薄小礦體回采工藝優(yōu)化

郭忠華，郭 靖

（呂梁學(xué)院礦業(yè)工程系，山西 呂梁 033000）

礦產(chǎn)資源的不可再生性要求資源利用率不斷提高[1，2]，減少資源浪費，厚大礦體采礦損失率可以更好的控制，但對于薄小礦體，回采難度增加，礦石損失貧化直接決定礦石開采價值，在保障合理經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上，開展薄小礦體的采礦工藝研究，是保障礦山生產(chǎn)，提高資源利用率的有效途徑[3-5]。

研究針對脈狀及邊角礦體的采礦回采工藝，以達(dá)到經(jīng)濟合理、安全高效的生產(chǎn)，通過對礦體賦存地質(zhì)條件的判定，確定采礦方法，給出回采工藝和主要技術(shù)參數(shù)。

1 采礦方法

1.1 薄小礦體開采原則

薄小礦體指的是厚度在2m以下的薄礦體和極薄礦體，其開采是一項比較特殊的工作，在選定開采方案時應(yīng)遵守以下原則：

（1）安全第一。脈狀與邊角礦的開采條件一般比較差，要確保安全，是脈狀與邊角礦回采的首要原則。

（2）效益優(yōu)先。回采脈狀與邊角礦的根本目的在于充分利用資源，同時節(jié)約成本。

（3）統(tǒng)籌規(guī)劃。應(yīng)對脈狀與邊角礦做詳細(xì)的規(guī)劃，合理確定回采順序，使各回采點、回采段在時間上和空間上相互兼顧，相互銜接。

（4）脈狀與邊角礦回采、采空區(qū)處理同時考慮，空區(qū)處理不留后患。

1.2 礦體賦存條件

床位于金牛廠構(gòu)造帶北東端，逆斷層上盤，背斜的兩翼，礦體產(chǎn)狀與地層基本一致，走向北45°～50°東，傾角一般在50°～55°之間，平均53°，薄小礦體如圖1和圖2所示。

圖1 薄小礦體實景圖

圖2 薄小礦體示意圖

1.3 無底柱小分段留礦法

根據(jù)此類礦體開采原則與礦體賦存狀態(tài)的綜合對比，采用無底柱小分段留礦法對此類礦體進(jìn)行開擦，采礦方法圖如圖3所示。

根據(jù)圖3，為安全、高效回采薄小礦體，采用無底柱小分段留礦法開采方式。其礦房沿走向布置，長度為礦脈長度，當(dāng)?shù)V脈長度超過50m時，則需將礦脈劃分為多個礦房，礦房最大長度不能超過30m，礦房高度為6m。結(jié)合現(xiàn)有的工程布置，為減少采礦循環(huán)中的壓頂、隔墻制作、充填、出渣等循環(huán)，提高采礦效率，分層高度為6m，分段高度12m。

回采時沿礦體走向拉底，探清礦體情況。進(jìn)路斷面為2.4m×3.0m。在施工進(jìn)路時要求分采分出，以減少礦石損失率和貧化率。進(jìn)路施工至礦體尖滅后，由內(nèi)往外沿礦體向上斜挑至回采高度，只采礦不崩落圍巖，斜挑過程中暫時不出礦，挑采下的礦石作為向上斜挑的平臺，直至整個礦房均回采至設(shè)計分層高度、對挑采礦房頂板進(jìn)行撬毛、支護(hù)后，再進(jìn)行集中出礦。在上向進(jìn)路式回采方式中，若回采在首采分層中進(jìn)行，需要在出礦后制作假底，然后進(jìn)行充填隔墻制作和充填等作業(yè)循環(huán)。待礦房充填結(jié)束后，再進(jìn)行出礦道壓頂，沿用上述方法將礦房回采至上分段。按照此方法，每個分段分兩次作業(yè)即可完成回采，減少了分層聯(lián)絡(luò)道等采準(zhǔn)工程。

圖3 無底柱小分段留礦法示意圖

2 回采工藝與主要技術(shù)參數(shù)

薄小礦體的回采主要工藝順序為：鑿巖→爆破→通風(fēng)→出礦→頂板管理→制作假底及隔墻→充填。

2.1 鑿巖

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備及采場分層高度選用YT-24、YT28、7655型淺孔鑿巖機作業(yè)，進(jìn)路斷面規(guī)格為2.4m×3m，采用淺孔鑿巖，炮孔直徑Φ40mm，孔深2.5m～3.0m，孔距（或切槽孔底距）為0.7m～0.9m。

2.2 爆破、通風(fēng)

在進(jìn)路中采用分次爆破，先爆落礦石后爆落圍巖，使用袋裝2#巖石乳化炸藥裝藥，毫秒延時導(dǎo)爆管雷管分段連接，磁電雷管連接導(dǎo)爆管起爆。

局部通風(fēng)采用混合式或抽出式，采用7.5kw軸流式風(fēng)機與?300鐵皮風(fēng)筒（軟風(fēng)帶）通過出礦道、分段平巷接入階段回風(fēng)井。要求局部通風(fēng)的風(fēng)筒口與工作面的距離：壓入式通風(fēng)應(yīng)不超過10m；抽出式通風(fēng)應(yīng)不超過5m；混合式通風(fēng)，壓入風(fēng)筒的出口應(yīng)不超過10m，抽出風(fēng)筒的入口應(yīng)滯后壓入風(fēng)筒的出口5m以上。

爆破結(jié)束后立即開啟風(fēng)機，通風(fēng)時間≥30min，在規(guī)定時間內(nèi)不能達(dá)到排除炮煙時應(yīng)延長通風(fēng)時間，以滿足現(xiàn)場作業(yè)條件為準(zhǔn)。

2.3 采場頂板管理

通風(fēng)結(jié)束后，在人員進(jìn)入工作面前，先進(jìn)行有毒有害氣體檢測，空氣檢測達(dá)標(biāo)后方能進(jìn)入采場檢查爆破效果，確認(rèn)有無啞炮和頂板安全狀況，并向爆堆進(jìn)行灑水降塵，礦房推進(jìn)過程中跟進(jìn)撬毛、支護(hù)。由于礦房高度為6m，每次挑采至設(shè)計高度后，必須依據(jù)礦房頂板揭露情況采取錨桿、鋼帶、錨網(wǎng)等方式支護(hù)，對于黃鐵礦及構(gòu)造發(fā)育區(qū)域必須采用錨網(wǎng)支護(hù)。

2.4 采場出礦

整個礦房挑采至設(shè)計高度并進(jìn)行有效支護(hù)后，使用鏟運機進(jìn)行集中出礦。為保證安全，建議采用遙控鏟運機出礦。

2.5 假底、隔墻及充填

出礦結(jié)束后，即可進(jìn)行場地平整和充填，首采分層還需進(jìn)行假底制作，假底制作、隔墻制作及充填嚴(yán)格按工藝技術(shù)要求組織與施工。

3 結(jié)論

（1）明確了薄小礦體的回采原則，根據(jù)礦體地質(zhì)賦存條件，厚度小于2m，傾角50°～55°之間，給出了無底柱小分段留礦法的采礦方法。

（2）依據(jù)無底柱小分段留礦法，結(jié)合現(xiàn)場，薄小礦體的回采主要工藝順序為：鑿巖→爆破→通風(fēng)→出礦→頂板管理→制作假底及隔墻→充填，并指出了主要技術(shù)參數(shù)，為此類礦體的開采提供了技術(shù)支持，保障安全回采的同時，能夠降低生產(chǎn)成本，節(jié)約分段巷道工程量，提高礦山經(jīng)濟效益。