宋宁 冯洋
凌源日兴矿业有限公司 122521
摘要：我国缓倾斜薄至中厚矿体开采技术难度大，岩体赋存条件复杂，亟待研究安全高效、经济合理的采矿方法。国内关于缓倾斜薄至中厚矿体开采工艺多以浅孔房柱法（全面法）为主，出矿设备主要采用电耙、扒渣机等，采矿工艺较为落后，作业安全性较差。基于此，以下对缓倾斜中厚矿体采矿方法进行了探讨，以供参考。
关键词：缓倾斜中厚矿体；采矿方法；研究
引言
随着矿产资源的大量开发，越来越多的矿山开始转向地下开采，使得矿山地下开采的比例越来越大。在地下开采中，井下采空区容易失稳，且地表堆存的尾砂也会带来一定的安全和环境风险，因此，充填法在矿山的应用越来越广，但充填采矿方法的成本相对较高。
1矿体采矿现状
影响采矿方法选择的主要因素是含水层和矿岩稳固性差，考虑到排水系统压力大、排水成本高及疏水周期长等因素，并且矿石含铜品位较高，因此初步设计通过多方案比较，选择采用常规的进路充填法开采，设计采掘比为140m3/kt，年生产能力为100万t矿石量。西矿体?300m中段以上已开采多年，所采用的采矿方法为常规水平分层上向充填采矿法，采场沿走向布置，且采场沿走向长度为60m，进路尺寸为4.0m×4.0m（宽×高），目前采场生产能力相对较低，主要问题是采场数量多，生产作业面多，运输距离长，管理分散，由于矿体平缓导致泄水系统无法形成，作业环境差，设备利用率和人员效率较低，直接人均采矿效率只有2.6t/d。
2传统开采方案及存在的问题
根据上述矿床地质条件和开采技术经济条件，该矿床属缓倾斜至倾斜厚大矿体，在我国铜、铁、铅等冶金矿山和磷、硫等化工矿山均占一定比重。长期以来，该类矿体一直被视为难采矿体。主要表现在受限于矿体倾角相对较缓，尤其45°以下的矿体，采场内崩落的矿石无法借助自重放出；若在采场内使用运搬设备，由于采场空顶较高，而低成本、安全可靠的护顶技术无法有效实施，作业很不安全。近些年，随着无轨出矿设备在国内矿山的广泛应用，分段空场法现在主要作为开采缓倾斜至倾斜厚矿体的首选方法阶段高度为50m，沿矿体垂直方向划分5个分段，每个分段采场高10m。矿房长50m，两相邻矿房间留矿柱，矿柱宽10m。沿采区斜坡道每隔10m掘联络道联通各分段，作为人员、设备及材料的通道；自联络道沿矿体走向掘出矿巷道，出矿巷道布置在距矿体下盘15m区域；在出矿巷道内每隔10m向矿体方向掘装矿进路，装矿进路与出矿巷道夹角为60°；堑沟布置在装矿进路端部，并在堑沟掘切割横巷和切割天井。溜井布置在矿柱内的出矿巷道附近。阶段内采取自下而上的顺序回采，下分段采场回采结束后，采用灰砂比1∶6得胶结料进行充填，待充填体达到强度后，再回采上分段采场。该方法凿岩、出矿均在巷道内作业，且采用无轨设备，安全及作业效率可以得到保证。但是，需在每个分段（10~15m）下盘布置底部结构，包括堑沟、装矿进路、出矿巷道、溜井及联络道等工程，导致采切工程量大、采切准备时间长、生产能力偏低等问题，尤其在矿业市场不景气及环保压力的状况下，低品位矿床采用分段空场法，受限于开采成本高及多余尾砂难以处理等因素，难以为继。
3缓倾斜中厚矿体采矿方法
3.1矿块布置
采场沿矿脉的走向布置，长度为５０ｍ～６０ｍ，宽为矿脉厚度，中段高度为６０ｍ。中段内按照每个分段从下往上沿着矿脉的走向布置菱形矿房，分段高度根据矿体的倾角设置成５．５ｍ左右，宽为矿脉厚度。底部凿岩巷道布置在菱形矿房的最下面与下盘交界的位置，该位置大约在矿房的中间，待凿爆工作完成之后，该巷道可以兼作出矿巷道。
