機械采礦技術在礦山傾斜厚重礦體中的應用

徐 寶，陳曉玲

（1.武威職業學院，甘肅 武威 733000；2.武威市涼州區發放學區，甘肅 武威 733000）

目前我國采礦業中，針對傾斜重厚礦體多用下方漏斗式方法進行開采，但是此技術方法需要在深孔液壓開礦設備的輔助下進行[1]。利用此技術，可提高傾斜重厚礦體的開采效率，節省時間以及提高開采質量。隨著采礦業的不斷發展，機械采礦技術的應用也會越來越廣泛，因此對于機械采礦技術理論及應用的研究也變得尤為重要。

1 礦山傾斜厚重礦體的特點

與其他礦體相比，礦山傾斜厚重礦體的傾斜角度大，角度的變化范圍也較大，即最小的傾斜角度為50度，最大的傾斜角度可以達到300度[2]。此類礦體的開采厚度也必須嚴格控制在5m～20m范圍內，如果超出此范圍進行開采，則容易造成機械設備的損壞，致使開采時間延長，影響開采活動的繼續進行；所以此類礦體開采時，需要具備很好的開采條件及開采設備。同時，由于現在開采技術的不完善，在對于傾斜厚重礦山的開采中，為了保證機械設備的充分利用和提高其工作效率，需要設計好運輸路線，鋪設好運輸軌道，并做好相關的保護工作。

2 機械采礦技術的應用分析

2.1 理論基礎

在礦山傾斜厚重礦體的開采中，由于開采活動的不斷進行，以至于采空區的頂板面積逐漸增大，大型機械設備不能進入采空區及其周圍地區進行開采活動；同時由于礦體的坡度角度的不確定，傾斜度較小的礦體中崩落的礦石不能自行掉落，需要借助機械設備進行搬運，在一定程度上對于礦山的開采效率造成了很大的影響[3]。為此，將礦區頂板優化為長條形等可以縮小礦區頂板的跨度，從而達到穩定的效果；為保證礦區施工人員和機械設備的安全，可以對采空區進行廢礦石的填充，借助重力作用及集中機械搬運的方式，來實現礦區施工效率以及礦區的安全保護。

2.2 工作流程

針對礦山傾斜礦體的開采，采取礦區分段的方法可以有效地提高開采效率，能充分發揮設備的作用，從而提高工作效率并減少采礦人員的工作量。其工作流程為：

（1）切割礦體是指對于礦區斜坡、礦體巖石等進行切割，運輸礦石的軌道鑿面尺寸為4.3m×3.9m，并通過液壓臺車的組合，使用鏟運車完成出渣的工作，其挖掘尺度為1.5m。

（2）礦房分割是針對厚度較大的礦體進行分割，分割時先實施爆破，爆破孔之間的距離為1.3mm，其深為26mm，其半徑為40mm，并在爆破的兩側分別設置一個弧形炮孔，以至于為爆破提供最夠大的分割空間。由圖1可見，其為礦區3號運輸通道的炮孔實際分布情況。崩裂礦區時，由兩側向中間實施爆破。3號礦房實際長度為85m，并且分3個階段完成崩裂，3次崩裂的間距分別為24m，30m和31m，其中第一次崩裂受空間限制的影響，僅為24m，兩側分別為11m和13m；剩下兩次分別為30m和31m，兩者之間的空區各自崩裂15m和15.5m。

圖1 爆破時設置的弧形炮孔

（3）崩裂礦體其順序為由兩側向中間靠攏，并在預留的空區進行崩裂。如果礦區的礦體長度較大，可以分幾個階段實施崩裂。提高礦體的開采效率即提高礦體的機械設備的工作效率，同時其也是提高采礦業生產能力的主要因素。因此在采礦業中，對開采效率較高的機械設備的使用對于提高出礦率尤為重要。例如湯姆公司自發研制的以電力為核心的鏟運機，此鏟運機有產熱小、無煙排放、滿載率高、適用范圍廣的特點，特別適用于礦山傾斜厚重礦體的開采。其開采礦體的速率可達210t/h，大礦石的開采率與其他鏟運機相比，可以降低到4%，能極大地提高礦山傾斜厚重礦體的開采效率。

（4）礦井通風，即根據礦體的運輸情況，在礦井中適當的位置進行挖掘通風井，以便于礦井內與礦體外的空氣流通，確保礦井內工作人員有新鮮的空氣；同時回采工程中，也可以利用廢石填充此通風井，充分地利用此設施，進而減少實際的工程量。

（5）采空區的處理，其主要方法為廢石填充，此方法可以有效地控制對自然環境的污染，同時節省企業開采礦體的成本。據統計，每個礦房的容納量為6500m3，并減少了廢石搬運和處理的成本。

2.3 與傳統采礦技術的應用對比分析

以新疆鐵礦為例，選取傾斜度為80度的統一厚重礦體，并通過傳統采礦技術與機械采礦技術在礦山傾斜厚重的礦體的應用數據進行對比分析，機械采礦技術選用湯姆公司自發研制的以電力為核心技術的鏟運機。見表1，生產力是指在一定工作時間做開采礦體的數量，其中機械采礦技術的生產力接近于傳統采礦技術的4倍，在機械采礦技術的應用過程中，其損失較傳統采礦技術的損失少，但是機械采礦技術的貧化率較高；此外，兩種采礦技術的成本都差不多，由此可知，在礦山傾斜厚重礦體的開采活動中，機械采礦技術在成本接近的情況下，有很高的礦體生產力，同時在開采時損失的礦體較少，進而提高采礦的質量及采礦業的經濟效益。

表1 機械采礦技術與傳統采礦技術數據分析表

3 結語

機械采礦技術在礦山傾斜厚重的礦體開采過程中，要對礦山傾斜厚重的礦體進行分析和研究，并選擇適合的機械設備進行開采；同時，要對采礦環境包括礦體分割、礦區爆破及礦井通風進行合理地設計和維護，在開采礦體的同時，保證施工人員的安全，減少自然環境的污染和促進礦體可持續發展。通過此技術的應用，有效地提高工作效率，并且降低開采成本，增加企業的經濟效益。

[1]崔松,董峰,黃丹．機械化條帶后退式采礦法在某磷礦的應用研究[J]．中國礦業,2017,26(s2)：280-282．

[2]趙坤,李自國．緩傾斜中厚礦體房柱法回采方案優化與應用[J]．輕金屬,2017，66(1)：5-9．

[3]趙長政,王貽明,徐恒,等．某錫礦緩傾斜中厚礦體的分段空場嗣后充填采礦法[J]．金屬礦山,2017,13(1)：20-24．