矩陣式淺孔留礦區(qū)域系統(tǒng)優(yōu)化在柴礦中的應用

王寶明，劉文超

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

赤峰柴礦公司長期一直以來針對礦體賦存條件不同，礦體多采用全面采礦法和淺孔留礦法進行回采。其中淺孔留礦采礦法一直作為回采急傾斜礦體主要的采礦方法，也是我公司采礦主要的回采方法，但近期在我司的平行礦體開采過程中發(fā)現(xiàn)了淺孔留礦法存在大量的工程浪費問題，本文將就此展開探討和研究[1]。

1 關于淺孔留礦法

淺孔留礦法主要是采用淺孔鑿巖，打水平或向上孔的方式進行爆破，通過淺孔的方式控制落礦塊度，再將每次爆破后的礦石留下部分，留下的礦石作為礦房回采鑿巖過程中的工作平臺，同時起到支撐底板的作用。在淺孔留礦法施工過程中會根據(jù)施工階段將礦塊分開，礦塊分成礦房和礦柱二次回采，礦房的開采采取自上而下分層開采的方法，每次開采過程中崩落的礦石留下二分之一，將其存儲在礦房中作為繼續(xù)上采的工作臺，直到礦房采完才將崩落的礦石全部放出，在礦房采完后再進行采空區(qū)處理和礦柱回采。淺孔留礦法主要應用于一些礦體厚度不大，礦石和圍巖相對穩(wěn)固的傾角小于60°的礦體中（礦脈傾斜角度太小不利于放礦，會造成粉礦損失）。

赤峰柴礦公司目前淺孔留礦法應用較多，但實踐應用發(fā)現(xiàn)，在開采平行礦體開采過程中，采用淺孔留礦法能很好進行礦體開采，但存在著每發(fā)現(xiàn)一條礦體，便會立即施工礦體對應的行人順路與下盤出礦結(jié)構(gòu)，等行人順路與底部結(jié)構(gòu)施工完畢后，后期又發(fā)現(xiàn)距離該礦脈20m還有一條平行礦脈，由于前期沒有綜合考慮采礦結(jié)構(gòu)，導致后探礦發(fā)現(xiàn)的礦脈需要重新施工行人順路與出礦結(jié)構(gòu)，造成了工程的浪費。

2 矩陣式淺孔留礦法的優(yōu)化及應用

2.1 應用方案的項目背景

為了更好的優(yōu)化平行礦體中的淺孔留礦法的應用，本次研究在赤峰柴礦公司11402采場與11405采場位于四中段4線以北的2#豎井進行了具體應用。采場地質(zhì)和礦體情況分析如下。

采場所屬礦塊長度為分別是43.0m與38.0m，屬于11#脈（即5#脈），兩塊礦間距為16.0m，礦體走向約306°，傾向南西，傾角約75°，礦體為閃長玢巖脈。礦體和上下盤圍巖的界線清楚，礦體下盤為大理巖，礦體上盤為大理巖，閃長玢巖脈礦化較均勻。圍巖中等穩(wěn)固，礦體含水性較弱。礦體最大厚度3.5m、最小厚度1.2m、平均厚度2.2m，地質(zhì)品位2.46g/t。礦石量16093t，金屬量39.59kg。

2.2 優(yōu)化方案設計

首先，對工藝進行了優(yōu)化設計，采用高率布置采切工程，改變原有的“常規(guī)工程”思路，降低其工程量與工期。在應用過程中，需將11402采場與11405采場看作為一個整體系統(tǒng)，同時進行采切工程的區(qū)域整體優(yōu)化[2]。

首先對脈外巷優(yōu)化，將脈外巷設計于兩采場中間位置，作為兩采場開采時的共同的主脈外運輸巷，該方案減少了脈外巷的施工工程量又保證了渣石的正常運輸，如圖1所示。

圖1 脈外巷優(yōu)化示意圖

其次對出礦穿出礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化，11402采場采用柴礦原設計思路，將出礦穿設計在礦體的下盤區(qū)域，11405采場在此基礎上北溝分礦大膽嘗試，改變原有的“常規(guī)工程”思路，將出礦穿設計與礦體上盤與11402采場共用脈外巷，共用脈外巷，減少了11405采場脈外巷工程量約50.0m。

再次對行人順路優(yōu)化，考慮到兩采場間隔16.0m，距離間隔較近，若兩個采場分別施工行人順路，則造成天井工程的浪費，北溝分礦考慮多種天井施工方案，最終確定將行人順路放置于11402采場一側(cè)，11402采場礦體至坐標（40374780，4688890）殲滅，將行人順路設計于距離礦體殲滅位置的脈外3.0m，采礦時用聯(lián)絡道連通11402采場，作為進出采場的安全行人通道，行人順路用施工探礦穿連通11405采場，將探礦穿作為進出11405采場的安全行人通道，該方案的實施可以少施工一條行人天井，將使11402采場與11405采場共用一條行人順路，可減少施工天井工程量50.0m，如圖2所示。

本次研究的關鍵是在安全條件參數(shù)及地質(zhì)條件允許的情況下，將兩個平行礦脈看作為一個區(qū)域整體，針對公司現(xiàn)有條件，結(jié)合礦山多年的采礦實踐，在保證通風、行人、安全的前提下在兩個礦塊中間施工脈外巷出礦結(jié)構(gòu)，使兩個采場均能正常運輸出礦，將行人順路設計于兩平行礦體的中間作為進出兩個采場的脈外行人順路，優(yōu)化后的方案能有效減少了脈外巷與行人順路施工工程量，從而能有效縮短施工周期，也能有效節(jié)約企業(yè)施工成本。

2.3 優(yōu)化后的方案效果

通過在赤峰柴礦11402采場與11405采場位于四中段4線以北的2#豎井的具體應用，我們發(fā)現(xiàn)按照優(yōu)化后的方案施工比傳統(tǒng)的采場施工方式相比減少100m工程量，按照每月施工40.0m計算可提前75天時間進行采場的開采，大大減少了采準施工量，可提前兩個半月采礦,加快了存窿采場的形成。不僅如此，通過計算，優(yōu)化后的方案減少脈外巷工程量50.0m，按照脈外巷施工單價378m3計算，可節(jié)約資金：4.92*50*378=9.3萬；優(yōu)化后的方案減少天井工程量50.0m，按照單價548m3計算，可節(jié)約資金2.88*50*548=7.9萬，單從施工量來看，優(yōu)化后的施工方案可節(jié)省資金17.2萬，若再算上提前75天開采帶來的經(jīng)濟效益，能明顯發(fā)現(xiàn)，通過方案優(yōu)化能為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

3 結(jié)束語

淺孔留礦法在金屬礦山的開采中應用極廣，其有著獨特的優(yōu)勢，但每一處礦脈的情況都是不同的，任何開礦方法亦無法實現(xiàn)標準化，我們在運用時，應對采場結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采工藝進行相關優(yōu)化，只有這樣才能有效提高回采綠、資源利用率、機械利用率、生產(chǎn)效率等指標，才能更好的提高工作質(zhì)量，實現(xiàn)安全、高校的生產(chǎn)。本次研究則是針對平行礦脈中淺孔留礦法的優(yōu)化應用，這有效提高了赤峰柴礦公司的生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，施工安全性也得到了很大提升，這非常有利于采礦業(yè)方面的優(yōu)化，其有著極大的運用價值，值得在礦山企業(yè)中廣泛推廣。