缓倾斜复杂矿体开采方法探讨和安全保障措施综述

2019-02-10张浩法马小丽

世界有色金属 2019年14期

张浩法，彭森，马小丽

（1.山东黄金矿业（鑫汇）有限公司，山东青岛 266700；2.山东黄金归来庄矿业有限公司，山东临沂 273306）

我国金矿开采的历史悠久，但是大规模开采的时间较短，所以在技术、设备、管理等方面，都和发达国家存在一定的差距。而随着经济建设的发展，我们对于开采技术的要求也有了提高，不仅要求低消耗，而且要求高效、环保，而缓倾斜复杂矿体采矿法就是一种很好的方法。

1 我国金矿资源及开采情况简介

（1）我国金矿资源简介。我国的金矿种类繁多，有一大部分是1伴生矿[1]，资源分布的范围非常广，但是储量却相对集中，而且小型矿比较多，品位大多处于中等。黄金属于贵重金属，而在金矿开采的过程中，不可避免的存在着矿石损失率，为了提高企业收益，在矿石开采的过程中，我们要进行综合考虑，选择合理的开采方法。

（2）金矿开采的常用方法。基于技术的发展，和生产能力的提高，在现代的矿体开采中，大多数企业选择充填法，和崩落法进行开采。充填法在我国的使用时间比较长，在使用过程中，逐渐受到了矿业和黄金部门的喜爱[2]，其中的浅孔留矿法，更是占据了近一半的生产市场。对于大体稳定但局部不稳定的急倾斜矿体，是非常合适的操作方法，在实际开采的过程中，浅眼留矿法不需要复杂的机械设备支持，技术工艺相对简单，且对于坑木的消耗比较少，而且由于矿石比较小，所以工人的劳动效率非常高，出矿率也就相对提高了。对于中小型矿业来说，这种投资少见效快的生产方式，有着强大的优势。但是它也有自身存在的弊端，由于没有设备支撑，所以工人的劳动力非常大，且工作环境存在隐患，对顶板支护的要求非常高。并且不利于机械化生产的实现，回采过程的出矿率低，使得投资成本不能及时运转，限制企业的发展。而崩落采矿法，就是让矿山围岩人为或是自然崩落，将采空区进行填充的开采方法。分层崩落法具有损失率低的优点，但是它的工作场地安全性低，需要支护投入，而且产出量小，生产效率低，工艺技术复杂。而阶段崩落的方法，具有生产效率高，产量大的优点，但是由于使用爆破或者深孔的方式进行矿体崩落，而且矿岩容易陷落，所以损失率高。而崩落采矿法最大的限制，就是对施工场地要求较高，因为矿体要落在地表上，所以有河流、电线、淤泥、铁路公路等的地面，就不能使用崩落法了。

2 缓倾斜复杂矿体的开采

2.1 缓倾斜复杂矿体的定义和开采原则

“缓倾斜复杂矿体”是指矿体倾斜在30°以下，矿体厚度变化较大，而且矿岩稳定性前后数值不一样的矿体[3]。在急倾斜、倾斜和缓倾斜三种开采技术划分中，缓倾斜矿体的开采难度最大。因为坡度太过平缓，矿石不能自己从坡上滚落，而且矿岩厚度和稳定性不均匀，所以需要使用机械进行作业；而矿井的空顶高度比较大，所以对于日常的顶板维护，和施工过程的监测，都有较大的要求。

安全、高效、环保，是矿产开采的基本原则，所以，在保证安全环保的前提下，进行高效的开采，和矿产资源的回收利用，是一个重要的目标。

2.2 缓倾斜复杂矿体的开采方法选择

我们常用的矿体开采方式，都有着独特的优势和缺陷，所以对于不同的矿体情况，我们要选择不同的开采方法，而对于缓倾斜复杂矿体的开采，我们更要先进行具体的分析，才能制定合适的方法。首先，我们要把复杂矿体进行类别划分，按照矿体的不同厚度，区域矿岩的稳定性，分成不同的类别，根据具体情况，制定开采过程的具体设计，并且采取有针对性的支护措施。

由于黄金是贵重金属，所以我们在制定开采方案的时候，要充分计算考虑矿石的消耗和损失[4]，以及达到的经济效益，还要研究计划的可行性，以及开采过程中可能会遇到的问题。

3 缓倾斜复杂矿体开采的安全保障措施

3.1 缓倾斜复杂矿体的矿岩稳定性分级

对于金矿开采的安全环保，是现代资源开采的必然要求，要做好安全保障措施，首先就要确定好矿岩的稳定性，光靠测量岩石的硬度是不够的，现在常用的是ShapeMetrix 3D非接触节理裂隙扫描系统、RMR和BQ等分级手段进行测评[5]，通过试验计算，不仅能够确定矿岩的强度，而且能够让我们了解断层和裂隙等造成的影响，结果更加全面和准确，可以帮助我们制定合理的顶板支护手段，保证地下开采的过程中，不会因为支护不足造成坍塌，发生严重的矿山事故，影响工作人员的安全。

3.2 矿岩的顶板支护措施

在开采的过程中，支护矿岩的稳定性是保证安全生产的重要环节，对于不同稳定性的矿岩，我们要采取不同的顶板支护方式,比如水压支柱支护、锚杆支护等。通过对矿岩的稳定性分级，以及计算、情况模拟等，我们可以合理的选择顶板支护的类型，并且调整网度参数。这不仅有利于我们开采工作的安全进行，还能够把支护部分的成本降到最低。

3.3 缓倾斜复杂矿体的地压监测网

结合顶板离层仪、应力计以及微震监测等设备[6]，我们可以对开采过程有全面精准的把控，对于顶板变形等情况也可以及时发现，这对于工人的开采工作，以及井下的机械设备运行，可以起到保障安全的重要作用。

3.4 采空区的处理办法

在开采工作结束后，会形成很大的空洞，也就是我们说的采空区。采空区如果不进行合理的治理，就会形成严重的安全隐患，很容易导致塌陷的问题。所以，在缓倾斜复杂矿体的开采工作结束之后，我们要注意将采空区进行封闭。但最好的办法，就是把开采过程中剩下的废石、废砂等，都填充到开采出的空洞里，让采空区避免坍塌，这样可以减少废石出坑的成本，而且可以消除采空区的安全隐患，一举两得。