳定性不是很好。
2传统的近水平极薄矿体的采矿方法
2.1传统的削壁充填法
        干式填充法中的削壁充填法非常常见,一般用在近水平的极薄矿体的开采中。围岩以及崩落矿石的进行,可在回采中实施,然后矿石则通过运输巷道运输至外面,而剩下废石可以用来填充采空区域,发挥着支撑围岩的功能,也能用作工作平台使用。可是,极薄矿脉的浅部与深部的状态不同,回采矿石非常困难。必须保证阶段的高度合适,不能过大,通常是30m~40m;而矿石运输方式则影响到矿块的长度,机械运输矿石,一般要以设备参数去决定矿石长度;而使用电耙进行运输时,应当保证单方向为20m~30m之间,如果双向耙则应当保持在50m~60m之间,如果运用铲运机进行运输,一般长度范围在75m~150m之间,正常的情况下,不能留间柱,底柱的厚度范围是2m~4m之间。此种方法适合开采的矿体类型为,围岩同矿石的界限非常明显,并且稀有的高品位、围岩不够可采品位标准、厚度小于0.2m~0.4m之间的矿石。
2.2全面采矿法
        应用人工底柱能够提升开采的强度,比较适合使用在品位高、稀有的矿产中,可是材料的成本也比较高。针对采空区,应当设置直径是3m~5m的不规则矿柱。此种采矿方法的优点:回采的工序比较简单、采准的工程量比较小、通风比较好、可用在矿体赋存条件变化明显的矿体中。此种采矿方法的缺点:巷道的高度比较高、顶板的暴露面积比较大、不方便顶板的维护和管理、如果留柱多则矿石损失多。此种采矿方法的发展方向:可采用小型的无轨运输设备运输矿石,还要尽量地减少矿块之下溜井的数量,这样能减少工人工作量,也就能很好地降低工人劳动强度,可尝试以尾砂去充填采空区域,从而避免围岩的移动。
3近水平极薄矿体出采矿的前期准备
3.1详细分析开采条件
        充分研究采矿业内的资料,我国有一部分矿区的矿体的倾斜角都小于30°,这就是近水平的角度,以厚度进行分类,则是极薄矿体。当前,我国的矿业开采工作量非常大,可是所运用的采矿技术不是很先进,如果遇到近水平的极薄的矿体,则开采的难度更大,为此一定要不断提升采矿技术水平,运用合适的技术手段,开展采矿工作,提升矿石出品良好率,减少开采中的损失,促使损失率下降。为此,采矿工作中一定要解决施工作业人员的专业素质较低的问题,还要优化采矿工艺,强化采矿的管理,保证采矿的安全性,这样才能为优化采矿方法奠定基础和提供支持。

充分分析了近水平极薄的矿体的极端情况,首次的开采过程中,可能有矿脉透镜的长短不一的时候,而且这种差异比较大,矿体的规模不是很大,厚度也不是很标准,矿体走向不稳定,或许存在断续问题;如果是坡度的不同,此部分内部结构则更不能准确地判断,这时的出矿量不是很大,可其矿品的品质非常高,也就具有开采的价值,所以应当找到合适的采矿方法进行采矿。
3.2选择开采的工艺
        依照采矿现场真实情况,选取最佳采矿方法,选择采矿方式时候,还要考量采矿时内部作业人员的安全,做好防护工作。选取最佳开采工艺,要考量采矿的成品率,不能浪费矿产资源,应当利于回采工作。假设矿产地域内有一些水源,还要有保护水源的措施,更要避免水土流失问题出现,做好回填,防止坍塌。可在削壁充填法、全面采矿法中选择合适的工艺,还要对选择工艺进行优化。
4近水平极薄矿体采矿方法的优化
4.1溜井方式优化为溜槽方式
        对于近水平的矿体,其整体的倾斜角度不是很大,为此需要运用削壁方式的充填采矿方法,但是溜井溜矿的难度非常大。如果矿体的倾斜角度比较小的时候,矿石放下则很难,可会出现卡堵的问题。想要解决此种问题,一般要选择爆炸方式取出来,可是如果运用爆炸的方法,则很可能破坏溜井井壁。所以,针对此种类型矿体的采矿,可采用溜槽的方式进行优化,把整节溜槽转换为半圆溜槽,如果有堵塞溜井问题,采矿人员可使用天井之内梯子移动到堵塞位置,使用疏通工具进行疏通,进而提升出矿效率,也能避免溜井损坏的问题,还能节省爆破用材料费用和维修费用。所以,这种方式不但能提升采矿效率,还可以节省采矿的费用。
4.2优化削壁充填采矿的方法
        此种采矿方法的优势为可进行分采矿岩,正常开采的顺序,需要开采围岩,接着开采矿石;还可以依据矿区真实情况,交替进行开采。例如,假设矿脉厚度低于0.3m,矿体倾斜的角度不是很大,先要开采围岩,接着开采矿石,两者交替进行开采;假设矿脉的厚度处于0.3m~0.5m的范围内,矿岩分界处光滑清晰,矿脉非常稳固,则可用围岩与矿石相错的开采方式;假设矿脉厚度超出0.5m,可是矿岩接触面不是很清楚,矿板不够稳定,则需要先开采矿石,之后开采矿岩,依据顶板围岩稳定性,找出围岩开采位置,地板非常稳固,可先采地板的围岩;如果顶板比较稳定,则应当先采顶板的围岩。
4.3对出矿方法进行优化
        对于矿产资源的出矿,一般分成三种方式:第一种则为人工扒渣方式,出矿人员可在任何位置进行扒渣,有一定灵活度,可是效率不是很高,劳动量比较大;第二种则是以中小型出矿设备,一般为电耙方式,此方式的优点为设备维修率比较低,整体成本比较低,出矿效率却不是很高;第三种方式则为大型出矿设备进行出矿,例如铲运机,此方式的优势为出矿率比较高,可是成本比较高。而针对乎近水平的极薄矿体,整体采矿空间不是很大,并且矿脉厚度比较小,为此一般会用性能稳定的电耙法进行出矿。
4.4优化采矿方法的积极效果
        对于近水平的极薄矿体的采矿,传统削壁充填采矿方法下,矿产企业的生产能力有待提升,采矿功效也不是很明显,损失率和贫化率比较低。应用了优化后的采矿方法,溜井变成溜槽,确定合适的崩落围岩厚度,采用最佳的出矿方式,可大大提升经济效益以及社会效益,开采效率也大大提升,贫化率明显降低,开采材料的成本比较少。
5结语
        综上所述,在矿体采矿中,常用削壁充填法进行开采,并且用在近水平的极薄矿体中比较多,而针对此方法还有可以提升的空间,以降低贫化率,提升开采率,以提升经济效益。所以,可以从多个方面优化采矿方法,以矿体实际情况为基础,合理分析各种参数,倾斜角和矿脉厚度等,确定出溜井改溜槽的方式,计算出合适的崩落厚度,运用合适的出矿方法,以提高采矿安全度、开采率,节省开采费用。
参考文献
[1]谭闯.近水平极薄矿体露天采矿方法优化方案[J].世界有色金属,2018(07):65-66.
[2]张金龙.近水平极薄矿体采矿方法优化探讨[J].科技经济导刊,2017(17):95.
[3]郭燕忠.近水平极薄矿体采矿方法对比分析[J].现代矿业,2016,32(06):27-28.
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