緩傾斜-傾斜礦體采礦方法優化研究

孫誠

(陜西鑫元科工貿股份有限公司， 陜西 洛南縣 726104)

陳耳金礦目前主要采區為18坑，18坑采用平硐開拓系統，平硐斷面為5.19m2，主運平硐長度為2.6 km，采用ZK3-6/250型3t電機車牽引0.75m3翻斗式礦車運輸，井下人員通過電機車牽引專用人車進入坑內。平硐坑內采用自流排水，機械通風系統，主運平硐進風、回風采用抽出式通風方式，風機位于上部回風平硐內，主扇FBCZ№9型，額定功率為15 kW。采礦礦方法主要為淺孔留礦法。目前15坑以上礦體回采已經結束，空場法采場內留有部分礦柱和頂底柱支撐頂板，礦山對大部分空區與廢棄巷道已進行了封閉和隔離，礦區圍巖堅硬穩固，空區頂板比較穩定。

1 礦區地質與礦體地質概況

礦區大地構造位置位于華北地臺南緣之豫西斷隆西部，南以朱家溝斷裂與金堆城凹陷毗鄰，北以山前斷裂與汾渭地塹相接,為著名的小秦嶺金礦帶的一部分。礦區出露地層自下而上為太華群大月坪組、板石山組及洞溝組。經中—高級變質及混合巖化作用，巖石以各類片麻巖、混合巖為主，夾斜長角閃巖、石英巖等，變質普遍達角閃巖相。礦區褶皺構造主要為大月坪—金羅斑復式背斜，局部可見小型揉皺和褶曲，有倒轉現象。區內斷裂構造十分發育，主要有近東西—北西西向斷裂、北東東向斷裂、北西向斷裂、近南北向斷裂。金礦脈主要賦存于近東西—北西西向構造帶內。礦區巖漿活動表現強烈，具有多期限次活動特點。巖漿活動釋放巨大的熱能，為金的活化遷移和富集成礦創造了有利的熱-構造環境。

區內礦體賦存條件基本一致，走向185°～195°，傾向南，傾角為30°～65°。金礦體主要賦存于含金石英脈及蝕變巖中，礦體形態呈板狀、透鏡體狀。礦體長度為200m～660m，斜深為80m～690m，一般厚度為0.50m～1.2m，平均厚度為0.8m。平均金品位一般為1.5g/t～3.0g/t，礦體產狀與控礦構造帶基本一致，走向NWW，南傾，傾角為45°。目前，主要開采Q507礦體。

2 傳統淺孔留礦法的問題

自建礦以來，陳耳金礦一直沿用傳統的淺孔留礦法開采[2]，經過多年的實踐，此法總體上適合陳耳金礦的礦體開采，但是近年來隨著深部資源的開采，礦壓凸顯，礦體變化大，傳統淺孔留礦法的弊端越突顯，主要存在以下問題：

（1）陳耳金礦礦體變化大，有的礦體屬于緩傾斜，礦石無法靠自重出礦，電耙安裝不方便，只能靠人工耙礦。

（2）爆破對頂板破壞嚴重，工人作業時雖然執行了“敲幫問頂”，但是還是存在安全隱患。

（3）開采空間平均為1.0m，對頂板支護困難。

（4）平場工作繁重，勞動強度大，難以實現機械化。

（5）底部漏斗放礦難以均勻控制，容易造成懸空、立槽等危險。采場內留有大量保安礦柱維護上盤圍巖，造成資源損失。

（6）爆破時爆堆分散，采場內礦石搬運效率低。

根據陳耳金礦礦體賦存特征和現有技術手段，對傳統淺孔留礦法進行了優化，原來的采場結構大體上不變，對局部進行改進優化，采用靜態淺孔留礦法[1]回采礦體（見圖1），取得了很好的效果。

圖1 靜態淺孔留礦法

3 靜態淺孔留礦法的應用

3.1 采場結構參數

采場高度為段高50m，采場沿礦體走向布置長50m，礦塊寬度為礦體厚度，頂柱為3m，底柱為5m，間柱為4m。兩翼沿礦體布置采切上山（1#、2#），2#采切上山東側（不采礦的一側）布置電耙硐室，并安裝電耙。

3.2 采準切割

在采切上山中每隔5m掘進聯絡道與礦房貫通，在礦房中每隔7m設一個漏斗（漏斗靠近下盤）。以拉底巷道為自由面，形成拉底空間并完成辟漏，拉底高度為2.5m，寬度為1.2m，局部礦體較厚的地段以礦體厚度為寬度。

3.3 回采工藝

以拉底巷道為自由面，采場自下而上分層開采，每個分層高度為1.8m，每分層自采場一側向另一側推進。采場西部回采要超前于東部回采，以利于電耙耙礦、平場。隨著回采分層的上移，電耙也隨之上移至上層電耙硐室。回采時，每一個爆破循環后由電耙將1/3的礦石耙入2#采切上山，由上山溜入下部漏斗裝入礦車，同時進行平場。剩下的2/3礦石保留在采場中，起到支撐上盤圍巖的作用。礦房回采結束后，存窿礦石可以用電耙輔助出礦，隨著落礦面的下移而下移電耙。下部大量出礦使用漏斗溜礦，在沿脈運輸巷道裝入礦車。

3.4 采空區地壓控制

采場放礦結束后，沿傾向全長實施控制爆破局部切槽放頂[3]。為了保證放頂施工安全，一次性集中裝藥，連續爆破放頂。通過控制爆破切槽放頂，形成寬5m～10m的松石堆積壩支撐頂板，不僅封閉了采空區，消除了頂板沖擊地壓，實現了卸壓開采，控制了采礦過程中的局部地壓顯現，而且采空區頂板基本均勻沉降，消除了地表塌陷的隱患。

3.5 效果對比

靜態淺孔留礦法的出礦方式在一定程度上減少了爆破對頂板的破壞，減少了頂板維護的工序和費用，提高了勞動生產率，同時由于使用電耙平場，減少了工人的勞動強度，也減少了工人長時間暴露在采空區的風險。利用電耙輔助出礦可以防止下部大量放礦時出現懸空、立槽等險情。采場內靠存窿礦石支撐頂板，不留設礦柱，減少了資源的損失。具體經濟指標見表1。

4 結語

隨著礦體賦存狀態的突變及裝備技術水平的提高，對原來的采礦方法進行優化改進，是解決礦山采礦技術水平落后的有效途徑。結合陳耳金礦實際需要，在傳統淺孔留礦法的結構參數上改進優化了出礦方式，其他結構參數依舊沿用傳統淺孔留礦法。靜態淺孔留礦法在陳耳金礦的應用取得了很好的經濟效益和社會效益。在優化的基礎上，可根據礦體的實際開采條件，改進優化其他參數，比如，在回采緩傾斜上盤圍巖不穩固的礦體時，可以采用水平孔密集布置的控制爆破技術落礦[4]，減少對頂板的破壞；機械化程度高的礦山可以利用底部平底結構[5]裝巖機出礦，以適合礦體，提高出礦效率。

表1 經濟技術指標對比