關于無底柱分段崩落采礦法貧化損失的分析

李 露

(中國華冶科工集團天津第三分公司，內蒙古 巴彥淖爾 014423)

無底柱分段崩落采礦法具有高機械化、高強度、高安全性、低成本等一系列優(yōu)點，自20世紀60年代在我國礦山開始使用以來，得到快速推廣應用。礦石的貧化和損失是無底柱分段崩落法中最重要的技術經(jīng)濟參數(shù)，它的高低對于采礦的經(jīng)濟效益有著直接影響，也在一定程度上反映出礦山設計生產(chǎn)運營過程中存在的種種問題。因此，如何管控好這兩個指標具有極重要的意義[1-3]。

1 概況

我礦礦體的直接頂?shù)装鍑鷰r為片麻巖，部分礦體的礦頭直接被第三系粘土巖或礫巖覆蓋。已發(fā)現(xiàn)的礦體均為盲礦體，第四系覆蓋層較厚，主要礦體埋深在100m以下，適合地下開采。礦體圍巖穩(wěn)固性在中等以上，傾角在58°以上，為急傾斜礦體,厚度在2m～55m之間，礦石化學成分較為簡單，主要有益組分為鐵，其他有益元素含量極少。該區(qū)礦體夾石層數(shù)較多，厚度也比較大，一般在10m左右，最大可達22m。礦體的構造受到存在的褶曲、裂隙、劈理、斷層、破碎帶、節(jié)理、應力等的影響，構造比較復雜。根據(jù)礦體賦存條件，采礦方法為無底柱分段崩落法。

2 礦石貧化、損失的主要原因

2.1 地質測量資料不準確造成的貧化與損失

我礦礦體形態(tài)復雜，礦體夾石層數(shù)較多，斷層結構較難確定，如果地質人員的地質素描編錄工作無法做到細致精確，沒有及時準確地圈定礦體，再加上礦石界線由人為來推測，必定會有一定的誤差，從而致使采準工程布置不夠合理，造成回采過程中的礦石損失量和廢石混入量。

2.2 邊界品位的確定不當引起的貧化、損失

邊界品位是區(qū)分礦石與廢石的臨界品位，邊界品位過高會過多地損失可選礦石，過低又會讓廢石大量混入。所以，能否合理地確定邊界品位關系到礦山礦產(chǎn)資源能否最優(yōu)利用，也關系到貧化損失的高低。

2.3 采礦結構參數(shù)不合理引起礦石的貧化、損失

分段高度、回采巷道間距、崩礦步距是影響礦山采礦成本及礦石損失貧化的三個主要結構參數(shù)，這三個參數(shù)是相互聯(lián)系與制約的，它們之間有一個最佳值，能使礦石回收及貧化率達到最佳，任何一個參數(shù)都不能單獨存在最佳值，只有相互配合的最佳。選擇的結構參數(shù)不夠合理，會加劇正面脊部礦石量的損失，在下一個分段也往往無法過多回采出這部分損失的礦石。

2.4 現(xiàn)場管理不到位、出礦不均勻引起礦石的貧化、損失

由于爆破技術人員管理不到位，導致爆破效果不夠理想，使大塊比預期多，從而為出礦帶來較多的困難，同時眉線口遭到破壞，無法均勻落礦，會廢石混入比預期提前，往往還會引發(fā)爆破事故，如立墻、懸頂、拒爆等，以上這些方面都將增大礦石的貧化、損失[4-6]。

出礦時出到一定數(shù)量后，隨著廢石的混入，貧化也漸漸加大；為避免這種情況的發(fā)生，到達截止出礦品位后要立即停止出礦。另外出礦時出礦工未遵守出礦下達的任務單里的要求出礦，使礦石的落礦橢球體偏移，落礦橢球體兩側的廢石提前進入出礦漏斗，提前產(chǎn)生貧化和損失。

2.5 鑿巖參數(shù)不合理引起的貧化損失

爆破孔的底部距離太大，過度生長的礦塊太大，這會影響礦石的流動性，也可能導致懸浮天花板和垂直墻的出現(xiàn)。如果炮孔孔底距過大，崩落的礦石塊度也會增大，這樣會對礦石的流動性造成影響，也大大增加了懸頂、立墻發(fā)生的概率；炮孔孔底距過小，會增加粉礦的產(chǎn)生，在運輸過程中造成粉礦的流失，同時爆破時，炸藥威力作用于炮孔之間，易將炮孔擊穿，產(chǎn)生立墻。炮孔的邊孔角度過小，根據(jù)放礦理論可知崩落的礦石會無法流出，容易過度擠壓使邊角孔產(chǎn)生拒爆，而且角度小的炮孔放炮后容易被礦堆埋住，造成下次爆破困難，從而造成了礦石的損失。

