陡傾斜薄礦體無頂?shù)字傻V法探析

馬元珍

（青海省能源發(fā)展（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，青海 西寧 810100）

當(dāng)前狀況下，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，礦采行業(yè)取得了很大程度的進(jìn)步，促進(jìn)了我國工業(yè)水平的提升，同時科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，也帶動了采礦技術(shù)的提升。某地有一處煤礦，為陡傾斜薄礦體，控礦構(gòu)造復(fù)雜程度較高，礦化的連續(xù)性較差，之前對于此礦采用有頂?shù)字鶞\孔留礦法進(jìn)行開采，但在實際過程中其弊端日益顯現(xiàn)出來，主要體現(xiàn)為成本較高、維護(hù)頻繁且具有一定程度的安全隱患。經(jīng)過討論與分析，最終研究決定采用無頂?shù)字傻V法代替原來的方法，經(jīng)過實踐證明，這一方法不僅有效提高了開采效率，同時在安全性方面也發(fā)揮出了更大的優(yōu)勢。除此之外，運(yùn)用無頂?shù)字傻V法進(jìn)行采礦，還能對礦石的回采率進(jìn)行一定程度的提高，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義與現(xiàn)實意義。

1 項目概況

為了提高研究的實用性與有效性，選擇某煤礦作為研究對象。此礦走向在10°～45°的范圍之間，經(jīng)過勘測分析，得出該礦的主體走向為20°，同時其傾斜角在45°～80°之間。經(jīng)測量計算巖層的最大厚度在1.5 m左右，從礦脈的構(gòu)造情況來看，其在走向上與傾斜上呈現(xiàn)出波狀彎曲的特征，且產(chǎn)狀變化相對較多，同時，還伴隨著少部分的膨脹夾縮、尖滅再現(xiàn)的特征，這主要是因為礦脈受到NE以及NNE向壓扭性構(gòu)造控制所形成的。經(jīng)過勘察與分析，得知該礦的礦體大多受到后期巖脈的破壞，巖脈主要包含有花崗細(xì)晶巖、偉晶巖、閃長玢巖以及煌斑巖等。而這些不同類型的礦巖都繼承性侵入含礦構(gòu)造之內(nèi)，表現(xiàn)出差異性的形態(tài)：形態(tài)一是將礦體分成兩部分，而巖脈的上下盤各隨機(jī)其中的一部分；形態(tài)二是被厚大脈巖斜穿，共分為兩段，這兩段分別位于巖脈的兩側(cè)；形態(tài)三是礦體被切穿并存在著一定程度上的位移。這些差異性的形態(tài)給探礦工作與采礦工作提出了更高的要求，同時難度也相對較大。

2 采礦方法選擇與對比

在選擇采礦方式之前，需要首先明確開拓方式，這就要求充分結(jié)合礦脈與礦體的實際情況，在研究分析后決定采用豎井開拓方式。除此之外，還考慮到礦體相對較薄，因此，采取沿脈探礦并將之作為運(yùn)輸巷道。而對于含礦地段而言，脈內(nèi)主要進(jìn)行采礦作業(yè)，運(yùn)輸則是在脈外進(jìn)行。

2.1 淺孔留礦法

此礦區(qū)之前一直采用淺孔留礦法進(jìn)行采礦。淺孔留礦法在我國占有一定的比重，其原理是對礦塊進(jìn)行一定程度上的劃分，使其成為礦房與礦柱兩個部分，采礦的先后順序是先采礦房，然后再采礦柱。一般情況下，在這一方法之下，由下而上分層回采礦房。在采下礦石之后，憑借著礦石自身的重量從漏斗放出一部分，放出部分大致占比在1/3左右，然后將留下的2/3作為下次爆破工作的臨時工作臺。本項目的施工工藝按照施工順序主要包含如下幾個流程：脈內(nèi)探礦、脈內(nèi)運(yùn)輸、漏斗穿、上返漏斗、拉底巷、淺孔、爆、留礦、脈內(nèi)運(yùn)輸出礦。這種采礦方法在我國使用較為廣泛，它對探礦起到了一定的有利作用，采用淺孔留礦法進(jìn)行采礦可以對礦體的變化情況進(jìn)行及時而有效地掌握。但是，這一方法也存在著較為明顯的弊端：一方面，坑道會隨著礦體的彎曲度變化較大，因此，針對這種情況需要采取有效措施對一些不穩(wěn)固的地段進(jìn)行支護(hù)，同時，還需要保留礦房頂、底保安礦柱；另一方面，在經(jīng)過采礦施工之后，地壓會發(fā)生較大程度上的變化，在這種情況之下很有可能會發(fā)生支護(hù)等部位坍塌的情況，存在著一定的安全隱患，需要頻繁地進(jìn)行二次維護(hù)，這在無形中增加了采礦的成本，且探礦的難度也會隨之增加。

