缓倾斜极薄矿体采矿方法优化方法探讨

邢超 孙英翔

【摘要】缓倾斜极薄矿体的采矿方法较多，常见有倾斜分条全面采矿法、削壁充填采矿法。虽然这些采矿方法取得了长足进步，但是仍然存在一些弱点，尤其是回采率低的问题。本文结合某金矿的开采情况探讨了缓倾斜极薄矿体采矿方法的优化与应用。

【关键词】缓倾斜；极薄矿体；采矿方法；优化

引言

我国缓倾斜极薄矿脉比重较高，加强对该类矿脉的研究和探索，不仅能提高矿山企业的经济效益，减少成本，还能增加矿山的服务年限，提高社会效益。缓倾斜极薄矿体的开采难度较大，效率低，方法较多。本文重点探讨削壁充填采矿法在开采缓倾斜极薄矿体中的优化应用。

1.礦区开采条件

该矿矿体呈串珠状或脉状，矿脉形态沿倾向和走向的变化较大，且均不连续。矿体上盘的围岩是由玄武岩、千枚岩、杂砂岩等构成的，较低的蚀变作用，顶板也不连续。整个矿区的面积在0.8693km2，主要以生产黄金为主，周边还有石英矿、花岗岩矿等。矿脉的厚度在0.1-1.65m之间，平均<0.48m；倾斜角在14°-31°之间，平均在20.5°左右。整个矿脉的品位极高，有明显的矿岩接线，矿石的可爆性优良。可见，该倾斜极薄金矿矿体的开采条件优良，优化其采矿方法将取得良好的开采效率。

2.缓倾斜极薄矿体的常规采矿方法

选择科学合理的采矿方法能提高开采率，降低贫化率，增加矿山企业的经济效益和社会效益。当前我国多数金矿开采中，缓倾斜极薄矿体多采用空场采矿法、分采充填法及削壁充填法[1]。空场采矿法中常见的是倾斜分条全面采矿法，该方法的工作原理是工作人员在相邻两条切割上山内用手持式的凿岩机钻凿水平方向的炮孔，崩矿方向是倾斜方式，然后使用电耙将落在切割上山里的矿石耙出，耙好一条上山后，工作人员手动把落在采场内的矿石耙到切割上山内，接着继续用电耙集中出矿。这种采矿方法存在的问题就是开采效率低，一般单个采区的生产规模最多能达800-900t/d。

分采充填法在开采过程中主要问题是人工操作频繁，工作人员劳动强度和压力大，搬运矿石和充填均需要人工完成。这样一种开采模式下，生产能力较低，有的甚至<10t/d。削壁充填作为一种干式充填法，能很好控制地压，比较适用于缓倾斜极薄矿体的开采。该方法的开采原理是在回采中，工作人员先崩落矿石，通过溜井放出开采的矿石后，再崩落围岩，以给之后的采矿工作留下一定的作业空间。崩落的废矿石要留在采空区，达到初次填充的效果，支撑围岩，也可以作为回采工作的平台。该方法最宜于厚度小于0.8m的矿体开采中。

3.缓倾斜极薄矿体常规采矿方法的优化与应用

3.1将溜井改为溜槽

该金矿的矿体是缓倾斜矿体，倾斜的角度不大，使用削壁充填法采矿时，溜井溜矿难度较大。矿体倾斜角在30°-33°之间时，很难下放矿石，容易出现卡堵的现象[2]。为了解决这种卡堵现象，工作人员一般会选择爆炸的方式来解决，但是在爆炸时很容易损坏溜井的井壁。对此，可以采用溜井改为溜槽的优化方法，将整节的溜井改成半圆的溜槽，一旦出现堵塞溜井的情况，工作人员就能利用天井内的梯子来到达堵塞的位置后，用工具疏通来提高出矿的效率，减少损坏溜井的可能，减少爆破材料和后期维修的成本。此外，这种优化方法还能降低开采区使用溜井的一半费用。

3.2削壁充填采矿法的优化

削壁充填采矿法的主要优势是能分采矿岩，开采顺序正常是先开采围岩，然后开采矿石，或者根据矿区现场的实际情况交替进行。具体如下：如果矿脉的厚度小于0.3m或矿体倾斜角较小时，可以采用先采围岩，后采矿石和两者交替开采的方法；如果矿脉的厚度在0.3-0.5m之间，且矿岩的分界面光滑清晰、矿脉稳固的话，使用围岩和矿石交替开采的方法；如果矿脉的厚度高于0.5m，但顶板不稳固、矿岩接触面不清楚时，可以采用先采矿石，后采矿岩的方法。同时，可以根据顶底板围岩的稳固性决定围岩分采的部位，如底板稳固，围岩分采的是底板围岩；如顶板稳固，围岩分采的是顶板围岩。