3 降低礦石貧化、損失的措施

（1）加強地質管理工作,提高地質資料準確性。礦山地質人員繪制素描圖時要對地質情況進行細致勘察,根據(jù)礦床的地質條件、厚度、品位的變化情況等及時改進取樣工作，最大限度地保證地質資料的質量和精度。合理的確定邊界品位，正確且有依據(jù)的圈定礦體，在最小誤差范圍內控制礦體形態(tài)質量，為開采設計提供可靠的地質資料和現(xiàn)場服務，減少廢石混入量和礦石損失量。同時地質人員應提供合理準確的礦體品位、清晰的礦體產(chǎn)狀，對礦石品位不確定、礦體基本特征不清、資料不全的信息不提供。

確定采場的圍巖品位及放礦截止品位，在探礦工作中堅持探采結合，探礦設計盡量考慮能為采礦所用，在礦體形態(tài)變化大或礦體尖滅處，探礦網(wǎng)度加大。在回采過程中，進一步加強地質測量工作，為進一步明確采區(qū)地質資料做詳細的記錄，保證礦山工作和后續(xù)工作安全可靠的完成。

（2）合理的選擇結構參數(shù)。特別是要合理確定分段高度，進路間距和崩礦步距，使崩落礦石形狀與放出體形狀相適應，已期礦石回收率達到最高。收到礦山地質資料時，設計人員在細致研究后必須到現(xiàn)場核對，做到有的放矢，設計過程中應進行多方案對比，保證所選方案安全可靠，技術可行，經(jīng)濟合理。巷道的掘進與采準工作必須嚴格按照設計進行施工，技術測量人員對鑿巖工要嚴格進行現(xiàn)場交底，及時放好中腰線，同時把控好質量管理，使上下分段的回采巷道成菱形狀交錯布置。

（3）合理確定爆破參數(shù)。提高每一次爆破質量，避免破壞眉線，不產(chǎn)生立墻和懸頂。根據(jù)現(xiàn)場多年爆破經(jīng)驗和施工設備性能，現(xiàn)將本礦最小邊孔角確定為45°,這樣在保證炮孔質量的前提下，在放礦槽邊壁上的礦石可全部放出，且能避免邊孔被礦堆掩埋現(xiàn)象的發(fā)生；將排距定為1.5米，孔底距為2米，這樣能使爆破礦石破碎均勻，避免塊度過大，廢石在能崩落下來的前提下適當提高其孔底距；炮孔充填長度由爆破技術人員現(xiàn)場根據(jù)礦巖性質、炸藥性能和抵抗線的大小等來確定，保證眉線質量，這樣能在一定程度上避免廢石提前混入，改善爆破效果。

（4）加強現(xiàn)場出配礦管理。無底柱分段崩落法是在上覆巖層下放礦，在放礦過程中要妥善處理放礦計劃和放礦方案兩者之間的關系。對放礦及時進行調控。爆破技術人員確定每個步距的計劃出礦量和截止出礦品位，并對有關人員進行現(xiàn)場交底；出礦人員嚴格執(zhí)行放礦計劃圖表和出配礦管理制度，在回采進路端部全寬面上均勻出礦，使崩落的礦石能夠均勻下落，減少礦石損失；到截至品位后及時停止出礦，減少礦石貧化。

（5）及時清理地表土覆蓋層，用廢石充填，使覆蓋層變?yōu)閺U石覆蓋層，覆蓋層中的巖石塊度要適當大，并采取措施防止表土下滲，這樣能在一定程度上避免因覆蓋層導致的礦石提前貧化損失。

（6）加強殘礦回收管理。隨著科學技術的不斷發(fā)展與現(xiàn)代化采礦工藝的更新及進步，以前被視為廢石的貧礦，其中一部分已經(jīng)能夠帶來可觀的經(jīng)濟效益，重新回收這一部分礦石，能夠較大提高采場回收率，降低礦石的損失率，但隨著損失率的降低，貧化率會有所增大。所以，應該充分考慮現(xiàn)有的采礦工藝水平與管理能力，制定合理的回收方案，做到殘礦回收最優(yōu)化。

4 結語

在礦山開發(fā)過程中，貧化與損失也會隨之產(chǎn)生，而且是難以避免的。通過對礦石貧化、損失的主要原因進行分析研究，得出造成礦石貧化損失的原因是多方面的，也探討了需要采取的相應措施。今后，各部門要相互協(xié)調合作，做好相關管理工作，從生產(chǎn)中的各個步驟、各個環(huán)節(jié)加以控制，使無底柱分段崩落法更好地服務于采礦業(yè)。