江西省難采礦體采礦方法的研究與選擇

周寶爐

（江西鎢業控股集團有限公司，江西 南昌 330096）

我國的采礦業有著非常久遠的歷史，而且早在兩千多年前便發現人們開采利用礦物資源的跡象。步入現代社會以來，采礦業更是取得驚人的發展，在我國廣袤的土地資源當中蘊含著種類繁多的礦產資源，而且這些礦產資源現已成為人們生產、生活不可或缺的重要物質基礎，在推動經濟社會發展中發揮著越來越重要的作用。與此同時，為了進一步提高礦產資源采礦效率與質量，在采礦方面采礦工藝與方法方面，打破了傳統采礦觀念與技術的束縛，采礦工藝和方法也取得快速發展。但是在采礦工作實踐中，很多礦產資源賦存條件非常復雜，采礦作業生產過程中時常遇到一些巖體破碎不穩固，存在地下水和高地應力等各種因素影響，開采條件十分復雜，極大地增加了采礦難度，導致采礦效率受到很大影響，同時采礦安全得不到有效保障，嚴重威脅到采礦工作人員生命財產安全，而且還造成嚴重的資源浪費，增加開采成本，針對復雜難采礦體不良的開采條件，一些學者也進一步加大了這方面的研究工作，并取得較大進展。下面結合實踐，對江西省某難采礦體的采礦方法進行研究與探討，希望能為同類型礦床礦體開采工作提供一些借鑒和參考[1]。

1 難采礦體概述

難采礦體是相對而言的，其含義包括兩個方面，首先難采礦體是指礦體本身有著非常復雜的地質條件與開采條件，特別是埋藏條件復雜程度對于開采難度起著明顯的決定性作用。而難采礦體的另一層含義主要是指，由于現代科學技術發展水平的限制，無法順利安全的進行開采。針對這些難采礦體進行開采時，如果運用一般的采礦方法以及回采工藝進行開采，不僅作業條件非常惡劣，難度較大，而且生產很不安全，技術經濟指標差，更甚者目前無法進行開采。我國江西省礦產資源豐富，但是隨著采礦工程不斷發展，也較易開采的礦產資源已經開采殆盡，難采礦體成為未來重要的主攻方向。為了研究分析難采礦體采礦方法，結合江西某難采礦體，對其采礦方法進行分析探討。

2 礦山概況

（1）礦體條件。某礦區13 個礦體，這些礦體都在東西向展布的斷裂破碎帶中分布，主礦體西部區的頂底板部位分布互層的泥質板巖與細粒石英砂巖（厚層、中厚層狀）；東側區域上分布互層的細粒粉砂泥質板巖（薄層狀、中厚層狀），不僅非常破碎，而且還有非常差的穩定性，走向范圍上，礦體約有1200m 長度，主要處于1.5m ～15m 的寬度范圍，向260°～280°方向展布，并向南部傾斜，主要呈現70°～80°的傾角，在走向與傾角上礦體都有著非常大的變化特點，傾角上呈現緩和的特征，上盤分布的巖石有著明顯的坍塌跡象，容易導致礦石貧化，礦床處于1.53g/t ～3.94g/t 含金水平，平均為2.18g/t，約有16978kg 儲量大小，圍巖和礦體上下盤沒有明顯的分界，礦體和圍巖表現為逐漸過渡的特點，圍巖和礦體分界線僅通過化驗取樣才能實現，地表有況且出露約為400 米的延伸。

（2）開采技術條件。通過地質報告進行分析，礦區沒有開展水文地質研究工作，僅僅根據礦山生產實踐對礦區地質情況進行揭露，礦區有的較為簡單的水文地質條件，裂隙水為主，此類水主要通過雨水得到補給，進入雨季具有明顯的滴水現象，旱季一般不會出現，礦床屬于簡單型的水文地質條件，厚層以及中厚層狀石英砂巖礦體頂底板的主要巖性特征，有著非常堅固的巖石，硅化特征不成程度出現，依照礦山Ⅰ、Ⅲ礦帶開采情況進行分析，并實際踏勘，Ⅰ礦帶中有著破碎的礦體和圍巖，現在主要運用巷道中挑頂落礦開展采礦工作，根據礦產開采實際進行開展，每次挑頂落礦后，運用費時及時充填，不然非常容易發生垮落問題，Ⅲ礦帶開采過程當中，運用鋼、木進行支護，而且一些支護部位已經發生垮塌問題[2]。