此外，根据围岩的实际情况和矿体的厚度来选择先采矿石后崩围岩的采矿方法。正常情况下，金矿是不能进行地面塌陷的，常用的是先开采后充填的方法来进行地压管理，以最大程度的降低塌陷区造成的地质灾害影响[3]。充填法分为干式充填和湿式充填，干式充填是将废石充填在采空区，能很好的处理矿山在掘进时产生的废石，经济效益优良，但是充填效果不及湿式充填法；湿式充填法是利用水动力来输送充填体到采空区，动力是水，并加入水泥速凝剂凝固后进行充填，充填效果良好。该矿山选用的是干式和湿式两种联合的充填方法，工作人员搬走矿石后，将下盘的围岩崩落进行初次充填，利用矿山自带的充填系统将灰砂比为1：10的胶结体通过充填管进行充填，构成高强度的光滑水平的胶结面后，进行崩落矿石。

3.3优化崩落的围岩厚度

优化崩落的围岩厚度，确定合适的崩落围岩厚度是削壁充填法在回采中的重要工作。如果崩落的围岩厚度太小的话会使得作业空间不够，降低采矿效率，如果崩落的围岩厚度太大的话会增加炸材的消耗量，加大横向作业的空间，但是相应的会减少纵向作业的空间，与作业需求是不符的。以某采石场为例，将崩落围岩的厚度设定在0.7m，采石场的采高H1为4m，进尺L为2m，崩落顶板围岩剥落的高度H2为3m，矿体的厚度A1为0.8m，崩落下盘毛石的厚度A2为0.7m，崩落后围岩的松散系统a为1.5。则该采石场围岩崩落后，其毛石的高度H1=a×A2×H2/（A2+A1）=2.1m。对其充填0.4m的胶结体，则其空顶的高度为H1- H1=1.5m。这与作业空间的要求是相符的，且其围岩剥落厚度0.7m是科学的。

3.4出矿方法的优化

正常情况下，金矿的出矿方法有三种，一是使用人工扒渣的方法进行出矿，工作人员能在任何地点进行作业，灵活度大，但是效率低且劳动量大。二是使用中小型的出矿设备进行出矿，如电耙出矿法，这种方法的成本和设备维修率均较低，但是出矿效率也不高。三是使用大型出矿设备进行出矿，如铲运机出矿，这种方法的出矿率高，但相应的成本也较高。该矿体是极薄矿体，采矿的空间不大，矿脉的厚度较小，采用的是稳定性能较高的电耙出矿法。

3.5优化效益

通过对该矿体采矿方法的优化和应用后，取得了良好的经济效益和社会效益，提高了开采率，降低了贫化率，减少了材料成本。使用普通的削壁充填采矿法后，矿区的生产能力是17t/d、采矿功效是4.3t/d、损失率和贫化率分别高达4.2%和5.3%，而通过将溜井改为溜槽后，矿区的生产能力提高到33t/d、采矿功效为8.3t/d、损失率和贫化率分别下降至3.2%和4.5%。可见，优化缓倾斜极薄矿体的采矿方法是必要的，有显著的效益。

4.结语

总之，削壁充填法是目前缓倾斜极薄矿体较为优良的采矿方法，对提高开采率，降低贫化率效果显著。根据矿脉的倾斜角等对采矿方法的优化，能取得更加显著的效果。如对倾斜角较小的矿脉，使用溜槽的方法放矿，能有效改善溜井方法造成的爆破损坏的问题。

参考文献

[1]黄程辉，王洪，肖高利.矿岩分采提高低品位缓倾斜薄矿脉回采效率的技术探讨[J].湖南有色金属，2014，25（04）：16-17.

[2]于常先，付其锐，吴若菡.全充填嗣后连续采矿法在缓倾斜薄矿脉矿柱回采中的应用[J].黄金科学技术，2014，33（02）：19-20.

[3]周科平，翟建波，张亚民.缓倾斜薄矿体采场伪倾斜布置及参数优化研究[J].广西大学学报（自然科学版），2012，24（02）：36-37.