机械化无轨运输回收顶底柱在柴矿公司的运用

王宝明，刘文超

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古 赤峰 024039）

随着科技的发展，各种如铲运机样的无轨机械设备也不断面世，这极大的促进了采矿技术的进步，提高了矿石企业的飞速发展，特别是近年来，矿床开采条件越来越恶化，很多采掘工作根本无法靠人工完成，机械化无轨采掘设备的应用是未来矿石企业发展的必然。我国的地下开采设备也在向大型、高效、无轨方向发展，大量的无轨设备应用于常规的生产和运输中，但将无轨设备应用在矿柱等残矿回采中还相对较少，本文将创新性的将机械化无轨运输应用于赤峰柴矿顶底柱的残矿回收工作中，这能不仅能有效减少选矿处理量降低克金成本，还最大限度的降低了柴矿公司的资源损失率，提高矿山的服务年限，有效失信可生产[1]。

1 项目概况

1.1 项目背景

通过赤峰柴矿的残矿勘察，在对1#井925平硐4线4#脉的地质资料核查与现场勘测后，发现在井下存在原12102采场未回收完全的4#脉高品位顶柱（9250404采场）。有着石长度80.0m，宽10.0m，高8.0m，矿量17600吨，平均品位2.85g/t,金属量约50.16公斤的高品位残矿。但现有的残矿所在区域为原12102采场残留顶柱由于下部及34.0m已全部胶结充填的高采空区，传统的装岩机已无法对该部分矿体进行回采，开采难度较大，必须要对其从新整理树立，以便确定适合的回收方案才行[2]。

1.2 地质及空区条件

赤峰柴矿的1#竖井925平硐9250404采场，现探明还有一部分剩余矿柱未回收完全，该矿柱下部为采空区，如下图1（红色为需回收矿体，蓝色为采空区）所示，不仅如此，现该矿体925平硐已揭露，矿体最宽位置可达34.0m，最窄位置矿体仅有2.0m，而矿体最宽位置下部正好为采空区，如下图3所示：

图1 1#竖井925平硐9250404采场矿体分布投影图

从图1和图2现状分析可得出两个问题：一是现有常见的装岩机出矿的方式很难实施，开采难度大，且容易发生安全事故。二是若开采过程中采场开采留6.0m～8.0m顶柱作为保安矿柱来保障安全则将造成长度80.0m，宽10.0m，高8.0m，17600吨邝良的矿石浪费。

图2 矿井高度局部平面图

2 机械化无轨运输回收技术的应用

2.1 技术方案

无轨运输是在地下巷道或采场内用胶轮式或履带式自装自卸运输设备运输矿岩的作业方式，其有着实用性强、成本低廉，对提高辅助运输和矿井全员生产效率，效果十分明显等特点。本次研究笔者所在的北沟分矿大胆尝试，响应集团自动化生产的号召，根据赤峰柴矿的1#竖井925平硐9250404采场矿柱残矿的具体情况，结合残矿回收原则，在残矿的回收工作中采取机械化无轨运输的方式展开回收作业研究，具体方案如下：

首先，通过协调购进一台铲运机，由于该矿体倾向南西倾角30°的特性，故在回采过程中首先施工脉外斜坡道，采用上向进路嗣后胶结充填采矿法（即采场中进行分层回采，回采过程中用充填材料将空采取进行填充）进行该部分顶柱的回收，具体操作过程为，距离矿体40.0m位置施工下向斜坡道施工至矿体与充填体交界处，再采用铲运机出矿，如图3所示：

图3 矿脉外斜坡道示意图

其次：当斜坡道施工至充填体与矿体边界后，采用进路式采矿法，回采顺序为：沿走向布置，由上盘向下盘依次回采，相邻进路按一步进路和二步进路划分，先回采一步进路，充填结顶后回采二步进路，二步进路回采完即进行接顶充填，整个分层回采完后开始上一分层的回采。这样可以完成对该残采顶柱剩余的矿石全部回收，且由于其采取的进路式采矿法，安全性和可靠性也能得到有效保障。

再次：在出矿方面，因采场矿体厚度较好，稳固性好，在出矿工作上则采用常规的浅孔凿岩的出矿技术，用铲运机出矿、卡车运矿的出矿方案。无轨设备配套选择上需注意，首先要根据残矿回采作业分散的问题来选择机动性较高的无轨设备，从而提高生产效率。在本方案中，采购的铲运机为内燃铲运机，同时根据设计的斜坡道及运输巷道的规格参数选择无轨设备的型号（本方案中采取的铲运机为7m长、2m款，3m高，载荷为3t，型号为XT992的内燃铲运机）。

2.2 经济效果

机械化无轨运输回采试验采场，严格按照设计方案施工后我们发现，预期的各项技术指标都能实现，通过核算发现，机械化无轨运输进行残矿回采，不仅能全面实现残矿回收，增加企业矿石开采量，还能有提高矿山的服务年限，以赤峰柴矿的1#竖井925平硐9250404采场为例：预计新增矿量Q=17600吨，m生产规模42万吨/年－矿石损失率（%）ε=5%，矿石贫化率（%）ρ=7% 增加矿山服务年限T=17600(1-5%)/[420000(1%～7%)]=0.043；增加服务年限比率d=0.043/7.99×100%=0.54%；新增矿量=50.16公斤，按照金320元/g计算，扣除全矿综合成本393元/吨，此创新可创造经济效益:50.16*1000*0.93*320-17600*393=801.08万元。不仅如此，随着该方案实施后的可行性得到验证，这样一来可使得被老柴矿丢掉的高品位矿块重新被利用起来。如此推算，通过矿石回收带来的经济效益可观，这不仅为我公司创造巨大的经济效益，做到出矿品位提高，减少选厂的处理量，为公司的生产奠定坚实的基础，也为矿山企业的老矿回采工作奠定了技术基础，为整个行业的可持续发展创造了好的条件。

3 结语

随着我国经济的发展，对矿石的需求量也越来越大，但新的矿源寻找困难，要满足工业发展的需求就必须要考虑对因历史原因遗留的残矿进行回采，这不仅仅是赤峰柴矿面临的问题，也是整个矿山开采行业所面临的问题，做好这项工作对我国的矿山开采行业发展意义重大。现有的残矿大多是在复杂的地址条件下，其赋存状态的复杂性也决定了回采方式必须要因地制宜制定适合的制定，很难做到标准化。本文仅从机械化无轨运输方式在残矿回收中应用的一方面进行了研究，事实证明，此项技术能为赤峰柴矿稳定供矿量、提高企业的经济效益，若能将无轨机械化应用到所有矿场、对其进行进一步研究应用，势必为企业、行业和社会带来更大的经济价值和社会价值，因此，还不需要各技术人员不断创新，加强机械化无轨设备的研发和应用研究。