關(guān)于無底柱分段崩落采礦法貧化損失的分析

李 露

(中國華冶科工集團(tuán)天津第三分公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 014423)

無底柱分段崩落采礦法具有高機(jī)械化、高強(qiáng)度、高安全性、低成本等一系列優(yōu)點(diǎn)，自20世紀(jì)60年代在我國礦山開始使用以來，得到快速推廣應(yīng)用。礦石的貧化和損失是無底柱分段崩落法中最重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)，它的高低對(duì)于采礦的經(jīng)濟(jì)效益有著直接影響，也在一定程度上反映出礦山設(shè)計(jì)生產(chǎn)運(yùn)營過程中存在的種種問題。因此，如何管控好這兩個(gè)指標(biāo)具有極重要的意義[1-3]。

1 概況

我礦礦體的直接頂?shù)装鍑鷰r為片麻巖，部分礦體的礦頭直接被第三系粘土巖或礫巖覆蓋。已發(fā)現(xiàn)的礦體均為盲礦體，第四系覆蓋層較厚，主要礦體埋深在100m以下，適合地下開采。礦體圍巖穩(wěn)固性在中等以上，傾角在58°以上，為急傾斜礦體,厚度在2m～55m之間，礦石化學(xué)成分較為簡(jiǎn)單，主要有益組分為鐵，其他有益元素含量極少。該區(qū)礦體夾石層數(shù)較多，厚度也比較大，一般在10m左右，最大可達(dá)22m。礦體的構(gòu)造受到存在的褶曲、裂隙、劈理、斷層、破碎帶、節(jié)理、應(yīng)力等的影響，構(gòu)造比較復(fù)雜。根據(jù)礦體賦存條件，采礦方法為無底柱分段崩落法。

2 礦石貧化、損失的主要原因

2.1 地質(zhì)測(cè)量資料不準(zhǔn)確造成的貧化與損失

我礦礦體形態(tài)復(fù)雜，礦體夾石層數(shù)較多，斷層結(jié)構(gòu)較難確定，如果地質(zhì)人員的地質(zhì)素描編錄工作無法做到細(xì)致精確，沒有及時(shí)準(zhǔn)確地圈定礦體，再加上礦石界線由人為來推測(cè)，必定會(huì)有一定的誤差，從而致使采準(zhǔn)工程布置不夠合理，造成回采過程中的礦石損失量和廢石混入量。

2.2 邊界品位的確定不當(dāng)引起的貧化、損失

邊界品位是區(qū)分礦石與廢石的臨界品位，邊界品位過高會(huì)過多地?fù)p失可選礦石，過低又會(huì)讓廢石大量混入。所以，能否合理地確定邊界品位關(guān)系到礦山礦產(chǎn)資源能否最優(yōu)利用，也關(guān)系到貧化損失的高低。

2.3 采礦結(jié)構(gòu)參數(shù)不合理引起礦石的貧化、損失

分段高度、回采巷道間距、崩礦步距是影響礦山采礦成本及礦石損失貧化的三個(gè)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，這三個(gè)參數(shù)是相互聯(lián)系與制約的，它們之間有一個(gè)最佳值，能使礦石回收及貧化率達(dá)到最佳，任何一個(gè)參數(shù)都不能單獨(dú)存在最佳值，只有相互配合的最佳。選擇的結(jié)構(gòu)參數(shù)不夠合理，會(huì)加劇正面脊部礦石量的損失，在下一個(gè)分段也往往無法過多回采出這部分損失的礦石。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)管理不到位、出礦不均勻引起礦石的貧化、損失

由于爆破技術(shù)人員管理不到位，導(dǎo)致爆破效果不夠理想，使大塊比預(yù)期多，從而為出礦帶來較多的困難，同時(shí)眉線口遭到破壞，無法均勻落礦，會(huì)廢石混入比預(yù)期提前，往往還會(huì)引發(fā)爆破事故，如立墻、懸頂、拒爆等，以上這些方面都將增大礦石的貧化、損失[4-6]。

出礦時(shí)出到一定數(shù)量后，隨著廢石的混入，貧化也漸漸加大；為避免這種情況的發(fā)生，到達(dá)截止出礦品位后要立即停止出礦。另外出礦時(shí)出礦工未遵守出礦下達(dá)的任務(wù)單里的要求出礦，使礦石的落礦橢球體偏移，落礦橢球體兩側(cè)的廢石提前進(jìn)入出礦漏斗，提前產(chǎn)生貧化和損失。

2.5 鑿巖參數(shù)不合理引起的貧化損失

爆破孔的底部距離太大，過度生長(zhǎng)的礦塊太大，這會(huì)影響礦石的流動(dòng)性，也可能導(dǎo)致懸浮天花板和垂直墻的出現(xiàn)。如果炮孔孔底距過大，崩落的礦石塊度也會(huì)增大，這樣會(huì)對(duì)礦石的流動(dòng)性造成影響，也大大增加了懸頂、立墻發(fā)生的概率；炮孔孔底距過小，會(huì)增加粉礦的產(chǎn)生，在運(yùn)輸過程中造成粉礦的流失，同時(shí)爆破時(shí)，炸藥威力作用于炮孔之間，易將炮孔擊穿，產(chǎn)生立墻。炮孔的邊孔角度過小，根據(jù)放礦理論可知崩落的礦石會(huì)無法流出，容易過度擠壓使邊角孔產(chǎn)生拒爆，而且角度小的炮孔放炮后容易被礦堆埋住，造成下次爆破困難，從而造成了礦石的損失。