3.2回采工艺
（1）盘区和采场布置。沿矿体走向每360m划分为一个盘区，盘区水平上划分为2个采场，采场长度180m，采联与分段联巷连通，布置于采场中间，单侧长度不超过100m。
两采场之间留3m的间柱不回采，设计采掘比为92m3/kt。中段高度100m，分段高18m，每个分段分为4个分层。（2）采准、切割。采准工程布置在矿体下盘，每个盘区设1条采准斜坡道，自斜坡道掘进分段联络道至每个分段，然后掘进溜井联络道、采矿联络道通达矿体。每个采场设1条溜井和1条充填管缆井。充填管缆井兼做回风泄水井。采准、切割工程主要有采准斜坡道、分段联络道、溜井联络道、采矿联络道、矿石溜井、充填管缆井等。
3.3采准切割
采准切割工程从脉外斜坡道开始进行，主要的采切井巷有：分段沿脉巷、采场联络道、穿脉巷道（同时可兼充填回风道）、凿岩巷（兼运输矿石）、切割井等。在下盘脉外中段内布置运输巷道，由采场联络道、穿脉巷道连通矿体。从斜坡道掘进分段联络道后与分段沿脉巷道贯通，每条分段沿脉巷道负责承担上下２个小分段内矿石运输。自分段运输巷道向矿体开挖上山或者下山来连通作业面、分段穿脉巷道，作业面的联络巷与分段穿脉巷交界的位置（矿体下盘边界与围岩交界处），开挖１条和矿脉走向方位一致的分段凿岩巷。采准工程结束后，从底部分段凿岩巷道的中央向上掘进１条切割天井，考虑到采完之后空区需填充处理，切割天井的端部应与上部探矿穿脉接通，作为后期的充填下料点。在切割井的边帮位置（上下盘）垂直矿体走向平行该井布置拉槽孔，爆破时的抛掷方向为两帮往该口井内进行，炮孔按照与切割井的距离，由近及远依次按顺序爆破完成拉槽工作，爆落的矿石由溜井下放至中段运输巷道装矿运出。
3.4回采出矿
采场内的条带矿体回采时，分为两步，先回采下层后回采上。回采下层矿时，先施工一条断面３.８ｍ×２.５ｍ贯穿条带的切割进路，再由条带中部后退式回采。采场内采用凿岩台车掘进式凿岩爆破，回采宽度８～１２ｍ，高度约５～７ｍ。局部区域采场内下层矿厚度超过７ｍ时，可以进行分层回采。当矿体厚度小于７ｍ，整个条带一次性开采；当矿体厚度大于７ｍ，整个条带在竖向上分两层开采，下层矿体回采结束后进行高强度胶结充填，下层矿体充填养护结束后，上层矿体回采工艺与整个条带一次性开采相同。出矿采用４ｍ３铲运机，将条带内崩落矿石铲运到采场溜井内。在下层矿回采完毕后，在采场中部施工切割天井，切割天井尺寸２ｍ×２ｍ；在采场内用中深孔凿岩台车施工上向中深孔，中深孔上向平行布置，孔间距２ｍ，排间距２.２ｍ。采场内中深孔全部施工完毕后，通过切割天井爆破拉槽，从条带中间向两侧后退式崩矿，每次单侧爆破２～３排。中深孔爆破采用粉状铵油炸药，用装药器装药。崩落到采场空区内的矿石采用铲运机出矿。
结束语
针对某矿山缓倾斜不稳固中厚矿体开采存在的问题，从开采的安全性、生产能力和控制贫化损失等角度出发，研究了中深孔菱形矿房分段充填采矿法，实践表明，当矿体倾角为２０°～３０°，厚度为１３ｍ～１５ｍ时，该采矿法的采场生产能力为４００ｔ／ｄ，损失率为１３．５％，贫化率为１１．３％，不仅能够满足该矿的生产要求，也实现了矿山安全、高效回采的目的。
参考文献
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作者简介：宋宁，1994年3月，男，汉族，辽宁沈阳人。2016年7月毕业于辽宁科技学院，采矿工程专业，本科学历。助理工程师职称；现在凌源日兴矿业有限公司，从事采矿技术员、安全管理工作。