緩傾斜中厚礦體安全高效采礦方法工藝技術應用研究

趙剛

（廣西河池市桌泰建筑工程有限責任公司大新分公司，廣西崇左 532315）

緩傾斜中厚礦體開采過程中，要對采礦方法進行探究，對實際開展作業中采取的采礦方法工藝技術進行創新，從而確保采礦作業的安全性，提高整體開采作業的經濟效益。

1 礦體概況

某礦山所在區域海拔高度約為845.58m，附近最低海拔高度為295.24m。礦體平均厚度為10.25m，平均傾斜角度約為9°，水平方向延長約為315.50m，傾斜延長約為210.58m。企業在礦山開采前期，考慮到礦體整體情況，以及技術和經濟因素，采取孔房柱法進行開采。從整體開采情況來看，回收率僅為52%～60%，分化率超過了21.5%，開采作業進行期間，所有作業人員都位于高危空區內，整體作業風險程度高，整個企業取得的經濟效益較差，為了扭轉這一局面，需要優化采礦方法。

2 設計采礦方法需要遵循的原則

對整個礦區的礦產資源的存儲量進行精準計算，最低標高為194.54m，最高標高為584.52m，礦體以上具有良好植被，在礦體開采期間要綜合考慮歷史原因、地方政策、地表環境等各項因素影響，開采期間，地表不得發生陷落問題，綜合分析礦體情況，設計了地下開采策略。對礦山情況進行全面分析，采取斜坡道，潛淺孔房柱法開采，礦產資源采取汽車與鏟車相互聯合方式進行運輸，確保開采效率和運輸質量。

依據我國礦產行業發展情況與政策，全面分析礦山開采技術特點、礦產企業生產的具體經營模式、礦上所在區域地方人文環境設計采礦方法要嚴格遵循以下原則：

（1）遵循相應法律法規，堅持安全生產作業為第一原則。

（2）充分考慮開采作業應用的各項技術和生產條件與采礦方法的經濟性、安全性，確保技術的實用性[1]。

（3）全面考慮采用技術的低貧損、經濟合理等方法為設計應用的基礎原則，同時，要消除采礦區內存在的各種安全隱患，確保地面不會發生坍塌問題[2]。

（4）充分分析工程現狀、生產設備性能和人員技術力量，以免發生重復投資，造成浪費問題。

依據上述原則，決定采取填充采礦法開展相應開采作業，為了提高企業在礦產資源開采的經濟效益，最終決定采取尾砂交接填充采礦法和廢石填充發對比分析，通過對比分析兩種方法的先進性，采取兩步驟中深孔房柱式尾砂膠結充填采礦法完成相應開采作業。

3 礦體開采方法探討

3.1 設計方案特點

該方法在具體應用期間主要采取回采緩傾斜礦體，礦體厚度要超過8.5m，傾角為0°～9°，甚至傾斜角度更大的礦體。該方案將礦體作為垂直走向，將沿走向劃分為礦體和礦房，一個礦體劃分為平行多個礦柱和礦房，線回收一步驟礦房，將鑿巖到布置礦房底部，向上深孔鑿巖，采取端部后退式崩礦，利用鏟車端部后方式將礦產資源運輸，對于礦區內的殘礦，通過應用遙控鏟車，完成回收。完成回采后，要對底部通道空區進行封堵，通過對高強度尾砂膠結填充沖體對空區進行填充。第二步驟礦柱回采后通過對尾砂非膠結進行填充。

3.2 布置礦體的各項參數

礦塊垂直礦體走向布置劃分為礦房和礦體，礦房長度為礦體中段內延伸長度，依據礦體產狀劃分為設計為52.5～61.8m，設計礦房寬度為11.8m，礦柱設計整體寬度為14.8m，高度是整體寬度垂直厚度[3]。針對部分礦體要設置預留頂底柱，頂底柱厚度在設計時，要將厚度控制在8.5～10.2m。

3.3 采切工程

采切工程就是采準切割，該項工程主要包括的內容有：沿著脈運輸巷道，采場聯絡道，中深孔鑿巖巷道，回風井填充，切割橫巷等多項內容。在實際作業開展期間，為了確保整個開采作業順利，提高開采作業的經濟效益，減少作業中安全事故的發生[4]。將中深孔鑿巖道布置在的中央位置處于上部邊界，利用上部通風聯絡巷道通道，采取分段方式沿脈完成平巷運輸，將礦產開采過程中應用的切割天井和切割橫巷都布置在采場上部邊界處，對于布置的切割天井應向上延伸約2.8m，進而形成填充小井[5]。礦產中填充小井與上部水平填充回風巷構成采切工程。

