试论无底柱浅孔留矿法在小型金属矿山开采中的运用

2014-12-15高晓宏

中国科技纵横 2014年22期

关键词：矿法底柱平巷

高晓宏

(西北有色地质勘查局711总队,陕西汉中 723000)

试论无底柱浅孔留矿法在小型金属矿山开采中的运用

高晓宏

(西北有色地质勘查局711总队,陕西汉中 723000)

在我国金属矿山的开采中,浅孔留矿法是应用最为广泛的采矿方法之一。本文对无底柱浅孔留矿法在小型金属矿山开采中的应用现状进行了分析,并结合实际情况,对其进行了适当改进,提高了采矿作业的安全性和开采效率,为小型金属矿山的开采提供了有效参考。

无底柱浅孔留矿法小型金属矿山运用

在经济发展的带动下,我国社会对于矿产资源的需求不断增大,矿产资源紧缺问题也受到了人们的广泛关注。机械化技术的发展,带动了金属矿产开采的有效进行。在小型金属矿山的开采过程中,存在很多的影响因素,如产矿条件、围岩和矿体的稳固性、回采率等,为了保障矿产开采的顺利进行,各种采矿方法也得到了不断完善。本文主要针对无底柱浅孔留矿法的应用情况进行了分析和探讨。

1 矿山概况

某铜矿属于小型金属矿山,年生产能力约为60000t/a。在矿山范围内,共探明了三条隐伏矿脉,形成了数个生产中段。目前,大部分中段已经基本采空,主要是在65、23中段进行回采作业。矿体主要赋存在破碎带中,围岩由粗安岩、凝灰质粉砂岩以及复屑凝灰岩等组成,裂隙发育,岩石破碎,存在一定的泥化。矿体的埋藏相对较浅,在部分地段出露地表,赋存于0-160m标高之间。在矿山开采范围内,水系轻微发育,深部地下水主要来源于矿脉中的裂隙水,由于矿区内的出露地层多为泥灰岩、泥岩等,隔水效果良好,矿体多赋存于隔水层之下,水文地质条件属于中等复杂类型。

2 无底柱浅孔留矿法在小型矿山开采中的应用

结合矿山开采的实际情况,对无底柱浅孔留矿法在小型矿山开采中的应用情况进行分析和研究。

2.1 无底柱浅孔留矿法概述

浅孔留矿法,是我国地下金属矿山应用范围最为广泛的一种采矿方法,其开采技术条件为:矿体厚度较小,倾角在60-65°以上,矿岩稳固,产状单一,无结块性和自燃性的矿体。这种采矿方法的应用,可以有效改善作业条件,提高矿山的生产能力和生产安全。无底柱浅孔留矿法,是对浅孔留矿法的改进和扩展,与改进前相比,取消了底部结构,增加了出矿进路,并且可以通过电动装岩机进行装车,脉外巷道运输,可以有效降低采矿贫化率,提升矿体的回采率和生产效率,在小型金属矿山的开采中,得到了非常广泛的应用。

2.2 开采工艺

结合矿山矿床的赋存条件、开采技术条件等因素,在对矿产进行开采时,采取的是浅孔留矿法,为了解决底部结构消耗过大、漏斗容易堵塞等问题,取消了底部结构,即采用了无底柱浅孔留矿法,对矿山进行开采。

(1)采准切割。在应用无底柱浅孔留矿法进行矿产开采的过程中,需要在矿房底部增设出矿进路,与脉外平巷相互连接。采准切割的步骤包括:沿着矿体分布,掘进沿脉运输平巷→在矿块的两侧,掘进人行天井,并沿着人行天井,每隔5m左右凿除相应的联络通道→在沿脉运输巷内,每隔6m,掘出出矿进路→在矿块底部掘出拉底平巷。由此可知,采准切割工程主要包括了沿脉运输平巷、人行天井、出矿进路以及拉底平巷。在开采过程中,可以将上中段的沿脉运输平巷作为该中段采场的回风平巷。为了确保开采的有效进行,需要结合实际情况,对采切工程量进行确定。

(2)回采工艺。在浅孔留矿法中,回采工艺是非常简单的,一般都是采用浅眼爆破的方式,在联络巷中凿岩,同时以拉底平巷为自由面,向上回采。回采流程主要包括几个基本流程:其一,凿岩。在小型金属矿山的开采中,一般会采用YT-24型凿岩机钻凿水平炮眼,将炮眼的孔径控制在38-42mm,深度约在2-2.5m,每一个炮眼之间的距离为0.5-0.8m,每一排炮眼的距离为0.8m,为了便于爆破,炮眼应该上仰5°-8°,按照梅花型或者之字型排布。在凿岩过程中,应该结合矿体边界,对采场的宽度进行控制,以降低采矿贫化率。其二,爆破。在开凿出的炮眼中,加入乳化炸药,利用毫秒延期电雷管进行分段起爆。炮孔的装药系数约为60%-70%,并在空口处填塞炮泥。其三,通风。爆破完毕后,可以采用局扇压入式通风,对爆破的烟尘进行排除,由采场一侧的顺路天井引入新鲜的空气,并通过另一侧的天井,将污风排入上中段回风巷。一般来说,通风时间应该控制在30min左右。其四,局部放矿。在每一次爆破后,利用矿石的自重,可以从出矿横巷中,放出约30%的矿石,为作业面留出约2m的作业空间。同时,为了减少平场工作量,在出矿前,工作人员必须进入采场内,对爆堆高度进行检查,结合实际高度,对每一个出矿横巷放出的矿石量进行确定。当整个回采流程结束后,可以将矿房内所有的矿石全部放出。在放矿前,需要对采场进行全面检查,确保没有其他工作人员时,才能进行放矿,以减少安全隐患。其五,撬顶平场。在局部放矿结束后,作业人员需要再次进入采场,对作业面进行全面检查,撬落顶板以及上下盘上松动的岩石,以确保工作面的安全。之后,通过手工操作,对工作面矿石堆的表面进行平整,然后才能进行下一个循环的凿岩作业。