无间柱连续采矿工艺在地下金属矿山的应用

■陈岳会

（金平长安矿业有限公司云南红河661500）

无间柱连续采矿工艺在地下金属矿山的应用

■陈岳会

（金平长安矿业有限公司云南红河661500）

国内外采矿界中，地下金属矿山的采矿工艺一直备受关注。无间柱连续采矿工艺的主要经济优点在于对井下工人作业条件和环境的优化；矿山在进行机械化不间断作业时，可以有效的缩短采场回采期，优化深部地压的管理和控制。本文着重描写了地下金属矿山中无间柱连续采矿工艺的研究，希望能对相关的工作与研究提供借鉴。

无间柱连续采矿采矿工艺地下金属矿山

0　前言

在传统的金属矿地下开采中，普遍沿用对矿房矿柱进行划分，先矿房后矿柱的回采方法进行开采。但因为所留间柱的回采相对滞后，间柱可能因为变形遭到破坏而导致回采困难，进而降低生产效率，提高作业成本，造成回采过程中资源的大量损失。同时，作业线的逐渐拉长，也为矿山开采管理带来了不小的挑战，严重制约着矿山的经济效益。地下金属矿山的不间断采矿工艺技术能真正实现缩短回采时间、深化地压管理，实现采矿作业的机械化和连续化发展，提升采矿工作的综合生产力。由此可见，高效连续的回采采矿法研究已成为采矿界应用技术的发展方向，影响着整个采矿业的发展。

1　工业试验矿区中采矿技术条件

对于某工业采矿区来说，主矿体主要分布在石灰岩和花岗岩长岩体相交之处，矿体倾斜角在76°到89°之间，体长通常为480到671m，平均厚度在18到29m，沿走向矿体为弯曲的透镜状到似板状。矿体以浸染状含铜磁铁矿为主，也可能含有少量其他成分，矿质稳固，一些区域的稳固性隐节理发育而表现为越来越低的状况。顶盘一般由花岗闪长岩组成，接触带为呈块状的灰色蚀变花岗岩长岩，f为6到8，其中含有少量绿泥石和高岭土，具有较差的稳固性［1］。底盘则由下统灰岩构成，f为8到12，主要由方解石组成，稳固性强。

2　无间柱连续采矿工艺的运用

2.1运用无间柱连续采矿工艺的试验

具体试验方法为：在矿段作业中将矿段当作回采单元，不保留间柱进行作业，利用下向平行深孔侧向崩矿，在振动出矿机底部设置成无二次破碎水平的结构。利用分节式运输列车运输矿石。在崩矿的作业中，临时保留靠充填空区一侧的矿壁，待本段出矿工完毕后进行二次崩矿，强化出矿，并结合相应措施填充空区。选择三个相邻矿段进行平行采切、填充和回采，并在采矿工作面上进行阶段性的推进［2］。

例如，实验矿段为高48m，长45m，将其划分为宽度不等的两个区域进行作业，对其中一个15m宽的区域进行开采作业，完成崩矿及出矿后留下5.5m的空间作为临时矿壁，再利用高水尾砂胶结料迅速填充其他部分。待二分区结束崩矿和出矿后，将这个5.5m的临时矿壁崩落，并迅速放出。试验中，采矿场的结构主要为：第二个分区是振动出矿的平底式底部结构，器械则选用优化的连续振动机组进行操作并出矿。在填充材料选择中，一分区为复合型高水速凝材料，而二分区为全尾砂。具体采矿过程为第一矿段进行回采之后，开始第二矿段的回采操作。

2.2回采工艺

2.2.1凿岩爆破工艺

凿岩过程中，采用孔径为165毫米的CD-90型钻机进行，利用深孔柱状药包从侧向挤压崩矿。将切割天井当做自由面，通过深孔爆破分次扩槽形成新的切割槽，并以此为自由面，通过侧向崩矿对一分区进行矿石崩落，待其出矿作业结束之后即将进行填充的时候，对二分区进行崩矿出矿。

2.2.2出矿及矿石运输

将试验矿段分成两个操作区域并进行回采，设计一分区为漏斗形底部结构，通过T4G设计二分区为无二次破碎水平的振动出矿底部结构，并利用连续振动机组进行出矿作业。

2.2.3对采场的填充

在一分区崩矿出矿作业完成之后，通过高水尾砂进行固结作业，并对其中的踩空区域进行适当填充，形成具有1.5MPa以上强度的填充体。之后以全尾砂对二分区开展填充作业。

2.2.4监测采矿场的地压

为检测并分析爆破振动冲击与地压施工下填充体的抗震性、稳固能力等，了解在采集过程中崩矿时间段内临时矿壁地压的稳定性，必须对地压进行监测。对一分区的填充体和上盘围岩、临时矿壁进行实时监控，具体利用对岩音和位移的检测来进行。在此过程中使用的仪器为RS-1614或SIR-2系统。

3　在连续采矿中，相关装备的选择及流程

在连续采矿过程中，出矿振动机组的操作系统以7节HZY型分节振动运输车、原矿振动条筛、溜井下部装载、中断运输等组成。实际操作流程为：在采场进行对矿石的崩落——在出矿口放出振动出矿机——使用振动运输车进行矿属的运输——溜井口振动条筛的使用——将合格块度矿石运输到溜井——通过XL-20型7t架线式电机车——回到主井矿仓。通过这样的过程，来完成在采矿场从采矿、出矿、运输、筛选矿石和处理大块的一系列操作。

4　研究成果

本研究对各项技术的经济指标均达到或超过科研规划相关指标，经济效益较为明显。主要有以下几个方面：一是实现了将矿体分段，并以矿段为单位进行无间柱连续回采，突破了传统采矿工艺中将矿体划分矿房与矿柱的回采方式有效降低矿石损失，缩短作业线；二是对回采工艺进行了创新，在矿段内进行分区回采不仅能满足连续采矿工艺需求，更能满足快速充填，协调与平衡落矿出矿、采切、充填之间的关系；三是对深孔爆破与定向致裂技术进行了研究，对大直径深孔施爆破工艺进行了创新发展，有效提升崩矿质量，提升单次崩矿量、降低大块产出率、崩落矿石块度均匀；四是对采场连续出矿工艺系统与全套设备进行了整合。

5　结束语

综上可见，对采矿技术中无间柱连续采矿法的分析，以及对地下金属矿山进行连续采矿的技术探索，才能真正帮助采矿工作实现在实际作业中的发展。只有在实际生产工作中，根据矿山和工程的现实状况进行无间柱连续采矿工艺技术的使用，才能真正推动地下金属矿山工作。其工艺发展才能真正成为具有机械化、连续化、生产集中化特点的现代化工艺，进而真正为开采矿石带来经济效益的稳步提升和发展。

［1］吴爱祥，胡华．地下金属矿山无间柱连续采矿工艺技术研究 ［J］．金属矿山，2012，10 （02）：9-12．

［2］余佑林，杨仕林，杨文．地下金属矿无间柱连续采矿法研究 ［J］．有色金属（矿山部分），2013，02（02）：6-9．

P61［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-101-1