3.4 回采工業分析

3.4.1 鑿巖爆破設計

針對鑿巖爆破作業，在設計中要采取傳統上下扇形方式，利用中深孔鑿巖方式進行爆破，鑿巖爆破會應用到鉆機鑿巖，采用的鉆機性能必須保持良好，確保其作用能夠滿足鑿巖爆破工作。具體設計時，應對將鑿巖深度控制在5.8～16.5m之間，局布置深度達到了19.5m，具體孔徑大小主要集中在6.43～7.21cm，炮孔排距控制在1.6～1.8m之間，孔底距1.9～2.1m，一個采場由上端到下端一次完成相應施工作業。此外，針對的局部中孔深，施工難度較大區域，可以采取氣腿式淺孔鑿巖機，采取補充鉆孔方式完成相應作業，淺孔孔徑的具體情況如表1所示。

表1 淺孔孔徑的具體情況

爆破作業要先在采場端部對完成布置的切割橫巷和切割天井進行應用，通過組合方式完成爆破作業，通過爆破最終形成高度與寬度都在2.1～3.0m的垂直厚度切割槽。將切割槽作為自由面，進行中深孔側向爆破崩落礦石，每次爆破作業要布置2～3排炮孔。進行爆破作業時，為了確保爆破的合理性，完成開采作業面，要在采場上端積極性槽位切割，然后通過逐步往下后退式，實現逐漸段爆破。

3.4.2 開采作業中的出礦

在礦產資源開采過程中，針對爆破崩落礦石，通過對原中深孔鑿巖巷道出礦，在進行出礦開展時，為了提高開采效率，避免發生安全事故，造成巨大經濟損失以及人員傷亡。進行開礦期間，出礦人員禁止進入到前端采礦空區，確保出礦作業安全，提高作業效率，主要采用性能良好的鏟車進行出礦。針對鑿巖巷道端部，在作業開展時要采用鏟車對開采區內礦上進行鏟裝，在該過程中，要將鏟出礦石全部都裝入到汽車內，在裝入礦石時，要小心進行，避免礦石對汽車造成破壞。完成裝載作業后，利用汽車直接將礦石運輸到地表礦倉或選廠。針對空區來說，每次爆破時，要運輸大量部分，剩余部分礦石則應對留存在空區內。在礦產資源開采期間，應對在爆破逐步突進約為20.0m距離之后，通過對鏟運機或遙控鏟車進行應用，完成對開采區域內殘礦資源的回收與利用[6]。

3.4.3 礦產采場區域內通風分析

針對礦產資源采場通風情況，采場內的新鮮風流從礦房下側沿著脈運輸巷道和采場聯絡道被傳輸到采場作業面，通過對新鮮空氣的應用，能夠實現對作業面內渾濁風流的清洗，經過清洗之后，風流采場上端填充回風井與填充回風平巷全部、及時地排出地表，從而為采場工作面營造一個良好通風條件，同時，還要依據現場情況，輔助采場區域內的局部通風，做好通風作業。

3.4.4 采空區充填

完成礦區內礦石回采作業后，要在采場上下兩端采場區域內的聯絡通道，建設填充擋墻，完成密閉作業。從大量開采經驗來看，進行填充墻建設時可以采用木板墻、混凝土墻、磚墻，需要特別注意的是，建設的封閉墻必須要有良好濾水性能。在實際填充作業時，為了提高填充質量，確保采用的填充工藝的合理性，填充要采取分層方式開展，一次填充高度應對控制在1.0m左右，完成最后一次填充后，接頂率需要超過90%。此外，在具體設計時，要求尾砂填充料漿灰砂的平均比要控制在2:11左右，在整個作業開展期間，應對在第一步驟填體的整體強度，以及接頂率達到指定要求之后，才能夠開展回采第二步驟采場，完成礦產資源開采。

用充填法處理采空區，一方面要求了解清楚采空區的位置、大小以及與相鄰采空區的所有通道，以便對采空區進行封閉，加設隔離墻，進行充填脫水或防止充填料流失；另一方面，采空區中必須能有鉆孔、巷道或天井相通，以便充填料能直接進入采空區，達到密實、充填采空區的目的。充填法用于采空區處理，具有效果好、見效快、充填密實等優點，在采用充填法處理采空區時首先要從安全生產的角度，其次則要從經濟的角度加以考慮，選用合理的充填材料和研究經濟可行的工藝技術。

4 結語

礦區采取優化后的采礦方法工藝技術，能夠使采礦作業中的各項技術指標都得到進一步優化，而且也提高了采礦企業的經濟效益，同時，大幅降低采礦中各種尾砂排放量，改善了當體環境，避免采礦區發生地表塌陷問題。