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矿山采矿技术浅析

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李求阳

[导读] 摘要：本文应采矿生产之所需，为了找到适应高应力矿山具体情形且科学的采矿工艺技术，为高应力矿山在具体实施地下开采中对安全高效的开采技术的选择提供经验。

        新疆喀拉通克矿业有限责任公司新疆阿勒泰地区富蕴县 836100
        摘要：本文应采矿生产之所需，为了找到适应高应力矿山具体情形且科学的采矿工艺技术，为高应力矿山在具体实施地下开采中对安全高效的开采技术的选择提供经验。
        关键词：矿山；采矿；空场法；浅孔留矿法
        1引言
        随着矿山开采水平的不断进步，尤其是近年来矿山事故持续发生，政府对矿山开采的安全程度越来越关注，采矿技术不仅要为矿山企业带来更高的利润，还必须具备较高效的特征，同时更要融于“以人为本”的思想[1]。所以，对于矿山企业，如何设计出一套安全而又高效的采矿技术则变得至关重要。
        从采矿技术发展历程来看，本世纪以来（尤其是近五年以来），采矿技术已经得到了很大的进步[2]。一些采矿方法在实际中得以运用，且收获了较好的社会效应和经济利润[3]。但总体而言，大多数采矿技术真正在实践中取得良好效果的并不多[4]。
        2工程概况
        以位于青海省内的某矿山为浅析对象，该矿山既是西部矿业股份有限公司主要矿产品的生产基地，同时还是青藏高原唯一的一座大型地下有色金属矿矿区海拔为 3000多米，属高海拔地区。矿山开采条件优越，地质结构良好，运营成本低、产能高，人文环境优良，无非法开采行为。
        该矿矿床最开始使用的为地下平硐溜井开拓和无底柱崩落法为主的开采技术，目前的开拓方式是在矿山中段以上仍采用当初的地下平硐溜井，以下采用盲竖井并拓，但方法已改进为有底柱结构分段凿岩阶段出矿和浅孔留矿的空场采矿法，并利用基本的优化工艺技术，使矿山的产出能力维持在年一百万吨以上，矿石的贫化和损失率也较以往均减少了不少。目前矿山各中段已基本形成了上下盘脉外平港与穿脉组成的环行运输方式。凿岩设备主要采用导轨式凿岩机，出矿设备以30KW为主。矿山生产的盲竖井工程和斜坡道工程，为今后矿山达到三百万吨的生产能力打下了良好的基础。
        工程所处矿山矿产丰富，是我国最大的铅锌矿之一，现已探明的有色金属种类众多，主要有闪锌矿、万铅矿，现已累计探明的主要矿产物储量中方铅约149万吨、闪锌矿约181万吨。伴生矿物有金、银等十余种稀有金属矿。该处矿体主要赋存于下盘大理岩和上盘绿泥石片岩的接触部。矿体形态以似层状、透镜状、脉状为主。矿体和近矿围央的总体产状与区域构造相近，走向为NW-SE，倾向为SW，倾角为65~75°矿体规模中等偏小。矿区内在13 线、35线和45线有几处大的横向断层，该断层属于成矿后期断层，断层走向为NE-SE，倾向为SE，倾角大约在65°左右，对矿体有较大的改造作用。
        3采矿方法
        该处矿床属急倾斜薄小矿体，当下世界各国对此类矿体的开采绝大多数采用无底柱分段崩落法、浅孔留矿、分段空场等方法。
        该工程原推荐采用的是无底柱分段崩落法。无底柱分段崩落法的优点是采场矿量大而采准切割工程量小，另外还有采场作业集中，作业安全等，但对泡孔质量要求特别高，机械化程度高，设备投入成本高，且矿石块度较大，适合于厚大矿体的开挖。由于矿井下没有设粗碎系统，矿体赋存条件也较为复杂，所以不推荐采用该方法。
        矿山正式投产后，鉴于矿体赋存状态和围岩性质，主体采矿方法选用有底柱分段空场法，一部分极薄矿体选择浅孔留矿法。
        3.1空场法
        矿体厚度在5m以上地段适用于空场法，矿体厚度5~15m时沿走向布置，长50m，阶段高60m，底柱高14m，顶柱高7m，间柱宽8m，分段高10~12m，漏斗间距5~7m，根据矿体厚度选择单侧还是双侧漏斗。采准工作包括穿脉运输平港、人行材料天井、分段凿岩巷道、电耙道、顶柱凿岩硐室及耙矿小溜并。阶段运输巷道采用上下盘脉外加穿脉的环形布置方式，人行材料天井布置于矿内。切割工作包括天井、漏斗颈、斗穿和拉底巷道的切割。切割天井布置在中央位置，采准切割采用的设备与浅孔留矿法完全一样。
        矿房采用自切割槽后退分段分排或多排爆破，凿岩采用YGZ-90凿垂直扇形中深孔，用BQ-100型装药器装药，2DPJ-55型耙旷绞车配0.6m3耙斗耙矿。出矿块度不大于500mm。
        矿柱回采及空区处理时，各采矿方法的矿柱回采是在矿房回采结束后进行，选用大量崩落法回采，间柱、顶柱及上中段底柱同时一次性爆破，用YQ-100B型潜孔钻机凿岩。
        3.2 浅孔留矿法
        本方法用于矿体厚度小于等于5米的地段，矿块长50m，阶段高60m，底柱高14m，顶柱高4m，间柱宽度8m，漏斗间距5~7m。采准工作包括沿脉运输平港、人行材料天并、电耙道、天井联络道及耙矿小溜并。沿脉装矿运输巷道布置在下盘脉外，人行材料天井布置于矿内。切割工作主要是掘漏斗颈、斗穿和拉底。
        采准切割平巷使用YT-28凿岩机凿岩，天井使用 YSP-45 凿岩机。矿房回采分梯段作业，YSP-45 型凿岩机打上向泡眼，人工装药方式装药，2DPJ-30型耙矿绞车配0.3m3耙斗耙矿。装药爆破后的矿石留出三分之一左右，使其凿岩工作面保持有2.0~2.5m的距离，局部放矿后检查顶板，处理浮石整理场地，为下一循环提前做好铺垫。
        3.3采矿构成要素
        浅孔留矿法、空场法的采场构成要素如表1所示：
        表1 采场构成要素

