緩傾斜中厚礦體高效采礦方法探析

欒振寧

（招遠市河西金礦，山東 招遠 265400）

如今隨著開采時間的推移，我國的大部分礦體都是緩傾斜中厚礦體，這就使得實現高效開采這種礦體成為一個急需解決的問題。國內對于這類礦體的開采主要有房柱采礦法、底盤漏斗采礦法、分層充填法和電耙留礦法等四種方法。而國際上采用較多的是房柱法、充填法以及暴力運礦采礦法。這些采礦方法都或多或少地存在一些缺陷，需要的人力物力以及開采時間都很多。故而新的采礦方法——基于組合棋盤式底部結構的緩傾斜礦脈連續采礦法應運而生，其可行性還需要進一步的驗證，故而本文以某金礦為背景，結合其現有的三種采礦方法，進行研究和探析。

1 采礦方法探析

1.1 工程現有的采礦方法

一所礦體開采方法的確定通常需要研究院在進行謹慎考察研究后決定，這樣才能避免出現開采錯誤。通過對某金礦的特點分析，在理論原則的指導下，主要確定了上向盤區點柱分層充填采礦法、淺孔房柱充填采礦法和全面采礦方法三種采礦方法。

1.2 數學方法探析

最近數學方法在采礦方法的研究和選擇中的應用越來越多，其中層次分析法、多目標灰色局勢決策、逼近理想解的排序法以及灰色關聯分析法是應用的比較多的數學方法。這幾種方法對于高效開采方法的選擇和探析有著一定的積極作用，但是就其本身而言，還存在著主觀性強，各項指標難以確定等缺點。所以本文為了彌補單種選擇方法的不足，決定將合層次分析法與多目標灰色局勢決策方法結合起來，來科學、高效進行采礦方法的探析。

1.3 采礦方法探析

（1）確定各項指標。這些指標的確定都是基于灰色局勢決策方法的原理，首先是事件a的確定，a=某金礦采礦方法；其次是對策的確定，對策1（b1）是全面采礦方法，對策2（b2）是淺孔房柱充填采礦法，對策3（b3）：上向盤區點柱分層充填采礦法，對策4（b4）：基于組合棋盤式底部結構的緩傾斜礦脈連續S1=（a，b1）采礦法；再就是局勢的確定，分別為S1=（a，b1）、S2=（a，b2）、S3=（a，b3）和S4=（a，b4）；最后是決策指標的確定，主要有損失率、貧化率、采切比、采礦成本和礦塊綜合生產能力。

（2）指標權重。這就主要是根據層次分析法來確定了，確定的初始判斷矩陣如下：

經過計算得出4是A的最大特征值，而且矩陣是科學可行的。另外得出：w=[0.1075,0.1075,0.0576,0.4606,0.2165],也就是說以上的決策指標分別為10.75%、10.75%、5.76%、46.06%,21.65%。

（3）局勢效果。如下：

表1

也就是說最滿意的局勢是S4，即某金礦采礦方法中最高效率的采礦方法是構建中組合棋盤式底部結構基礎之上的緩傾斜礦脈連續采礦法。也就是說這種新的采礦方法確實是比其他三種采礦方法更為優秀和突出。

2 新方案介紹

2.1 方法概況

這種方案分為五個步驟：①將礦體沿傾向分為中段，在中段頂部和底部分別留有傾斜的頂柱。沿礦體方向將交替布置的房柱劃分，采用先礦房后采柱的開采順序；②在礦體下建立一個棋盤式結構，包括多個橫向間隔的受礦巷道和垂直設置的運輸巷道，在向上的巷道中設置扇形孔，用淺或中深孔鑿巖機鉆爆孔，其中，在每個礦房和柱子的底部開鑿天井，并自行開鑿頂板。從地表開始，將巷道頂部壓成V形溝；③沿每個V形溝底部水平布置多間隔的短溜槽，短溜槽上部與V形溝相連，短溜槽下部與棋盤式出礦結構的接收巷相連；④回采礦室的過程中，崩落礦石的重力集中在V形溝中，通過短斜槽移動運輸至礦巷；采用無軌高效提礦、進礦，再使用鏟運機方便出礦程序中的礦石運輸，受礦巷中的礦石經階段運輸巷搬出開采區域，礦房回采后，采空區充填膠結體并與頂板連接；⑤通過借助礦房采空區膠結體的保護，可以方便進行礦柱的回采，以及對崩落礦石的高效解決，即在重力作用的引導下，集中于V形溝中，并通過短斜槽將其運至受礦巷道。采用無軌高效的礦石開采方式，受礦巷道中的礦石采用牽引巷道中的鏟運機進行運輸。接著將受礦巷道中的礦石通過分級運輸巷道運出采場，完成礦柱的開采過程。礦柱回采完成后，用膠結體充填采空區，并將頂板接縫連接起來。

2.2 新方案的主要優勢

這種新開采方法的優勢很明顯：首先是具有極大的礦石開采生產能力，可以大大地節省出產礦石的時間。這主要是因為這話采礦方法的一個盤區就有5個到8個房柱開采場，而且各個房柱之間有著充分的間隔，使得多個場地可以同時開采而且沒有相互打擾，再加上開采場本身比較大，可以同時進行多方面的工作。而且這種方法采用的無軌自行設備運行高效，出礦快速，使得運輸時間大大縮短；其次是采礦時的安全能夠得到有效保障，礦房設置的地點在礦體的底部，這可以有效減少礦石滾落造成的安全事故，而且工人在采礦過程中不會進入空區，這就使得安全事故的發生率進一步減少；其次是資源的損失得到有效控制，這種方法可以使得礦區的資源得到充分的開采，而且開采后活進行膠結填充，這就使得礦區本身的地質條件不會受到很大的影響；最后是出礦的過程簡單高效，便于操作，而且需要的短溜井控制在最小的范圍之內。

3 結論

本文以某金礦為例，通過將數學方法中的兩種分析方法的結合，也就是層次分析法和多目標灰色局勢決策的結合對四種方案進行優選和探究，結果證明構建在組合棋盤式底部結構基礎之上的緩傾斜礦脈連續采礦法是目前為止最為高效的開采方案，值得推廣。