混凝土墊層削壁充填法在急傾斜極薄礦脈中的應用

蔡勺釗

（河池五吉有限責任公司，廣西 河池 547000）

在急傾斜極薄礦脈開采過程中，礦石損失率居高不下從而導致了嚴重的出礦貧化問題，而且部分礦脈所處巖層厚度較薄且地壓較大，在開采時容易出現安全問題。

結合這一現狀人們對開采技術進行了升級，混凝土墊層削壁法便是其中之一，本文也將對此進行分析并探討其實際應用問題。

1 極薄礦脈開采中的問題

（1）開采效率較低：極薄礦脈的厚度普遍較低，在開采過程中需要嚴格控制采幅，難以實現規模化的機械開采，目前通常都是人工進行開采。而受限于極薄礦脈自身地質條件，開采空間也極為狹小，開采過程中的鑿巖、平場及采場運搬等過程施工效率也受到影響。在傳統極薄礦脈開采過程中通常使用留礦法，這也會導致嚴重的出礦貧化問題進一步降低開采效率[1]。

（2）生產成本高：在極薄礦脈開采過程中，由于采幅及開采空間的限制導致開采難度較大，因此開采周期較長，生產成本要高于普通礦山的開采。而且目前使用留礦法開采極薄礦脈還伴有嚴重的出礦貧化問題同時存在礦石浪費的現象，這也就加大了開采過程中圍巖開掘、選礦及尾礦輸送、堆存等各個環節的費用，加之金屬回收率的降低導致了精礦成本的大大增加，嚴重影響了企業的經濟效益。

（3）安全系數低：在極薄礦脈的開采過程中主要流程都是人工完成，難以實現機械化自動開采，因此保障工人的安全尤為關鍵。但是在實際開采過程中開采空間極為狹小，難以在開采作業位置布置完善的安全設施，同時開采過程機械化程度低，規范性不能得到保證，容易導致安全事故[2]。由于極薄礦脈自身厚度較薄，在圍巖開掘及后續的開采過程中難以提供有效的支護，可能出現變形導致巖體脫落等問題威脅工人的人身安全。

2 混凝土墊層削壁充填法簡介

（1）原理分析：混凝土墊層削壁充填法主要是通過開采前的混凝土墊層鋪設工作改變極薄礦脈采場的地表強度性能，目前通常使用C15強度的細石混凝土進行作為墊層的主體。

當混凝土墊層的強度達到設計要求之后，極薄礦脈采場也已經滿足了機械化運搬的要求，此時可以使用電耙進行出礦回采操作，大大提升開采效率同時減少礦石的損失。

（2）工序流程：使用混凝土墊層削壁填充法進行急傾斜極薄礦脈開采時，首先需要使用C15強度的細石混凝土鋪設混凝土墊層，通常墊層厚度要在15cm以上，當混凝土墊層強度達到開采要求之后，可以使用控制爆破技術進行兩次落礦。

在落礦完畢后，可以使用電耙進行礦石的運搬，電耙將崩落的礦石耙至順路溜井再經由沿脈巷道至溜斗處放出。為了減少礦石的損失率，在電耙運搬之后，開采人員還需要進行削壁處理，即對混凝土墊層進行平整以便與電耙的運搬操作，在削壁平整時要預留出3°～5°向下的坡度，這樣可以提升電耙的礦粉清除率。

3 采礦流程分析

（1）場地選擇：本文以遼寧二道溝金礦為例分析混凝土墊層削壁填充法在急傾斜極薄礦脈開采過程中的應用，該金礦周邊的地質條件較為復雜，屬于典型的超傾斜極薄礦脈。本次研究的礦脈兩側圍巖結構主體為流紋巖，同時礦脈主體切穿了部分巖脈，礦脈總長度約為1500m，傾角均在70°以上，平均厚度僅為0.58m，結合其特征選用混凝土墊層削壁填充法進行開采。采場中設有中央天井用于回風同時也可以作為緊急情況下的安全出口，另外還要布設沿脈平巷作為礦石的輸送通道，而在采場兩端應設計天井輔以木質漏斗，不僅可以作為巖石的排除口也可以用于工人的出入。

（2）回采工藝應用：使用混凝土墊層削壁填充法進行回采時，首先需要做好混凝土墊層的鋪設工作，本次回采的礦脈周邊以流紋巖為主，設計人員也根據流紋巖的特性進行了混凝土配比的優化設計，確保混凝土墊層的性能與采場整體相匹配，保障礦脈周邊圍巖結構的穩定性。隨后施工人員需要按照配比將水泥、砂子等原料運送至硐室處，隨后進行混凝土的攪拌配制，配制時應及時檢測混凝土性能，確保其滿足墊層鋪設的需求。在混凝土墊層鋪設完畢之后便可以進行鑿巖爆破施工了，二次落礦通過二次落礦爆破實現，兩次落礦爆破的炮孔均應沿礦脈方向布置并沿80°傾斜，同時為了優化爆破效果，此次爆破的炮孔均按“之”字型排列。

開采中削壁操作要注意保證混凝土墊層的平整，另外在預留一定坡度時要結合電耙的工作狀態進行，避免坡度過大導致清掃率下降，削壁時遇到大塊落巖時還要對其進行粉碎并通過沿脈巷道排出采場。電耙在進行礦石運搬時要注意電絞車及操作人員應位于上風側，另外還需準備一臺備用電耙以保障開采的順利進行。

（3）采礦作業經濟指標分析：用混凝土墊層削壁填充法進行急傾斜極薄礦脈開采較之于傳統的留礦法其開采成本稍高，但是由于兩次落礦及削壁開采技術的運用，其礦石開采率大幅提升，預期經濟效益值遠遠高于留礦開采法。該開采技術可以有效分離圍巖碎石與礦石，礦石的貧化率大幅下降約90%。在文中所述的支脈開采中，使用混凝土墊層削壁填充法進行急傾斜極薄礦脈回采增加經濟效益88萬元。

4 結語

隨著對于資源利用的日漸重視，對于急傾斜極薄礦脈回采工作的研究也愈發深入，針對極薄礦脈開采效率低、安全性差的問題近年來逐漸使用混凝土墊層削壁填充法取代傳統的留礦法進行開采。使用該技術不僅可以更好地平和地壓保障開采安全，還可以實現二次落礦從而提升礦石開采效率，削壁操作也可以有效分離巖體及礦石，解決出礦貧化問題，具有明顯的優勢。

參考文獻

[1]王洪喜.急傾斜薄礦脈高中段采礦方法推薦方案分析[J].世界有色金屬,2017(1)：67-68.

[2]王南南.削壁充填采礦法在開采極薄礦床中的應用研究[J].世界有色金屬,2017(19).