（3）開采現狀。當前礦山正在開采Ⅰ號礦帶，該礦帶有東西兩段之分，開拓方式主要運用平硐加盲豎井形式，通風系統通過自然風壓來實現良好通風，主要運用的采礦法為上向分層充填采礦法，在采礦過程當中，最重要的工藝是在下盤階段運輸巷道，進行切割與采準，通過分層淺孔鑿巖以及人工出礦和立柱互頂、充填廢石等各種技術措施開展采礦工作，廢石主要有掘進工作說產生，但也有一些不足開采下盤過程當中需要進行廢石巷道開掘，每次約為1.5m 左右的回采高度，礦體約為3m 以下的厚度，約為20t 采場綜合生產能力。

3 開采問題

3.1 采礦方法問題

運用分層廢石充填采礦法進行采礦，采礦工作存在的問題主要體現在：

（1）采礦工作人員必須要在空場下開展施工作業，由于存在非常不穩定的礦巖，極易產生冒頂片幫對工作人員安全造成很大威脅。

（2）現在采礦作業中僅能對3 米以下厚度礦體進行開采，而且還需要大量的鋼、木支護，依然面臨著坍塌、冒落等災害問題，厚度較大的礦體難以實現有效開采。

（3）運用這種采礦方法機械化程度不高，生產效率難以有效提升，大大增加了勞動強度，影響生產產能，工作人員還面臨非常復雜危險的工作環境。

3.2 采礦方法選擇難題

充填法、崩落法以及空場法是主要的采礦方法，充分考慮該礦山具體實際和礦體特征。

（1）礦體和圍巖有著非常破碎的特征，而且風化問題十分嚴重，礦巖屬于很不穩定開采條件，運用空場法采礦法進行采礦，只有在穩定的礦巖條件下才可開展，所以這類礦體不是以運用空場法進行采礦。

（2）該礦床有著非常不穩定的礦巖特征，現在開采工作在服務開展爆破前提下，便可以進行相應的開采，雖然支護工作做的非常多，然而礦巖冒落問題依然存在，面對這樣的條件，運用崩落法進行采礦具有技術可行性特點，然而礦山四周環境卻不適宜進行地表陷落，如果運用這種方式，會對周圍環境造成巨大的破壞，還極易和周圍村民發生沖突，崩落法采礦技術應用過程中，最為重要的就是允許地表陷落，所以這一方法也是不可行的。

（3）目前礦山開采工作實際主要運用的采礦方法為上向分層廢石充填進行采礦，然而這種方法在應用過程當中有很多問題存在，不適宜運用這種方法進行采礦，根據該礦的礦巖條件，在采礦過程當中可以運用下向分層充填法開展采礦工作，然而這種采礦方式具有非常大的充填量，投入的成本非常的大，對于2g/t 金品位礦體來講運用這種采礦方法，經濟上存在很大的不合理性，所以尾礦不能選作充填料開展充填工作。通過分析研究，運用上述幾種采礦方法，都很難適應當前礦山條件，所以這類礦體開采難度非常的高[3]。

4 可行采礦方法研究

通過全面的分析和研究，該礦礦體在采礦過程當中存在的難點問題主要體現在：①有著很不穩定的礦巖；②地表部位不能開展崩落工作；③工作人員無法在空場中開展施工；④礦石品位不是很高，尾礦無法當做充填料。必須要結合實際，運用更加科學的采礦方法，根據上述這些難點問題，進行如下分析：

（1）礦巖有著非常不穩定的條件，采礦過程當中應當及時開展充填工作，無法形成空場，而面臨著冒落的危險，護頂工作十分重要；

（2）地表部位不能進行崩落，所以運用崩落法進行采礦是不適宜的，而且還必須要及時充填處理采空區；③空場條件下人員不能進行采礦作業，只有巷道條件才可進行采礦作業，中段部位開展鑿巖，有著非常深的炮孔深度，有著十分差的礦體條件，難以成孔，所以運用分段鑿巖方式開展采礦。

