采矿工程中采矿技术的应用研究

徐安原，赵加栋

（昆明金因润通冶金有限责任公司，云南 昆明 654100）

目前，在很多采矿工程中，所用采矿技术方法都存在或多或少的问题与不足，无法满足实际生产与未来发展要求。因此，应重视并积极采用新型采矿技术措施，提高采矿的整体技术水平，达到预期的经济效益指标。

1 矿床概况

某矿区大面积出露中元古界双桥山群浅变质岩系，缓坡段与沟谷可见第四系，含矿岩系以双桥山群为主。矿石主要为原生矿石，金属硫化物的平均含量约为2.516%，其含硫量为1.27%左右，为典型贫硫金矿石。矿区的主要矿体赋存于I带中下部，约占总量68.70%，其走向长度与倾向延伸分别为1910m、1480m，走向与倾向都具有良好连续性，厚度可达26.88m，倾角与品位分别为22°、5.05×10-6，松散系数为1.65。矿体与顶板和底板围岩都为层状岩体，完整性与稳固性均较好，硬度系数在8-12范围内，虽然断层数量较多，但总规模较小，且水文地质条件较为简单。在投产初期，因受到装备和技术水平的影响与限制，采用平巷扩采，该方法对在回采缓倾斜薄矿体时较为合理，而中厚-厚大矿体，由于受到空区出矿、浅眼凿岩和人行通风等因素的影响，导致回采率相对较低，条柱与顶柱无法实现二次回采。空场嗣后填充能处理采空区，同时大规模中深孔落矿能保证作业安全，减少工作量，提高实际生产能力，避免冒顶等现象发生，并且还能减少尾砂量，使尾砂库的使用寿命得以有效延长。在试验过程中，借助浅孔留矿法进行爆破切割槽施工，以此为爆破创造足够的爆破空间。

2 矿块的合理划分与采场参数

（1）矿块合理划分。试验采场的长、宽分别为60m和37m，在短轴方向上可以分成两个不同的矿房，在矿房之间预留的条柱视作永久损失，矿房的长度与盘区完全相同，即60m，矿柱与矿房的宽度分别为70m、30m。在矿房的平行方向上，设置双电耙道，采用功率为55kW的电耙进行出矿，双侧漏斗收矿[1]。

（2）采场参数。采场主要为大爆破提供补偿空间，将两条电耙巷道布置成平行形式，其长度与盘区的宽度完全相等，均37m，采场的宽度为6m，而高度与矿体厚度相等为16m。

3 浅孔留矿法施工

3.1 技术要求

在中深孔爆破施工过程中，爆破空间与施工质量对采矿试验有直接关系，是重要影响因素之一。对于技术参数，应满足后续爆破施工基本要求，即便处在挤压爆破情况中，覆盖矿岩当中，也应有至少15%的空隙。如果空隙体积不满足要求，则会产生立槽或悬拱。对于爆破切割槽，可使用以下方法施工：浅孔留矿法、垂直天井扩槽法、中深孔爆破一次成井法。在此次试验过程中，主要使用浅孔留矿法，在采场中产生的空间可以提供补偿空间，具有以下几点技术要求：其一，处在矿体厚度最大处，为大爆破施工提供充足抛掷空间；其二，两帮应保持直立，特别是在与首个爆破排相近的位置，应格外注意这一要求；其三，与首个爆破排相近的部分应倾斜一定角度，和矿体倾向保持垂直，此时炮孔能和矿体倾向保持垂直。

3.2 采场的设计

首先，溜矿井边必须和电耙巷道的整体中心线一一对应；其次，对于电耙漏斗，其布置方式主要为：采用双侧漏斗时，其布置方式分成两种，即交叉布置和对称布置，根据现有成功经验，应以交叉布置为主；再次，对于人行天井、通风天井及巷道，在-305m和307线上布置行人天井和通风天井，借助生产勘探工程（其距离在25m左右，都和水平巷道保持相通，若风速不满足要求，则可进行局部通风），而行人天井主要布置在联道，其高差控制在2.0m以内；最后，1号和2号漏斗在电耙巷道的两侧进行布置，采场中共布置4个漏斗， 以此满足生产基本要求。

在对漏斗进行施工时，主要内容包括对斗井进行施工、对巷道进行开凿切割等[2]。

3.3 采场施工

浅孔留矿法的实际施工主要包含两部分，即巷道底部结构的施工和采场中的采矿施工。巷道及其底部结构主要布置于下盘岩石当中，每天可以完成3-4个工作面的开凿施工，各工作面上采用2台钻机实施同步掘进，在出矿方面，采用悬挂点拐弯耙矿，工作面和机台均同时进行掘进，缩短结构施工工期。

采用浅孔留矿法，主要具有以下技术优势：其一，平场工作量相对较少；其二，作业环境良好；其三，钎杆及钎头的实际用量较少；其四，落矿量相对较大，且所用炸药量很少，生产能力强，能形成对采矿安全十分有利的拱形，为控制爆破技术的合理应用创造良好条件。但这一方法也存在以下缺点：其一，大块率高，处理难度大；其二，采矿效率有待提升，需要很长的时间来完成凿岩；其三，采场的平整度经常无法达到较高标准，在平场方面需要进行大量施工，单位长度实际落矿量较少。

3.4 注意事项

（1）采场规格。在试验采场中，其两帮应保持直立，实际欠挖要严格控制在0.5m以内；除此之外，炮孔的方向必须和矿体倾向保持垂直。

（2）控制爆破与预裂爆破。控制爆破主要采用平、立面相互交替的方式进行，先进行水平孔的控制爆破对其中一个分层实施回采，再进行上向孔的控制爆破对另外一个分层实施回采，以此交替。

为使采场帮始终保持在自然垂直状态，或者和矿体保持垂直，在开采的过程中，应通过预裂爆破试验来确定相关技术参数，用凿岩机按照0.8-1.2m的间隔在矿壁先上钻设拱度相同的若干炮眼，对这些炮眼不予耦合装药，起到预切作用，并以相关试验结果为依据，确定适宜的爆破技术参数。

（3）技术经济指标。首先，采矿工作效率达到每台班100t；其次，采矿中，能将损失率有效控制在8%之内；再次，矿石的贫化率不超过10%；最后，炸药单耗保持在0.2-0.4kg/t范围内。可见，施工技术经济指标基本达到预期，施工方法合理可行。

4 结语

近几年，矿山开展的大规模采矿工作相对较少，矿石主要是在回收过程中出矿的；因井下三级矿量无法达到平衡，在采矿中使用固定的采矿方法，面临较大的生产压力；在矿山的提升方式方面，以联合提升为主，提升能力将受到很多因素的影响，如深层矿体的开采、材料运输和人员运输等，导致提升能力无法得到充分发挥。同时，当前的矿山生产，无论是生产任务还是技术指标，都较重，在本矿山中，上述试验采场为样板工程，采用了全新采矿方法，力求通过对这一方法的合理应用，提高整体出矿能力与技术水平，使生产经营上升到更高的水平。