緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術在某礦山的應用

云龍輝

(山西汾西礦業集團兩渡煤業有限責任公司)

緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術在某礦山的應用

云龍輝

(山西汾西礦業集團兩渡煤業有限責任公司)

湖南某煤礦礦體伴生銅、金、銀、鐵、鉛、鋅等多種元素，屬于大型的露天—地下聯合開采礦山。為實現該類礦體的高效開采，采用緩傾斜中厚礦體機械化采礦技術進行礦體開發，分析了該采礦方法原理、采準布置以及回采工藝流程，該方法的成功運用取得了較好的效果，可供類似礦體開采參考。

緩傾斜中厚礦體 機械化采礦技術 采準布置 回采工藝

緩傾斜礦體是較難開采的一種礦體結構，近年來隨著研究的深入，大幅度推動了該類礦體機械化開采技術的發展[1-5]。本研究以湖南某煤礦為例，對該類礦體的回采工藝以及應用成果進行分析。

1 礦山概況

湖南某煤礦礦體伴生銅、金、銀、鐵、鉛、鋅等多種金屬元素，為大型露天—地下聯合開采礦山，據相關勘查，其實際地質存儲量達到了1.7億t，其中鉛鋅金屬量預測在4 000 t以上，鐵礦石存儲量在240 000 t以上，硫鐵礦礦石量在87 110 t以上，銅金屬量在500 t以上，此外，該礦體還賦存有成百上千噸的金銀金屬量。該礦山地理位置良好，無論是水上交通還是陸地交通均較方便。礦區毗鄰高速公路沿江快速通道，在礦區的邊緣穿過，距碼頭381 m，此外，礦區附近還有鐵路專用線，附近公路與礦區直接相連。

2 緩傾斜中厚礦體機械化采礦實踐

2.1 回采工藝

該礦110023工作面采用走向長壁后退式綜合機械化采礦工藝，采用MG900/2290-GWD型采礦設備、裝礦設備，SGZ1250/3×855型刮板輸送機，運輸巷采用SZZ1350/525型轉載機、PLM3500型破碎機及DSJ140/250/3×400型膠帶輸送機，四柱支撐掩護式液壓支架支護工作面頂板，兩巷均采用超前支護液壓支架支護頂板，全部垮落法管理頂板。在進行礦體開采時應嚴格控制開采的范圍和開采角度。回采工藝流程為交接班→設備空載聯合試運轉→割礦→移架→推移刮板輸送機→拉移轉載機→拉移超前支架→清理礦渣。

(1)使用符合實際要求的無軌設備(如鏟運機、鑿巖臺車等)，有助于最大限度地發揮上向水平分層充填采礦法的實際作用效果。為滿足工作需求，該工作面引入了1臺全液壓鑿巖臺車、5臺電動鏟運機，以提高工作效率。

(2)為工作面維護方便，同時保證資源回收率，縮短出礦時的運輸距離，最大限度發揮大型無軌設備的效能，該工作面采用了脈外布置方式，即在下盤布置了2條沿脈運輸平巷連通運輸平巷形成環形運輸系統。

(3)在進行礦體切割時，結合鑿巖臺車在工作中的實際需求，對于每個采礦場拉底層高度設計中，控制在3.0 m范圍，在靠近礦體的沿脈運輸平巷上，使用機械設備進行掘進，到達礦體后將穿脈平巷視為一個自由面，使用7655鑿巖機，或用鑿巖臺車向兩邊擴幫，直至采場的兩側邊界為止。回采炮孔為水平中深孔，除拉底層外，還應形成一個切割槽。切割槽的高度、寬度均為3.2 m，長度與采場寬度一致，使用鑿巖臺車進行操作。進刀距離可按下式計算：

D=2L+L′

式中，D為進刀距離，m；L為采礦機機身長度，取17.15 m；L′為運輸機彎曲段長度，取21 m。

經上式計算，D為55.3 m，故本研究D取55 m。

2.2 通風系統和工程管理

在對該礦1#礦房進行開采時，運輸水平高程為512 m，在回采礦體時涉及到通風問題，故在該位置水平掘進了3條回風天井，均為550 m水平。在回采礦體過程中，新鮮的風流可從運輸平巷進入并向其流動，再經裝礦進路再進入采空區，之后通過550 m水平回風天井進入到上部的回風巷道，最終及時排出地表。該礦房回采完畢后，可將上述回風天井作為充填井。

(1)地面→豎井→井底車場→暗斜井→+560 m水平集中運輸大巷→+610 m水平集中軌道巷→二采區集中軌道巷→39(10)08材料巷→39(10)08工作面。

(2)地面→主膠帶斜井→軌道石門→+560 m水平集中運輸大巷→+610 m水平集中軌道巷→二采區集中軌道巷→39(10)08材料巷→39(10)08工作面。

(3)材料斜井→+610 m水平集中軌道巷→二采區集中軌道巷→39(10)08材料巷→39(10)08工作面。

(4)污濁風流經39(10)08工作面→39(10)08運輸巷→二采區集中回風巷→集中回風巷→吹新風井→地面。

該礦房回采結束后，可使用尾砂充填和廢石充填相互結合的方式對采空區進行處理，可有效減少廢石提升量，提高充填料的透水性能和充填體強度。根據實際生產情況分析，采空區暴露面積并非是決定采場頂板圍巖穩定性的唯一因素，暴露面的形狀對采空區頂板巖層的穩定性影響亦較大。為保證采掘設備的工作效率，在切割工程設計過程中，應使用深孔全液壓鑿巖臺車布置采準切割工程，使用無軌采掘設備并使其處于同一作業水平。

3 結 語

以湖南某煤礦為例，詳細分析了緩傾斜中厚礦體機械化采礦工藝流程。實踐表明，隨著該工藝的廣泛應用，該礦的一期坑采和井下接替工程已形成了600 kt/a的生產能力，對于一、二期的露天采礦工程，總投資已達6.6億元，每年采礦量在900 kt以上。此外，該礦已回收了相當可觀的金、銀等金屬礦產，總體來講，經濟效益和社會效益均較可觀。

[1] 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(27)：8-9.

[2] 楊 杰.緩傾斜中厚礦體機械化采礦理論與技術[J].民營科技，2015(7)：46-47.

[3] 張志貴，陳星明，葉 青，等.大結構參數無底柱分段崩落法在緩傾斜中厚礦體中的應用[J].金屬礦山，2015(8)：1-5.

[4] 陳亦巍，姚 華.緩傾斜中厚礦體盤區開拓系統的探索與實踐[J].現代礦業，2015(11)：34-35.

[5] 趙永峰，張雄天，馬紅福，等.緩傾斜中厚礦體高效采礦方法研究[J].現代礦業，2016(6):19-23.

2016-10-11)

云龍輝(1988—)，男，助理工程師，031300 山西省靈石縣。