浅析平底结构浅孔留矿法在井下萤石开采中的应用

2020-10-30杨晓文

能源与环境 2020年5期

杨晓文

（福能三爱富（浦城）矿业开发有限公司福建南平 353400）

0 引言

萤石作为战略性矿种，是国家的一种战略资源，也是“可用尽且不可再生的宝贵资源”。我国的萤石可开采储量仅占全球的10%左右，但我国萤石精粉的产量却一直占全球的50%以上，且近几年比例已上升到60%左右［1］。因此，在萤石矿储量不高但萤石精粉量占比不断提高的条件下，萤石矿储量势必会不断的减少，而我国现有的萤石开采机械化程度普遍都不高，为确保萤石资源合理、有序、节约、高效地开发利用，提高萤石矿的回采率是最行之有效的手段。

1 萤石开采的方法

受政策、价格及矿体赋存等因素影响，我国大部分萤石矿资源都集中在私营企业手中，难以形成规模开采，因此开采方法和工艺都比较简单，目前主要的开采方法有：分段采矿法、单斜面或双斜面充填采矿法、小中段采矿法及浅孔留矿法，而浅孔留矿法又分为漏斗结构浅孔留矿法（以下简称漏斗结构采矿法）和平底结构浅孔留矿法（以下简称平底结构采矿法），这两种采矿方法也是目前我国井下萤石矿采矿中普遍采用的采矿方法。

2 对比与分析

2.1 经济效益对比

以本矿初步设计中采用漏斗结构采矿法和平底结构采矿法采矿为例（地质及其他条件相同）：采用漏斗结构采矿法，采准比=1.3×92.72÷16.888=7.14 m/kt，取 7.2 m/kt；切割比=1.3×49.8÷16.888=3.83 m/kt，取 3.8 m/kt；采切比=1.3×142.52÷16.888=10.97 m/kt，取 11 m/kt（计算详见表 1、表 2）；采用平底结构采矿法，采准比=1.3×97.72÷18.130=7.00 m/kt，取 7.00 m/kt；切割比=1.3×91.5÷18.130=6.56 m/kt，取 6.60 m/kt；采切比=1.3×189.22÷18.130=13.56 m/kt，取 13.6 m/kt（计算详见表 3、表 4）。巷道平均综合单价按6 000元/m计算，采用平底结构采矿法比漏斗结构采矿法每千吨的掘进费用多15 600元，但采用平底结构采矿法回采率比漏斗结构采矿法高6.44%（88.94%-82.5%=6.44%），既每千吨可多采出64.4 t原矿，按照原矿加工成97%以上精粉比例（2.5∶1）计算，可得精粉约30 t。而按照目前萤石精粉售价2 500元/t计算，采用平底结构采矿法比漏斗结构采矿法每千吨经济效益多59 400元（2500×30-6000×2.6=59 400元），按照年产7万t萤石精粉计算，年经济效益约416万元。

2.2 回采工艺对比

两种采矿方法都是采用凿岩爆破—通风、出矿—顶板处理—平场、爆破大块—凿岩爆破爆的回采工艺作业，区别就在于出矿方式不同，漏斗结构采矿法是在施工的漏斗口大量出矿，而平底结构采矿法是在出矿进路口大量出矿，平底结构采矿法优势就在于出矿口面积大，不易堵塞，而漏斗出矿因漏斗口面积较小，容易堵塞。

3 平底结构采矿法优缺点

（1）优点：一是落矿高度低，高品位矿石不易摔碎，采矿损失率低，效率和矿石回采率高；二是在开采的机械化程度相对较高，劳动强度较低，施工安全有保障［2］。

表1 漏斗结构采矿法矿块采切工程量表

表2 漏斗结构采矿法矿块采出矿量计算表

表3 平底结构采矿法矿块采切工程量表

表4 平底结构采矿法矿块采出矿量计算表

（2）缺点：一是切割巷道断面大，联络道工程量较多，掘进费高；二是遇到破碎带因断面大易垮落，支护难度大。

4 应注意的事项

（1）必须确保用于人员、设备和材料进出的天井与联络道的出口安全，满足双出口要求，并做好日常的维护。

（2）使矿堆与工作面的高度保持在1.8～2.0 m，为顶板处理、平场破大块及下一循环的凿岩创造空间。

（3）因两侧天井贯通上下中段，施工过程中必须严格做好放炮警戒。

（4）因开采的矿种为萤石矿，其价值较高，为了提高矿山的回采率，应根据地压及矿柱的稳固情况间隔回收采场的顶柱和上中段的底柱，每个间柱均回收一半或根据采空区充填情况选择性全部回收。

（5）要做好采空区充填及安全措施，采空区处理应进行单体设计，必要的工程在采切工程掘进时一并施工。

（6）采场充填在间柱回收结束后进行，每个中段均间隔矿块对采空区进行充填，下一个中段开采结束后，错开上部已充填的采空区回收矿块的顶柱上一个中段矿块底柱，顶底柱回收后对该采空区进行废石充填。即：采空区充填在立面上采用梅花形布置。

（7）萤石矿开采的矿体大部分为急倾斜矿体，采用进路式底部结构的采场直接利用上个中段的出矿进路作为下料口（下料口周围设栅栏门、警示标志及车挡并有良好的照明，防止人员误入）。待拟充填的矿块放矿结束后，封堵其出矿进路（或漏斗口），井下废石运至上部中段后，通过汽车运至采空区充填下料口，将废石直接倒入采空区进行充填，填至与下料口持平后逐步向前推进，直至采空区边界。