薄矿脉开采技术方法研究

周 晓，冯延昭

（山东烟台鑫泰黄金矿业有限责任公司，山东 海阳 265147）

薄矿脉是我国矿山资源重要的赋存方式之一，尤其是在一些稀有金属的矿山的开采过程中，薄矿脉更为普遍，例如，我国的锑矿、钨矿、银矿及金矿等，多数情况下均以薄矿脉的方式存在，这类薄矿脉有着较为一致的特点，就是厚矿极小，薄矿较多，其在薄矿脉的走向、倾向的变化较大，通常在同一个矿区范围内有着不同的开采方法。同时，从当前普遍采用的开采方法来看，存在的薄弱环节较为明显，例如，当前应用较多的浅孔留矿法，对于矿体的边界控制难度较大，导致整个开采的贫化率和损失率较高，甚至达到了70%，同时，选择使用的电耙的方式出矿，矿石的总体搬运难度较大，人工劳动力量较大，工作效率较低，不利于提升整个企业的生产效率和经济效益。针对当前薄矿脉开采工程中存在的相关问题，全面结合矿山的实际条件，如何提升整个矿石的采出率，降低矿石的贫化率和损失率，提升开采环节的经济性已经成为了薄矿脉开采过程中需要重点解决的问题之一。因此，对薄矿脉开采技术方法进行分析有着较为重要的意义[1-3]。

1 工程概况

某矿的0号矿体就属于较为典型的薄矿脉，倾斜的角度为9°，厚度在0.9m左右，矿岩整体较为稳定，其中包含的错位、断层情况不是太普遍。矿石的底板岩层为绢云母板岩，总体较为坚硬，附存较为稳定，不容易出现风化。顶板的岩石为长石石英硬砂岩，岩性总体较为稳定，不易出现风化，没有岩溶情况。且从矿石的总体附存情况来看，没有出现较为明显的涌水，在断层的位置也仅有少量的裂隙水。

2 薄矿脉开采技术方法

2.1 采场的结构参数和回采顺序

在设计出矿山的开采方案之前，首先需要将采场的布置和回采的顺序确定出来。结合本次薄矿脉的赋存情况，设计的开采顺序为从下到上，回采的具体顺序为从中间到两头，采场的整体长度是80m，宽度为68m，开采的厚度为1.6m。

2.2 采准切割设计

在对本矿井进行采准切割设计时，考虑到矿石出矿，矿井的通风、运输等环节，沿着整个矿脉逆倾斜的方式布置切割上山，见图1所示。断面的高度×宽度为2m×2m，在整个采场的顶部位置布置回风平巷，实现和中段沿脉巷的连接，从而形成矿井通风系统。由于设计废石与矿石分采的方式，在运输大巷的位置布设了出矿巷道，在该巷道上打设了矿石溜井，溜井的宽度和长度为1.5m×1.5m。同时，在沿脉巷和采场布置切割巷道，为铲运废石和矿石及回采作业提供空间。

图1 采场采准切割工程示意图

2.3 具体回采工艺设计

在进行回采时，按照分采废石和矿石的方式进行，将整个作业空间布置在采场中央的切割上山的位置，然后从采场的两边回采到整个采场的端部。首先对下部的废石进行开采，形成整个开采的回采空间，然后再对矿石进行开采。在形成回采矿石作业面之后，两端分别开挖矿石和废石，在每个循环工作中，主要包含的步骤为：首先进行凿岩，然后进行爆破，再进行通风、撬毛，最后进行出矿。

（1）凿岩爆破施工设计。凿岩爆破施工作为首要环节，在具体施工时，本次选择使用YT28型潜孔凿岩机进行凿岩，凿岩孔设计为梅花形布置方式，深度控制在2.5m左右，孔和孔之间的距离设计在1m左右，孔和孔之间的排距设计在0.8m左右，选择使用的岩石炸药。在工作面进行推进时，设计采用的是倒台阶的方式进行推进，采场的高度控制在能够满足机械和人工作业即可，主要控制在2.5m之下，控制爆破废石的工作面在矿石的作业面前部10m左右，从而确保爆破废石、回采矿石均有各自的工作面，这对于降低矿石的贫化率是非常有帮助的。

