房柱法開采緩傾斜中厚礦體的應(yīng)用與改進(jìn)

史言良

蕪湖太平礦業(yè)有限責(zé)任公司，安徽蕪湖 241000

0 引言

傾角5°～30°、厚度為5m～10m 的緩傾斜礦體具有一定的特殊性，以及我國各類礦體總儲(chǔ)量的不同，其在各類礦產(chǎn)中所占的百分比也不相同。在鐵礦石總儲(chǔ)量中約占其總量的18%，在磷礦總儲(chǔ)量中約占86%左右，在黃金礦總儲(chǔ)量中約占30%，同時(shí)在其他的粘土、錳以及汞等礦類中也占有不同的比例。在對(duì)礦山開采的過程中，我國通常采用的是房柱開采法。換言之，針對(duì)緩傾斜中厚礦體同樣使用的是房柱法開采。為提高采礦的效率，提升礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，就需要對(duì)房柱法開采的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)具體的應(yīng)用方法進(jìn)行改進(jìn)。

1 應(yīng)用房柱法開采的具體狀況

房柱法開采是一種使用礦柱支撐頂板和幫壁，回采礦房或者是多個(gè)采礦區(qū)的采礦方法。現(xiàn)如今，大部分的礦山開采都采用這種方法。因?yàn)樵摲N方法具有采準(zhǔn)工作量少、較強(qiáng)的適應(yīng)性以及生產(chǎn)工藝高等特點(diǎn)。我國針對(duì)緩傾斜中厚礦體采用房柱法的有：淺孔預(yù)控中深孔房柱法、淺孔普通房柱法、淺孔噴錨或人工礦柱房柱法、中深孔超前切頂房柱法等。常見的采礦結(jié)構(gòu)如圖1、2、3、4 所示。這四種采礦結(jié)構(gòu)圖是我國現(xiàn)如今最為常見的采礦結(jié)構(gòu)，其在采礦中的應(yīng)用非常廣泛，為礦山企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 錫礦山銻礦人工壁柱房柱法

圖2 磷礦山深孔房柱法

圖3 鐵礦錨桿預(yù)控中深孔房柱法

圖4 銅礦山深孔超前切頂房柱法

在礦山開采的過程中，不同房柱開采方案的應(yīng)用主要依賴于礦床的生產(chǎn)條件、礦巖物理力學(xué)性質(zhì)、技術(shù)水平以及礦床的地質(zhì)條件。在礦山開采中，礦區(qū)場地的劃分、頂板的管理、構(gòu)成要素、落礦工藝以及構(gòu)成要素都各自具有各自的特點(diǎn)。從我國礦山開采的歷程來看，我國礦山開產(chǎn)發(fā)展的趨勢(shì)呈現(xiàn)出一定的特色。由不護(hù)頂?shù)钠胀ǚ恐ㄏ蜃o(hù)頂房柱法發(fā)展，由淺孔房柱法向中深孔房柱法發(fā)展。礦山開采的這種發(fā)展趨勢(shì)，主要是因?yàn)樵谙嚓P(guān)礦山開采工藝不變的情況下，中深孔房柱法把回采的鑿巖爆破改為中深孔。這在一定程度上提高了礦山生產(chǎn)的效率。礦山開采的回采主要是在礦山的空?qǐng)龅剡M(jìn)行出礦作業(yè)[1]。因此，在作業(yè)的過程中必須有技術(shù)人員參與其中。因而為了保證工作人員和技術(shù)人員的安全，一般將房柱法應(yīng)用在礦巖中等穩(wěn)固以上的礦床。這樣不僅可以預(yù)防由于地質(zhì)條件復(fù)雜礦區(qū)安全事故的發(fā)生，而且還能夠擴(kuò)大房柱法的適應(yīng)條件。雖然我國在礦山開采的過程中，相關(guān)的裝備水平獲得了極大的提高，房柱法開采的工藝也在一定程度上獲得了改善。但是，由于大型鑿巖臺(tái)車、大功率鏟運(yùn)機(jī)械不能有效推廣，大多礦山采用電耙出礦，這在一定程度上導(dǎo)致了我國礦山生產(chǎn)效率較低的現(xiàn)象。當(dāng)前，在礦山開采中，并沒有采取相應(yīng)的措施來保障采礦生產(chǎn)頂板管理，即使有相關(guān)的工藝，但仍未達(dá)到滿意的效果。在礦山開采的過程中，我國應(yīng)當(dāng)在發(fā)展中呈現(xiàn)礦山開采的趨勢(shì)，改進(jìn)開采的方法。

