混凝土墊層削壁充填法在急傾斜極薄礦脈中的應(yīng)用

蔡勺釗

（河池五吉有限責(zé)任公司，廣西 河池 547000）

在急傾斜極薄礦脈開采過程中，礦石損失率居高不下從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的出礦貧化問題，而且部分礦脈所處巖層厚度較薄且地壓較大，在開采時容易出現(xiàn)安全問題。

結(jié)合這一現(xiàn)狀人們對開采技術(shù)進(jìn)行了升級，混凝土墊層削壁法便是其中之一，本文也將對此進(jìn)行分析并探討其實際應(yīng)用問題。

1 極薄礦脈開采中的問題

（1）開采效率較低：極薄礦脈的厚度普遍較低，在開采過程中需要嚴(yán)格控制采幅，難以實現(xiàn)規(guī)模化的機械開采，目前通常都是人工進(jìn)行開采。而受限于極薄礦脈自身地質(zhì)條件，開采空間也極為狹小，開采過程中的鑿巖、平場及采場運搬等過程施工效率也受到影響。在傳統(tǒng)極薄礦脈開采過程中通常使用留礦法，這也會導(dǎo)致嚴(yán)重的出礦貧化問題進(jìn)一步降低開采效率[1]。

（2）生產(chǎn)成本高：在極薄礦脈開采過程中，由于采幅及開采空間的限制導(dǎo)致開采難度較大，因此開采周期較長，生產(chǎn)成本要高于普通礦山的開采。而且目前使用留礦法開采極薄礦脈還伴有嚴(yán)重的出礦貧化問題同時存在礦石浪費的現(xiàn)象，這也就加大了開采過程中圍巖開掘、選礦及尾礦輸送、堆存等各個環(huán)節(jié)的費用，加之金屬回收率的降低導(dǎo)致了精礦成本的大大增加，嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

（3）安全系數(shù)低：在極薄礦脈的開采過程中主要流程都是人工完成，難以實現(xiàn)機械化自動開采，因此保障工人的安全尤為關(guān)鍵。但是在實際開采過程中開采空間極為狹小，難以在開采作業(yè)位置布置完善的安全設(shè)施，同時開采過程機械化程度低，規(guī)范性不能得到保證，容易導(dǎo)致安全事故[2]。由于極薄礦脈自身厚度較薄，在圍巖開掘及后續(xù)的開采過程中難以提供有效的支護(hù)，可能出現(xiàn)變形導(dǎo)致巖體脫落等問題威脅工人的人身安全。

2 混凝土墊層削壁充填法簡介

（1）原理分析：混凝土墊層削壁充填法主要是通過開采前的混凝土墊層鋪設(shè)工作改變極薄礦脈采場的地表強度性能，目前通常使用C15強度的細(xì)石混凝土進(jìn)行作為墊層的主體。

當(dāng)混凝土墊層的強度達(dá)到設(shè)計要求之后，極薄礦脈采場也已經(jīng)滿足了機械化運搬的要求，此時可以使用電耙進(jìn)行出礦回采操作，大大提升開采效率同時減少礦石的損失。

（2）工序流程：使用混凝土墊層削壁填充法進(jìn)行急傾斜極薄礦脈開采時，首先需要使用C15強度的細(xì)石混凝土鋪設(shè)混凝土墊層，通常墊層厚度要在15cm以上，當(dāng)混凝土墊層強度達(dá)到開采要求之后，可以使用控制爆破技術(shù)進(jìn)行兩次落礦。

在落礦完畢后，可以使用電耙進(jìn)行礦石的運搬，電耙將崩落的礦石耙至順路溜井再經(jīng)由沿脈巷道至溜斗處放出。為了減少礦石的損失率，在電耙運搬之后，開采人員還需要進(jìn)行削壁處理，即對混凝土墊層進(jìn)行平整以便與電耙的運搬操作，在削壁平整時要預(yù)留出3°～5°向下的坡度，這樣可以提升電耙的礦粉清除率。

