緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術設計

杜振興　孟智奇

摘 要： 現在，我國的經濟在高速地發展，所以會消耗大量的能源，能源的消耗與經濟發展是密切相關的，我國在發展工業的過程中需要大量的煤炭、鋼鐵等資源作為支撐，我國礦山企業也都是經歷的五、六十年的發展，我國的礦山資源也進入了一個發展瓶頸期，在緩傾斜中厚礦體的開采是一個重要的問題，在開采的過程中還是存在一些問題，這些問題制約了礦產資源開采的效率，是我國進行礦產開采的一個難題之一。緩傾斜中厚礦體運用自動化的機械進行開采，能夠提高其效率，但是，同時也存在著技術上的問題。尤其是在使用房柱法的時候，在對漏斗的底層進行分析時要重點考慮，才能夠實現礦產的高質量開采。分段空場開采加上廢料充填的工藝流程將發揮采掘效率，保證采掘的巷道的安全，提高一線工人的工作環境。

關鍵詞：緩傾斜中厚礦體；開采技術；工藝流程

在當今社會發展中，全球能源持續緊張，能源危機愈演愈烈，礦山資源作為主要的能源之一。雖然我國具有豐富的礦山資源，但是由于技術能力不高，在一定程度上制約了經濟社會的發展，越來越多的礦山的采掘越發困難，越來越復雜，越來越深層，為進一步實現企業可持續發展，突破礦山采掘的瓶頸，緩傾斜中厚礦體機械化采礦已成為礦山企業突破的關鍵環節。緩傾斜中厚礦體結構的采掘目前是國內外公認的難題，國內外的專家也開展深入的研究，提出很多挖掘工藝和流程，同時開發了一系列的礦山機械設備，但是就一些具體環節，還存在著很多問題有待解決。

1 礦山開采的現實情況及存在問題

我國錳礦山資源不是很足，嚴重制約中國錳合金的生產，中國錳礦儲存量為1.22億噸，低于南非、克蘭、加蓬，是全球第四。到現在為止，我國已經發現了錳礦有幾百處，錳礦的含量還是比較豐富的，但是，其他的金屬礦產資源卻是不足的，而且其質量也是比較低下的，我國的礦產資源只占資源總數的20%左右，而且，各類礦山的結構也是不一樣的，這就導致了礦產資源的分布找不到規律，這給礦產資源的開采帶來了更大的難度。在我國的廣西和湖南地區，礦產資源比較豐富，分別占我國資源總量的30%和20%。但是，這些地區的地勢比較險要，而且礦產的分布沒有規律，金屬礦山開采具有十分錯綜復雜的工藝流程，是一個集地質、勘探、通風、井下運輸、巷道安全、排水等十幾項技術的系統工程，其還有地下作業的不確定性和危險性。

現在，在對礦產資源進行開采的過程中，其難點主要集中在兩個方面，一個是在礦產開采的過程中容易出現安全問題，還有一個就是礦產資源開采時會受到環境因素的影響。談到安全，必須聯系生產和效益，一味的追求安全，生產停滯，效益低下，企業沒有利潤；一味的追求生產和效益，不管一線工人的生命安全，礦井是要出事故，造成人死井塌問題的，只有保證一線工人生命安全的企業，才能實現生產效益的最大化。目前。崩塌、礦震、瓦斯突出等的問題都礦山企業的安全隱患。

在對礦產資源開采的環境因素進行分析的過程中，這個問題是十分必要的，其與礦產開采的可持續性是密切相關的，在對礦山進行開采的過程中，會到當地的土壤、大氣等造成不良的影響，導致當地水資源的污染，礦山企業附近農田里種出的莊稼沒人敢吃，附近的村民病死率遠高于其他地區。地面坍塌、水土流失，霧霾，水體污染，耕地減少，對人民生活和農業、其他工業造成了嚴重的危害，如此發展，必將走上西方國家的環境污染的怪圈。緩傾斜中厚礦體是一種極為復雜和特殊的礦山結構，該種礦山結構的開采也是存在安全和環境兩個方面的問題，需要有關技術支持。下面就此項技術研究開展淺析。

2 緩傾斜中厚礦體概念、主要開采技術及存在問題

緩傾斜的中厚礦體主要指的是傾斜角度比較小，一般控制在25度左右，礦層的厚度不是很大，一般在10米左右，類似的礦體結構都可以稱為緩傾斜中厚礦體。到目前為止，該種礦體結構傷透礦山企業及專家的腦筋，被認為是最難挖掘的礦體結構，因為該種礦體傾角只有25度左右，沒有坡度，對于現行的開采礦石自行滾落機械刮板運輸不相適應，必須采用其他機械搬運或人力搬運，目前的礦山企業采礦工作，大多集中在海拔高的礦層，該種礦體結構造成采場管理困難，頂板工作復雜。