（3）廢石可以作為充填料。通過分析研究，采礦技術方案初步確定，為了避免冒頂問題出現，在采礦過程當中，運用鋼筋網、錨索、錨桿對中斷頂部進行噴漿護頂，制造人工假頂，被空場法采礦創造相應的條件，中段礦山約有40m 的高度，礦巖有著極差的條件，不是以較高的分段高度，進行10m 設置，劃分為四個分段，同時開展落礦工作，上分段首先開始作業，之后再下分段落礦，為了避免片幫問題出現，底部出礦過程中，及時回填廢石，有效支撐上下盤巖石，這樣才能將以上幾個難點有效解決，形成初步采礦方案，通過人工造頂手段進行分段充填采礦。

5 最終采礦方案

通過全面研究和探討，最終運用人造頂板分段充填法開展采礦工作，具體工藝分述如下：①適用范圍：這一方法主要運用于10m 以下厚度的急傾斜礦體。②結構參數：根據采場走向科學的進行布置，設置50m 的采場長度，礦體厚度極為其寬度，將連續間柱按照6m 設置于采場間，中段設置四十米的高度，不對頂底柱進行保留。③采切工程：在相距十米下盤邊界部位，合理設置段放到，貫通斜坡道，順著脈體巷道于礦柱中間部位，向礦體掘進，并設置鑿巖聯絡巷道，在礦體中間后側部位兩端，設置分段鑿巖巷道開展掘進工作；以上巷道按照三心拱斷面（2.0m×2.2m）進行設計。沿脈巷道（第二分段）向礦體掘進形成出礦進路，并貫通鑿巖巷道貫通，保持60°夾腳，按照11m 設置間距，根據三心拱斷面（2.5m×2.65m）規格進行設置；溜井設置在沿脈巷道（第二分段）外部采場下盤中間部位，設置圓形的斷面溜井，約為2.5m 直徑以及100m 間距。除外第二分段鑿巖巷道，其他分段鑿巖巷道均開展橫巷切割，同時向上側進行掘進，對天井進行切割設置2.2m×2.5m 規格，之后對垃槽開展切割工作；天井設置在第二分段鑿巖巷道中間部位上，設置2.2m×2.5m規格，并隨著回采開展辟漏，具體的工程圖見圖一。④鑿巖爆破：鑿巖機為YGZ90 型號，并運用圓盤式鉆架型號為FJY22 型，將扇形孔打開，約為55mm 毫米的孔徑，按照2.0m 設置排距，并根據2.2m 設置孔底距。⑤出礦充填：出礦過程中運用鏟運機為WJD1.0 型號，在上側區域鑿巖落礦過程中，在出礦進路運用鏟運機開展裝礦。⑥采場通風：通過斜坡道讓新鮮的氣流向分段沿脈巷道中進入，后通過鑿巖聯絡巷道向各個分段鑿巖巷道當中進入，之后進入回風系統。⑦澆注假底：中斷完成回采出礦工作之后，采場利用廢石進行充填，并通過鏟運機鏟平廢石，確保廢石層面和上中段底板相比低 0.5m 以下，之后運用鋼筋網進行鋪設，并運用25#螺紋鋼，按照250mm 設置網距，在混凝土層中放置，之后開展混凝土（C20）澆灌，按照500mm 設置厚度，當做上中段回采的底板。⑧主要技術指標：礦石回采率：79.11%；廢石混入率：15.79%；萬噸采切比：177.51m/萬 t；1253. 51m3/萬 t；礦房綜合生產能力： 6.6 萬 t/a。

圖1 采礦方案標準圖

6 結論

由于礦山和礦體分布條件限制，該礦體有著非常大的采礦難度，運用傳統的三大采礦方法，很難有效開采。結合礦體開在實際存在的難點問題，認真研究分析，逐個問題進行解決，并對相應的解決辦法進行分析，對空場采礦法創造性的進行運用，并利用崩落法對巖層進行覆蓋，之后開展出礦放礦工作，并結合廢石充填法，以該礦體采礦開創了新的采礦方法，對于同類型礦體開采提供了有效的解決思路。