倾斜—急倾斜厚矿体采矿方法的探讨

2019-02-09杨卫东

世界有色金属 2019年7期

杨卫东

（河南发恩德矿业有限公司，河南洛阳 471700）

倾斜—急倾斜厚矿体是一种比较特殊的矿体类型，其具有着显著的开采特点，为了实现对此类矿体的安全稳顺利开采，经过不断的发展也是产生了诸多的采矿方法，但是在实际的应用中都存在一定的局限性，为了实现更好的矿体开采效果，本文就以某案例进行分析，对其采矿方法进行深入的研究。

1 工程概况

在某矿段中，其一矿体的边界呈现出平整、构造轻微破坏、结构比较简单、稳定品位和厚度变化不是很大等特点。其矿体的产状和岩层的产状是一致的，呈现出单斜、层状和陡倾状态。矿体是北东约25°走向，且倾斜受到白岩背斜的轴部宽缓和东翼的急剧变陡等限制，从而表现出总体的南东倾向，而局部是略朝北西进行倒转。具体的表现为于1200m的标高上矿体的倾角是比较平缓的，一般在15°～40°范围内，而在1200m～1000m其倾角出现急剧的变陡，且倾角在40°～80°范围内，在1000m～900m矿体的倾角是近直立且略朝北西进行倒转，在900m的标高下就恢复了正常的产状，且倾角约为85°，因为G1的夹层是分隔的，矿体也就分为a和b两层[1]。在1200m的标高上其倾角在40°～65°范围内，其平均的厚度是15m，是一种中等的稳固性岩层。在b矿层中，其b矿层是通过团块状、条带状和假鲕状态白云质的磷块岩与致密状磷块岩所构成，超过1200m的标高上其倾角在40°～65°范围内，其平均的厚度是15m。

在顶板中，其顶部主要是浅灰色的薄层状态含磷的碎屑白云岩、条带含磷质白云岩和不稳定性条带状的白云质其磷块岩所组成，且平均的厚度为5.4m，其顶底的界线是十分清楚的，在其上接触的局部能够见到冲刷的现象，是一种中等的稳固性岩层。其底板是灰色的中厚层状具有微细粒的白云岩，在中间夹有不稳定性白云状的粘土岩，且平均的厚度为11.5m，是一种中等稳固性的岩层。在a、b的两矿层间是一中稳定的夹层，也为b矿层的直接性底板，而a矿层的直接顶板主要是浅灰色的中厚层含磷微粒的白云岩和顶部中不稳定性硅质团块所组成，且在中间夹有不稳定性白云质的磷块岩和硅质的透镜体，且平均的厚度是4m。

2 急倾斜厚矿体采矿特点

在急倾斜的厚矿体采矿中，采场内的工作环境是比较差的，且人员的安全保障也比较低，尤其是在采矿中对急倾斜的厚矿体进行凿岩、爆破、支护、矿石的运搬等，这些工作往往都是在大面积呈现暴露的顶板所实施，因此，急倾斜的后矿体具有作业的环境差和安全的程度低等特点。另外急倾斜的后矿体其采场的尺寸等一些结构参数是很难控制的，尤其是一些采场跨度与顶底柱的尺寸大小等参数，因为矿体的厚比较大，这也就造成顶板暴露的面积增加，想要确保采场和中段运输的巷道等一些地下的构筑物具有良好安全性，就一定要扩大其顶底柱和间柱厚度，而往往会造成矿石出现损失，所以若地表在不允许出现塌陷中，急倾斜的厚矿体在开采中就需要具有科学合理的采矿法[2]。

3 采矿方法选择

按照矿体的赋存条件状况，在本文矿段中主要采矿法是普通分段的空场法、矿体阶段的矿房法与无低柱的分段式崩落法。不管是任何一种类型的采矿法都具有一定的局限性，本案例中就采用了组合式的采矿法，其以岩石的力学当作基础，对采矿的工艺、采场的结构和设备等内在的联系进行协调，形成一种既依存且独立的采矿法，具有不同类型采矿法特色与优点。

在此种组合式的采矿法中，其是将束状孔当作量球形的药包爆破的技术为基础而形成的高效采矿法，其回采的单元包括了矿房的采场与崩落的采场等两部分，其矿房的部分按照空场的采矿法进行回采，将放完矿空场当作回采单元其剩余的部分矿量进行大量的爆破来用作补偿的空间，对回采单元其剩余的部分矿量和同上水平底柱进行一次性整体的崩落，其补偿空间总体积确保崩落矿岩的接触面空间位置没有出现明显位移，确保崩落矿石与崩落围岩所崩落体工程基本界面[3]。

4 采矿方法应用分析

（1）结构和参数。其阶段的高度在30m～50m，而分段的高度为11m。其矿房的走向长为100m～300m，而矿房的宽为10m、矿房的高度为7m、房间的间柱宽为4m、斜顶柱的真厚为4m。

（2）采准工作。因为矿体的走向长为600m，因此于矿体的下盘进行一条和矿体走向垂直运输的大巷布置，其各分段进行脉内的运输平巷布置，也就是a矿层和b矿层都进行分段运输的平巷设置，且各分段间通过无轨自行的调度设备以斜坡道进行连通。另外把矿体划分成50-100×35m矿块，并与采场的底部进行堑沟的巷道、出矿的进路和出矿的联络道等掘出，通过中深孔的爆破拉底产生出矿的堑沟，矿房的下部堑沟于回采前就要形成，而矿柱下部所对应堑沟要与采场的整体崩落完成后而形成，且于矿体的下盘要沿着脉联络道，间隔有50m～80m进行一条脉外的溜井布置。

（3）切割工作。在矿房的回采前，要进行切割工作，主要包括了立槽和横巷的切割，在立槽的掘切割前，要先于矿房两侧进行横巷的掘切割，则两切割的横巷长度和分段平巷跨度之和就是矿房的宽度。后于分段的平巷端部其中央沿着矿层朝挑顶进行立槽的掘切割，长度约是3m，且将切割横巷和切割立槽当作矿房的回采自由面与补偿的空间。

（4）回采的工艺。凿岩：于凿岩的硐室通过高压环行的潜孔钻机进行Ф127mm下向的垂直深孔钻凿，要求孔距为3m～4m、排距为2.5m，在凿岩的硐室内通过钻机进行上向的中深孔钻凿，用在矿柱的崩落中。爆破：在进行矿房的回采中，主要通过束状孔的水平性高分层的落矿技术应用，要求分层的爆破高度和束间距等一些布孔的参数要相适应，一般为5m～8m，在每次的爆破后都要出矿，在矿房底板的分层回采到最小的安全厚度为15m时，再实施整个采场整体一次性的崩落爆破处理。将矿房回采产生的空场当作整体采场崩落补偿的空间，如果矿房的回采所产生补偿空间总体积要比矿柱爆其破所需补偿的空间大，在矿房内保留部分的矿石要不放出，来确保整体崩落矿石没有出现明显位移情况。

（5）采场通风。在采场主要通过矿井的主风流来通风，其新鲜风通过联络道进到凿岩的工作面内，而污风通过另一侧的联络道到回风巷中，后由回风井将其排出到地表内。于凿岩的硐室与出矿的进路内进行局扇的配置来强化通风的效果。