2 房柱法開采的改進(jìn)

針對(duì)我國房柱法開采工藝存在的較多不足之處，為提高礦山生產(chǎn)的效率，改善礦山開采的現(xiàn)狀，就應(yīng)當(dāng)對(duì)房柱法開采進(jìn)行改進(jìn)。

2.1 回采工藝的改善，提高采場的生產(chǎn)能力

從我國目前采礦區(qū)的生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，各地采場的生產(chǎn)能力普遍較低。為提高我國礦山采場的生產(chǎn)能力，可以為采場創(chuàng)造高效率的裝運(yùn)設(shè)備，減少工程量和貧乏化[2]。在采場，房柱法的構(gòu)成要素是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作。雖然房柱法的構(gòu)成要素取決于礦山工程的地質(zhì)和礦巖的物理學(xué)性質(zhì)。但是在提高采場生產(chǎn)能力的過程中可以從巖石的力學(xué)理論以及礦山的實(shí)際條件，盡可能擴(kuò)大礦山的礦量。在研究房柱法結(jié)構(gòu)的過程中，利用巖石力學(xué)，縮小礦柱的尺寸。在此環(huán)節(jié)中通過塑性礦柱頂板下沉?xí)r的狀態(tài)來控制應(yīng)力，以此來縮小礦柱間的寬度，減小頂板的應(yīng)變力。采用這種方法不僅可以防止頂板突然冒落的現(xiàn)象出現(xiàn)，還能夠?qū)敯暹M(jìn)行管理。改進(jìn)的回采方法能有效的提高回收率及降低損失率及貧化率。

2.2 鏟運(yùn)設(shè)備和工藝的改善，提高采場出礦效率

緩傾斜礦體開采時(shí)，在出礦的過程中，仍然以電耙耙礦[3]。采場在生產(chǎn)中沿用電耙的主要原因在于維修費(fèi)用和投資均較低。但是，在采場生產(chǎn)中仍然沿用這種方法，其設(shè)備運(yùn)行的效率和采場生產(chǎn)的效率普遍較低。其實(shí)在礦山生產(chǎn)的過程中，充分發(fā)揮相關(guān)設(shè)備的利用率，在采場路況較好的情況下，其運(yùn)作的工作效率還是較高的。由此可以降低相應(yīng)設(shè)備的折舊費(fèi)。眾所周知，采場出礦的效率與運(yùn)搬礦石的距離具有重要的聯(lián)系。在運(yùn)搬礦石距離超過了50m 后，電耙的運(yùn)行效率就會(huì)降低。因此，為了縮短搬運(yùn)的距離，將相應(yīng)的設(shè)備的作用充分發(fā)揮出來，礦山生產(chǎn)可以利用暴力運(yùn)搬來縮短礦石運(yùn)搬的距離。這種方法不僅在技術(shù)上具有可行性，而且經(jīng)濟(jì)也是合理的。

2.3 采場頂板管理的改善，保障回采安全

選擇房柱法開采緩傾斜中厚礦體，應(yīng)當(dāng)保障工作人員的和設(shè)備的安全。采場中頂板的管理是一個(gè)關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。因?yàn)樵诨夭傻倪^程中，會(huì)存在多種原因影響頂板的穩(wěn)固效果以及預(yù)應(yīng)力，從而出現(xiàn)夸幫冒頂現(xiàn)象。我國礦山生產(chǎn)中為解決這種現(xiàn)象，主要采用的是長錨索和錨桿架固頂板[4]，以及鋼支護(hù)方式，采用這種方法可以保障回采過程的安全。在回采中，嚴(yán)格的頂板管理具有重要的作用。

3 結(jié)論

總而言之，在礦山生產(chǎn)工藝過程中，由于房柱法開采具有生產(chǎn)工藝簡單、靈活、有較強(qiáng)的適應(yīng)性、工程量少的特點(diǎn)，在礦山開采中被廣泛應(yīng)用。因此，為推進(jìn)我國礦山生產(chǎn)順利開展，提高礦山生產(chǎn)的工作效率，應(yīng)進(jìn)一步研究房柱法開采。在綜合生產(chǎn)能力、保障安全生產(chǎn)的過程中，對(duì)此方法進(jìn)行改進(jìn)，以此來提高礦山生產(chǎn)效率。

[1]解世俊.房柱法在不良頂板緩傾斜薄礦體中的應(yīng)用[J].化工礦物與加工，2011，12(3):22.