3 采礦流程分析

（1）場地選擇：本文以遼寧二道溝金礦為例分析混凝土墊層削壁填充法在急傾斜極薄礦脈開采過程中的應(yīng)用，該金礦周邊的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，屬于典型的超傾斜極薄礦脈。本次研究的礦脈兩側(cè)圍巖結(jié)構(gòu)主體為流紋巖，同時礦脈主體切穿了部分巖脈，礦脈總長度約為1500m，傾角均在70°以上，平均厚度僅為0.58m，結(jié)合其特征選用混凝土墊層削壁填充法進(jìn)行開采。采場中設(shè)有中央天井用于回風(fēng)同時也可以作為緊急情況下的安全出口，另外還要布設(shè)沿脈平巷作為礦石的輸送通道，而在采場兩端應(yīng)設(shè)計天井輔以木質(zhì)漏斗，不僅可以作為巖石的排除口也可以用于工人的出入。

（2）回采工藝應(yīng)用：使用混凝土墊層削壁填充法進(jìn)行回采時，首先需要做好混凝土墊層的鋪設(shè)工作，本次回采的礦脈周邊以流紋巖為主，設(shè)計人員也根據(jù)流紋巖的特性進(jìn)行了混凝土配比的優(yōu)化設(shè)計，確?；炷翂|層的性能與采場整體相匹配，保障礦脈周邊圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨后施工人員需要按照配比將水泥、砂子等原料運送至硐室處，隨后進(jìn)行混凝土的攪拌配制，配制時應(yīng)及時檢測混凝土性能，確保其滿足墊層鋪設(shè)的需求。在混凝土墊層鋪設(shè)完畢之后便可以進(jìn)行鑿巖爆破施工了，二次落礦通過二次落礦爆破實現(xiàn)，兩次落礦爆破的炮孔均應(yīng)沿礦脈方向布置并沿80°傾斜，同時為了優(yōu)化爆破效果，此次爆破的炮孔均按“之”字型排列。

開采中削壁操作要注意保證混凝土墊層的平整，另外在預(yù)留一定坡度時要結(jié)合電耙的工作狀態(tài)進(jìn)行，避免坡度過大導(dǎo)致清掃率下降，削壁時遇到大塊落巖時還要對其進(jìn)行粉碎并通過沿脈巷道排出采場。電耙在進(jìn)行礦石運搬時要注意電絞車及操作人員應(yīng)位于上風(fēng)側(cè)，另外還需準(zhǔn)備一臺備用電耙以保障開采的順利進(jìn)行。

（3）采礦作業(yè)經(jīng)濟指標(biāo)分析：用混凝土墊層削壁填充法進(jìn)行急傾斜極薄礦脈開采較之于傳統(tǒng)的留礦法其開采成本稍高，但是由于兩次落礦及削壁開采技術(shù)的運用，其礦石開采率大幅提升，預(yù)期經(jīng)濟效益值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于留礦開采法。該開采技術(shù)可以有效分離圍巖碎石與礦石，礦石的貧化率大幅下降約90%。在文中所述的支脈開采中，使用混凝土墊層削壁填充法進(jìn)行急傾斜極薄礦脈回采增加經(jīng)濟效益88萬元。

4 結(jié)語

隨著對于資源利用的日漸重視，對于急傾斜極薄礦脈回采工作的研究也愈發(fā)深入，針對極薄礦脈開采效率低、安全性差的問題近年來逐漸使用混凝土墊層削壁填充法取代傳統(tǒng)的留礦法進(jìn)行開采。使用該技術(shù)不僅可以更好地平和地壓保障開采安全，還可以實現(xiàn)二次落礦從而提升礦石開采效率，削壁操作也可以有效分離巖體及礦石，解決出礦貧化問題，具有明顯的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

[1]王洪喜.急傾斜薄礦脈高中段采礦方法推薦方案分析[J].世界有色金屬,2017(1)：67-68.

[2]王南南.削壁充填采礦法在開采極薄礦床中的應(yīng)用研究[J].世界有色金屬,2017(19).