通過對現在的緩傾斜中厚礦體的開采技術分析，一般都是采用房柱法和分段空場采礦的方法，這兩種方法在礦產的開采中是比較常見的，也是比較傳統的方法。很多國外的礦山開采都在使用這兩項技術，在緩傾斜中厚礦體開采的過程中，首先要分體礦體的結構，然后運用無軌采礦設備。在使用房柱法的過程中，首先要做的是提高房柱法的應用領域，按照礦山的走向，逐漸向礦山的對角傾向推進，然后實現下臺階的推進，也可以運用斜交走向的方法，從而能夠擴大房柱法在使用中的領域。在使用分段空場法的過程中，可以采用下盤脈外采和底盤漏斗分段空場法結合的方法，而且，也可以借助先進的礦山開采設備，不斷更新設備，使設備升級，使礦山開采的效率逐步提高，減少礦山開采過程中的工作量，在礦山開采之前，也可以采用技術勘測的方法，從而能夠找準礦產的位置。現在，經常使用的方法有水平開采的方法，借助無軌礦山機械的配合，從而能夠克服緩傾斜礦產開采過程中具有傾斜角的問題。

房柱法的問題在于礦石損失率高，周圍巖石容易塌落，降低巖石的穩固性，一線作業工人的安全保障受到極大威脅，采掘一線的機電設備存在很大的安全隱患，進一步加大采掘工藝的復雜性，大幅提高采掘的成本，不利于礦山企業減能增效。底盤漏斗分段空場采礦法的不足之處在于采掘工作量高，增加了一線工人的勞動強度和作業設備的損耗，鑿巖分層爆破難度加大，在給操作者提出更高的技術要求的同時，進一步加大了一線作業者的安全威脅，金屬礦石的出礦效率有所降低。由此可見，開采技術還存在很多亟待解決的問題。

3 緩傾斜中厚礦體開采工藝流程

通過對比多個企業的設計方案和工藝流程，經過不斷的分析研究，形成筆者認為確實可行的緩傾斜中厚礦體開采工藝流程：首先，選取適合的無軌礦山機電設備（有鑿巖臺車和鏟運機等設備）保障上行水平分層填充法的效能，型號為Boom281全液壓鑿巖臺車、DCY—1.5的鏟運機即可滿足要求；其次，采場垂直礦體走向布置，礦體水平厚度等于采場長度。再者，可以運用脈外布置的方法，這種方法能夠結合下盤布置的方法，能夠實現兩條礦山的水平方向的聯系，更加有利于維護設備安全，降低礦石的損失率，出礦距離有效縮減，最大程度的發揮無軌設備的性能和優勢，每相隔5個采場就設計一個巷道，這樣就能夠在礦山之間建立一個聯通的道路，建立起一個完善的運輸系統，方便礦產開采后及時運輸。最后，按照根據鑿巖的特點，能夠分析采場的高度，然后設計托底層的高度，確保礦產開采的安全性。

房柱法中，流程1，采用一定質量比混合料填充礦柱，最底層和各分層灰沙比的混合料，以提高下個環節采場回采的安全系數。減少出礦時鏟運機對巷道的破壞；流程2，非膠結充填廢石或江砂填充礦房，最底層和各分層灰沙比的混合料，崩落礦石和非膠結料之間的隔離層，以防再次損失。

如果緩傾斜中厚礦體的層次比較多，不利于開采，那么，就可以分析各個層次之間的制約關系，然后按照順序進行逐一的開采。當兩層礦體之間的距離小于7m時，礦體可能不是穩定的，在回采過程中，可采用調整開采順序，回避對礦體不穩定的影響。簡單來說，就是將先采上層再采下層的順序改為先采下層，采空區填充后，再采上層的順序。另外，要堅持使無軌采掘設備始終保持水平作業環境，堅持利用深孔全液壓鑿巖臺車優良的性能平面布置采準切割工程，從而提高無軌采掘設備的效率。

4 結語

總而言之，在能源危機愈演愈烈的當今社會，礦山資源也愈發短缺，為實現礦山資源的可持續發展，突破金屬礦場開采瓶頸，穩定礦石產量，緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術的有關問題是礦山企業目前必須研究的課題，以后將越來越受到人們的關注，將進一步緩解金屬礦石資源緊張的局面，有效釋放可采礦石資源。在生產過程中，那些緩傾角、層較厚的礦體結構十分常見，各個礦山企業都結合各自生產實際的較為成熟的工藝路線及配套機電設備，筆者查閱的大量的技術資料和文獻，進一步綜合分析企業實際生產中的路線圖，整合相關的技術資料。淺析了緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術目前常用的兩種方法及亟待解決的問題，并結合工作實際，簡述了緩傾斜中厚礦體開采工藝流程有關要點，從而為相關具體難題攻克，提供科學實用的技術參考。

參考文獻：

[1]楊映忠.緩傾斜中厚礦體機械化上向水平分層充填采礦法關鍵技術探索[J]. 低碳世界，2014，09：116-117.

[2]韓國慶.緩傾斜中厚礦體機械化采礦理論與技術[J].黑龍江科技信息，2014，21：37.

[3]馬士敏.緩傾斜中厚礦體機械化采礦理論與技術[J].科技與企業，2013，13：255.

[4]王寶強，朱利. 緩傾斜中厚礦體機械化采礦理論與技術[J]. 黑龍江科技信息，2013，27：8.

[5]楊春.緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術研究[J]. 云南冶金，2011，02：21-24.