        3.4矿石运输
        矿石运输系统：有些矿石运输系统采用7吨架线式电机车牵引2m3侧卸式矿车运送至20线矿石溜并，井下矿用汽车在2800米水平装矿，由斜坡道运送到地表旷仓，再用7吨架线式电机车牵引2m3侧卸式矿车转运至选矿厂。还有些运输系统用7吨架线式电机车牵引2m3侧卸式矿车运送至盲竖井，经灌笼提升至3060 米水平，再由7吨架线式电机车牵引2m3侧卸式矿车转运至选矿厂。
        4结论
        采矿技术的选择对矿山的产能大小、矿石损失率、贫化率、劳动生产率、成本、利润及安全等矿山生产的众多要素都有着显著影响。采矿技术选择合适与否成为直接影响企业生产安全和经济效益的重要指标。一个矿山建成投产后能否达到设计要求，直接关系到企业的经济利润。矿山能否安全地进行生产活动是由组成企业生产的许多因素合理配合综合形成的，回采工作中采场安全生产能力是这些指标中最主要的，而回采工作中采场安全生产能力大小则主要取决于采矿技术选择是否合理。
        参考文献
        [1]段启兵.地质条件对于采矿安全的影响及其防治措施[J].矿业装备,2021(02):156-157.
        [2]刘会利,郭彦科.浅埋中厚煤层超长工作面末采矿压规律研究[J].煤炭工程,2021,53(03):6-10.
        [3]马宁.采矿工程中的采矿技术与施工安全研究[J].科技创新与应用,2021(10):161-163.
        [4]王佳麒.煤矿采矿工程中的不安全技术因素探析[J].当代化工研究,2021(05):25-26.