缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的应用研究

毕可

摘 要：就目前来看，我国缓倾斜中厚矿体的机械化开采还处于起步阶段，落后的开采技术使得缓倾斜中厚矿体在开采作业中还存在一些问题。简要分析了缓倾斜中厚矿体的特点，探讨了缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的具体应用，旨在为提高缓倾斜中厚矿体的机械化采矿技术水平提供参考。

关键词：缓倾斜中厚矿体；机械化开采；采矿技术；出矿设备

中图分类号：TD803 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.161

缓倾斜中厚矿体的开采一直是制约我国采矿业发展的重要问题。随着科技的发展，缓倾斜中厚矿体的机械化开采得到了一定的发展，但在实践中还存在一些技术问题。基于此，本文主要研究了缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的应用。

1 缓倾斜中厚矿体的特点

缓倾斜中厚矿体的倾斜角在50°～300°之间，在开采的过程中，要保证其开采厚度在5～20 m之间。与传统矿体相比，缓倾斜中厚矿体的开采难度较大。我国针对缓倾斜中厚矿体的采矿技术和采矿工艺目前还不太成熟，如果利用当前的采矿技术和采矿工艺开采缓倾斜中厚矿体，很可能会对矿体的整体开采质量造成影响，同时开采效率较低、资源浪费较大、开采成本较高。此外，如果在缓倾斜中厚矿体开采中出现失误，则有可能损坏开采机械，并对矿体的周围环境造成影响。

缓倾斜中厚矿体的开采受到开采技术的限制，需要借助机械设备运出崩落的矿石，这就需要通过一定的支护、防护工作来保证运输作业的安全。但在实际中，这种防护工作做得并不到位，导致在缓倾斜中厚矿体的开采过程中容易发生安全事故。而如果从底部挖掘开采，势必会增加底盘挖掘的面积，很容易出现漏斗现象，这就需要在开采的过程中提高采切比。但这会增加开采成本，并且在开采的过程中，崩落的矿石不可能自行掉落，需要人工或机械搬运矿石。一些采矿技术发达的国家利用先进的自动化设备搬运矿石，不仅有效提升了开采效率，还减少了安全事故。

2 缓倾斜中厚矿体机械化开采技术的应用

缓倾斜中厚矿体的开采难度较大，但其机械化开采技术的研究空间较大。本文以山西某矿山为例，简要介绍了缓倾斜中厚矿体机械化开采技术的应用。

2.1 应用项目概况

本文所研究的缓倾斜中厚矿体机械化开采技术的应用项目为山西省某矿山，是典型的二期工程。矿体倾角达到了53°，平均开采厚度为18 m；采用的是国内生产的出渣设备，国外生产的凿石设备、回采作业设备和深孔装药设备，该深孔装药设备功能强大、应用范围广，且能自动吸药、显示装药速度；在每一个掘进循环中，掘进进尺达3～3.5 m；所选择的采矿切割槽位于矿体较厚的矿房中部。

2.2 应用问题分析

在缓倾斜中厚矿体机械化开采技术的应用过程中，主要存在以下两个问题：①由于矿体的倾角为53°，倾角较小，因此在开采的过程中，不能利用重力作用来搬运崩落的矿石，只能依靠爆破或机械的方式来实现崩落矿石的转移；②顶板面积随采空区的增大而增大，这就对护顶技术提出了更高的要求，一些可靠性、安全性较差的护顶技术无法解决由顶板面积增加而引发的安全问题，导致大型无轨设备无法在采空区开展作业。

针对上述两个问题，在应用项目矿区采用了“大盘区，小分段”的设计思路。针对护顶技术，采用了重力放矿的方式，以保证回采区工作人员和作业设备的安全性。这种按倾斜度分段的方式不仅能保证良好的作业环境，还能让无轨设备在有水的环境下工作，有效提升了工作效率。

2.3 具体应用过程

具体的应用方案为：①设计规划循环掘进系统，利用风井、切割平巷测量运输巷道的断面尺寸，对掘进活动中的凿岩设备进行分析，引进全液压式凿岩台车，保证铲运机支持出渣设备的运转；②根据缓倾斜中厚矿体的实际厚度和煤层划分来实现自由面的分段、连续爆破；③将待崩矿体按长度分为三段，并确保空区两边位置的有效呈现，保证后续开采工序的连接。

根据矿体的实际情况，设计爆破参数如下：孔径为80 mm，孔间距为1.4 m，孔深为27 mm，炸药单耗为1.2 kg/t。为了给切割槽提供足够的爆破空间，可以在两边放置扇形的炮孔，最终形成一个宽度达7 m的矩形空间，保证爆破的顺利完成。在爆破过程中，将切割槽作为自由面，从两侧向中间进行爆破；将整个矿体按30 m、30 m、23 m的长度划分为三段进行三次崩矿，其中，第一次崩矿受到了切割槽空间的限制，切割槽两边的崩矿范围为11 m、12 m，而空区两边的崩矿范围都为15 m，其他崩矿范围为30 m。崩矿炮孔的密集系数为2，二次破碎在内的炸药单耗量为0.53～0.63 kg/t，崩矿量达到了7.7 t/m。

在缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的应用过程中，出矿设备的性能是重中之重。工作人员要保证出矿设备的性能满足盘区的生产需求，以提高工作效率。在本次应用项目中，选用的是国外生产的出矿设备。该设备性能优良，能够满足大规模地下矿山开采的出矿需求，有效提升开采效率。

在缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的应用过程中，还要注意通风问题。在本应用项目中，为了解决通风问题，挖掘了3条天井用于回风，保证在回采的过程中新鲜空气能够流通到采空区，并经过回风巷、回风天井顺利地排出，这对运输水平的提升有着重要意义。在回采工序完成之后，先前挖掘的回风天井可作为充填井，通过尾矿充填和废石充填处理采矿工程中的采空区。这样不仅能提升充填材料的强度和透水性能，同时还能有效降低废石和尾矿的地表存量，减少废石和尾矿对地表环境的污染。

3 结束语

本文主要以山西省某矿山为例，探讨了缓倾斜中厚矿体机械化开采技术的具体应用，希望能够提高缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的水平。

参考文献

[1]韩国庆.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].黑龙江科技信息，2014（21）：37.

[2]何威伟.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术探析[J].内蒙古煤炭经济，2015（08）：160-161.

[3]张鹤生.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].黑龙江科技信息，2013（24）：44.

〔编辑：王霞〕