3 降低礦石貧化、損失的措施

（1）加強(qiáng)地質(zhì)管理工作,提高地質(zhì)資料準(zhǔn)確性。礦山地質(zhì)人員繪制素描圖時(shí)要對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行細(xì)致勘察,根據(jù)礦床的地質(zhì)條件、厚度、品位的變化情況等及時(shí)改進(jìn)取樣工作，最大限度地保證地質(zhì)資料的質(zhì)量和精度。合理的確定邊界品位，正確且有依據(jù)的圈定礦體，在最小誤差范圍內(nèi)控制礦體形態(tài)質(zhì)量，為開采設(shè)計(jì)提供可靠的地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，減少廢石混入量和礦石損失量。同時(shí)地質(zhì)人員應(yīng)提供合理準(zhǔn)確的礦體品位、清晰的礦體產(chǎn)狀，對(duì)礦石品位不確定、礦體基本特征不清、資料不全的信息不提供。

確定采場(chǎng)的圍巖品位及放礦截止品位，在探礦工作中堅(jiān)持探采結(jié)合，探礦設(shè)計(jì)盡量考慮能為采礦所用，在礦體形態(tài)變化大或礦體尖滅處，探礦網(wǎng)度加大。在回采過程中，進(jìn)一步加強(qiáng)地質(zhì)測(cè)量工作，為進(jìn)一步明確采區(qū)地質(zhì)資料做詳細(xì)的記錄，保證礦山工作和后續(xù)工作安全可靠的完成。

（2）合理的選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)。特別是要合理確定分段高度，進(jìn)路間距和崩礦步距，使崩落礦石形狀與放出體形狀相適應(yīng)，已期礦石回收率達(dá)到最高。收到礦山地質(zhì)資料時(shí)，設(shè)計(jì)人員在細(xì)致研究后必須到現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)，做到有的放矢，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)進(jìn)行多方案對(duì)比，保證所選方案安全可靠，技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理。巷道的掘進(jìn)與采準(zhǔn)工作必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，技術(shù)測(cè)量人員對(duì)鑿巖工要嚴(yán)格進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底，及時(shí)放好中腰線，同時(shí)把控好質(zhì)量管理，使上下分段的回采巷道成菱形狀交錯(cuò)布置。

（3）合理確定爆破參數(shù)。提高每一次爆破質(zhì)量，避免破壞眉線，不產(chǎn)生立墻和懸頂。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)多年爆破經(jīng)驗(yàn)和施工設(shè)備性能，現(xiàn)將本礦最小邊孔角確定為45°,這樣在保證炮孔質(zhì)量的前提下，在放礦槽邊壁上的礦石可全部放出，且能避免邊孔被礦堆掩埋現(xiàn)象的發(fā)生；將排距定為1.5米，孔底距為2米，這樣能使爆破礦石破碎均勻，避免塊度過大，廢石在能崩落下來的前提下適當(dāng)提高其孔底距；炮孔充填長(zhǎng)度由爆破技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)礦巖性質(zhì)、炸藥性能和抵抗線的大小等來確定，保證眉線質(zhì)量，這樣能在一定程度上避免廢石提前混入，改善爆破效果。

（4）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)出配礦管理。無底柱分段崩落法是在上覆巖層下放礦，在放礦過程中要妥善處理放礦計(jì)劃和放礦方案兩者之間的關(guān)系。對(duì)放礦及時(shí)進(jìn)行調(diào)控。爆破技術(shù)人員確定每個(gè)步距的計(jì)劃出礦量和截止出礦品位，并對(duì)有關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底；出礦人員嚴(yán)格執(zhí)行放礦計(jì)劃圖表和出配礦管理制度，在回采進(jìn)路端部全寬面上均勻出礦，使崩落的礦石能夠均勻下落，減少礦石損失；到截至品位后及時(shí)停止出礦，減少礦石貧化。

（5）及時(shí)清理地表土覆蓋層，用廢石充填，使覆蓋層變?yōu)閺U石覆蓋層，覆蓋層中的巖石塊度要適當(dāng)大，并采取措施防止表土下滲，這樣能在一定程度上避免因覆蓋層導(dǎo)致的礦石提前貧化損失。

（6）加強(qiáng)殘礦回收管理。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與現(xiàn)代化采礦工藝的更新及進(jìn)步，以前被視為廢石的貧礦，其中一部分已經(jīng)能夠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，重新回收這一部分礦石，能夠較大提高采場(chǎng)回收率，降低礦石的損失率，但隨著損失率的降低，貧化率會(huì)有所增大。所以，應(yīng)該充分考慮現(xiàn)有的采礦工藝水平與管理能力，制定合理的回收方案，做到殘礦回收最優(yōu)化。

4 結(jié)語

在礦山開發(fā)過程中，貧化與損失也會(huì)隨之產(chǎn)生，而且是難以避免的。通過對(duì)礦石貧化、損失的主要原因進(jìn)行分析研究，得出造成礦石貧化損失的原因是多方面的，也探討了需要采取的相應(yīng)措施。今后，各部門要相互協(xié)調(diào)合作，做好相關(guān)管理工作，從生產(chǎn)中的各個(gè)步驟、各個(gè)環(huán)節(jié)加以控制，使無底柱分段崩落法更好地服務(wù)于采礦業(yè)。