（2）采场通风和撬毛设计。本次设计的采场通风的方式为，从沿脉运输巷中进入新鲜风流，风流首先到达采场作业面，然后到通风上山，过了通风上山之后到回采平巷，最后到达回风大巷。在进行了凿岩爆破之后，控制在50min的时间对作业面进行通风，实现对工作面空气的有效清洗。在完成了落矿之后，将爆破带来的炮烟全部排出干净，之后技术人员才能进入到采场，到达采场之后，需要对整个采场的顶板、底板等进行全面的检查，将其中存在的浮石全部清理干净，防止其给施工技术人员带来意外伤害。此外，对于施工过程中，遇到的断层等其他地质原因导致的矿岩破碎的问题，本次设计采用木立柱的对其进行临时性支护，确保其稳定性。

（3）采场搬运设计。首先是进行废石清理，在开采的初期，底板的出现的废石选择使用穿孔爆破的方式，使用铲运机进行全部清除，进入到工作面之后，将废石全部清运到相邻的采场中。在形成了矿石开采空间之后，对于废石应当留有一小部分，并将这些废石放置到采场的顶端，主要目的是将这些废石和混凝土搅拌的方式形成砌体柱，实现对采场围岩的较好支撑。其次是对矿石出矿，在暴落了矿石之后，选择使用铲运机将矿石运输到溜井的位置，之后经过运输大巷进行运输，最终到达矿石场。

（4）矿压管理设计。留存部分采下底板小尺寸废石，堆砌点柱或连续矿柱，支撑上下盘围岩，用来较长时间维护采空区。对发生的应力集中部位适当加大堆砌废石点柱的尺寸。当采场走向较长时，在采场中央可堆砌连续废石矿柱。

3 薄矿脉开采结果分析

3.1 经济指标分析

本次对薄矿脉的开采，取得了较好的开采效果，其矿石的回采率达到了96%，矿石出现的贫化率在5%左右，采场的生产能力达到了每天240吨，同时，现场未出现一例安全事故，取得了较好的开采综合效益。

3.2 技术优势分析

首先，本次设计的开采方法对于薄矿脉开采较为适用，较好的提升了本次薄矿脉开采的机械化水平。其次，对于废石和矿石选择使用机械化的方式将两者进行分离，总体的机械化程度较高，施工人员的总体工作效率也较高。第三，在对水泥和废石进行搅拌时，选择使用的是机械化的方式进行搅拌，堆砌成的人工点柱，实现了对矿压的有效管理与控制。第四，将开采得到的废石全部在附近的开采结束的采场进行堆放，实现了废石不出隆的效果，不需要在地面在建立废石堆场，不仅节省了地面的空间，同时也降低了废石来回进行运输的成本，提升了薄矿脉开采工作的安全性，同时这也有利于减低开采活动给整个生态环境带来了负面影响。

4 结束语

综上分析，在对薄矿脉进行开采时，其开采技术方法相对于传统的开采工艺有着较大的不同，同时由于其开采场所的特殊性，传统的机械设备在具体使用过程中有着较大的限制，因此，这就需要薄矿脉开采时，应当全面从薄矿脉开采的实际地质条件出发，并结合现有的开采技术条件，从提升整个矿石的采出率，降低其贫化率的角度出发，设计出符合薄矿脉实际开采条件的开采技术方案。同时，在满足了经济性和技术性的条件下，还应当注意提升开采过程中的安全性，特别是在爆破作业的过程中，对于爆破参数的选择，应当留有充足的富裕系数，确保各个现场施工人员的施工的安全性，对于开采得到的废石也应当结合现场条件，多方比对设计出较好的废石处理方案。