2.2 無頂?shù)字傻V法

淺孔留礦法的弊端日益凸顯，已經(jīng)難以適應(yīng)采礦發(fā)展需求，經(jīng)過研究與討論決定對這一方法進(jìn)行科學(xué)有效地改進(jìn)，采用無頂?shù)字傻V法，采礦工藝主要如下：脈內(nèi)探礦——脈外運(yùn)輸——聯(lián)絡(luò)穿——淺孔——爆破——留礦——脈內(nèi)外混合運(yùn)輸出礦。采用這一采礦工藝之后，脈內(nèi)巷的探礦工程得到了一定程度上的減少。施工時，主要是先打脈外巷，并對聯(lián)絡(luò)穿進(jìn)行有效的使用，從而對礦體的變化進(jìn)行科學(xué)合理的控制。當(dāng)工程進(jìn)行到礦體尖滅或者無礦段時，便可以對當(dāng)前的工程路線進(jìn)行轉(zhuǎn)變，由原先的路線向著沿控礦的蝕變構(gòu)造帶進(jìn)行掘進(jìn)。在施工過程中，當(dāng)?shù)V體再次出現(xiàn)時，對工程路線進(jìn)行再次轉(zhuǎn)變，向著脈外進(jìn)行轉(zhuǎn)變。這樣一來，不僅可以對脈內(nèi)巷探礦的安全隱患進(jìn)行合理有效的規(guī)避，同時還能夠在一定程度上減少支護(hù)工程。礦石在運(yùn)輸?shù)倪^程中具有更好的安全性與通暢性。除此之外，采用此種方法采礦，上返漏斗、拉底巷等施工難度較大的切割工程得到了一定程度的減少，探采的周期也隨之減少。

3 改進(jìn)效果分析

在對淺孔留礦法分析之后，使用無頂?shù)字傻V法進(jìn)行采礦，對前后兩種方法的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計，如表1所示。

表1 淺孔留礦法與無頂?shù)字傻V法工程量對比

相比于改進(jìn)之后的無頂?shù)字傻V法，淺孔留礦法在掘進(jìn)長度上多了350 m，如果以綜合成本1 000 元/m來進(jìn)行計算的話，總計可以節(jié)約成本35萬元；再從沿脈巷規(guī)格的角度來看，可以減少成本1.6萬元。從施工時間的角度出發(fā)，改進(jìn)后的無頂?shù)字傻V法比淺孔留礦法所節(jié)約的采準(zhǔn)工程施工時間大致在15～20 d。除此之外，采用無頂?shù)字傻V法進(jìn)行采礦，有效地提高了施工的安全性，對安全隱患進(jìn)行了合理而有效的規(guī)避。在采礦效率上，無頂?shù)字傻V法的出礦效率更高，采礦速度也有了一定程度的提高，這對減少礦石損失率有著十分重要的作用。

4 結(jié)語

文章主要針對陡傾斜薄礦體無頂?shù)字傻V法進(jìn)行研究與分析。結(jié)合了某一具體礦區(qū)進(jìn)行論述。首先，對原先使用的淺孔留礦法進(jìn)行了闡述，介紹了其施工工藝，并在此基礎(chǔ)上指出了弊端，主要表現(xiàn)在安全性、經(jīng)濟(jì)性及施工難度等幾個方面。其次，對這一采礦方法進(jìn)行了改進(jìn)，使用無頂?shù)字傻V法，不僅可以對脈內(nèi)巷探礦的安全隱患進(jìn)行合理有效的規(guī)避，同時，還能夠在一定程度上減少支護(hù)工程。礦石在運(yùn)輸?shù)倪^程中具有更好的安全性與通暢性。除此之外，采用此種方法采礦，上返漏斗、拉底巷等施工難度較大的切割工程得到了一定程度的減少，探采的周期也隨之減少。最后，運(yùn)用數(shù)據(jù)模型對兩種方法的工程量進(jìn)行了計算，并在此基礎(chǔ)之上從規(guī)格與掘進(jìn)長度兩個方面進(jìn)行了比對分析。得出結(jié)論，改進(jìn)之后的無頂?shù)字傻V法不僅可以在很大程度上節(jié)約工程成本，同時，在安全性、施工效率以及出礦率等方面也發(fā)揮了更大的優(yōu)勢。