緩傾斜中厚礦體安全高效采礦方法工藝技術(shù)探討

馬志國，趙名名，李先波

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

走向和傾向用的是方位角，而且互相垂直的，至于傾角正負應(yīng)該指與巷道方向有關(guān)，例如與施工方向同傾向為正，反之為負。根據(jù)這個定義，可以得出緩傾斜中厚礦體的計算判斷標準。更有利于我們向下探討采礦的方法工藝技術(shù)。

1 采礦方式工藝技術(shù)原則

礦體塊段的劃分取決于礦體賦存條件，儲量分布，這是大的指導(dǎo)思想。礦體等高線大部分都是由實際礦體走向，傾向，傾角修改繪制出來的。繪制方法如下。

有了第一條指導(dǎo)思想后，就開始探礦了，先打一條探礦石門，意圖很明顯，穿過所有礦體。然后，有兩個方案。第一，沿礦體底板掘進。打完了這條巷道后，你就會發(fā)現(xiàn)，原來巷道怎么走，等高線就怎么走。第二，更直接的方法。沿煤掘進。這個過程，你可以畫出完整的等高線走向圖。

確定傾角方法如下：找到礦體傾斜的兩個端點，利用等高線圖找到這兩個點的海拔高度并相減，求出兩點的高差；再用直尺量出兩點間的水平距離，通過比例尺算出兩點間的實際水平距離。公式：礦體傾角的正切值=垂直高差/水平距離。

以地下開采而言，采礦的主要工作包括但不限于：水資源的循環(huán)設(shè)計、巖石的破體程序、山體的坍塌設(shè)計、運輸（包括工作面、溜井、運輸水平、豎井罐籠或箕斗、地表汽車火車皮帶等）、若采用充填法，還需要對空區(qū)進行充填。

竊以為，最主要限制采礦效率的原因是采礦方法的選擇，建議施工者首先聯(lián)合專家，研究礦體的采礦方法是否合理。若不合理，可改為哪種方法；若合理，是否可以通過修改設(shè)計參數(shù)的方法，提高采礦效率，比如通過修改進路間距和分段高度，能有效提高無底柱分段崩落法的開采效率及工作安全條件。

其次，如果礦體采礦方法及設(shè)計參數(shù)已無法變動，建議從各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手，提出改進措施。在開采設(shè)計中，各項工作的設(shè)計均是圍繞年產(chǎn)量進行設(shè)計，因此，建議您分析各個工序，哪個工序的生產(chǎn)能力達不到設(shè)計要求，對其進行改進。

另外，根據(jù)以往事例經(jīng)驗所得，一般限制生產(chǎn)原因大多來源于鑿巖。故而開采過程中，要對礦體的巖石基本狀況作出具體了解，并針對性進行作業(yè)。

2 采礦方法工藝技術(shù)的基本原理

現(xiàn)在也有了專門的采礦專業(yè)，其實很多的人都會很多工作有歧視，還沒有正視各個行業(yè)，采礦現(xiàn)在也講究知識和技能，不再是像是以前一樣挖個通道人們拿著鋤頭什么得進去干苦力活，而且還有很大的風(fēng)險，其實現(xiàn)在已經(jīng)有很大的改觀了，在金屬礦場地下開采的時候。

必須先把井田劃分盤區(qū)，再把盤區(qū)劃分為采區(qū)，最后礦塊是基本的回采單元，采礦就是研究礦塊內(nèi)礦石的開采方法，在采準、切割回采工作在時間和空間上進行有機結(jié)合，而采礦就是它們的簡稱或者說是總稱。在開始采礦的時候要先確保礦洞的安全性。

中國用于開發(fā)中型金鎢礦、斜薄和極薄礦床。將礦體塊分成礦室和礦柱，在礦柱上挖一個天井。從天井下部，每隔4m～5m開出一條連接路，與礦室相連，用于通風(fēng)、行人和物料運輸（見天井開挖）。要求在礦井底部挖一個礦石漏斗，從漏斗的水平面畫出底部來制作工作面。在開采中厚礦脈時，通常采用橫向吊具支柱或框架支架，在不留底支柱和中間支柱的情況下豎立天井、車道和底部吃水結(jié)構(gòu)。從礦井底部到頂部，利用淺眼分層將礦石逐層落下。每次下落后，約有1/3的塌陷礦石通過采礦漏斗底部排出，稱為部分采礦。其余部分暫存于礦室，在卸料面與工作面之間提供約2m的工作空間。部分礦石被提取后，平整礦堆表面，繼續(xù)傾倒礦石，直到礦室完成，然后將臨時礦石全部釋放，這稱為最終抽礦或大量特殊礦石。臨時保留的礦石在返回礦山時經(jīng)常被移動，因此它只能部分支撐周圍的巖石。當圍巖容易裂開時，會增加礦石的液化，減小礦室尺寸，用螺栓加固頂板，或用支架支撐圍巖，可減少破碎。

除此以外要注意采礦的方法和回采的方法概念是不同的，完成落礦、礦石搬運和地壓管理是采礦的基本工藝，進行采礦要做好明確的分類，因為分類是為了更好地開采礦石，因為礦石和周圍巖石層的性質(zhì)不同，加上現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展，所以很多的地方有專門的開采機器。不再像從前一樣只能用苦力來進行盲目開采，任何一座礦山都不可能相同，不僅要求人們更好采取開采裝備，還要使用更加科學(xué)合理的采礦方法，而且很多人覺得一座礦山使用一種開采方法是最好的，但是現(xiàn)實中不可能是一帆風(fēng)順。而且因為其地下土層的結(jié)構(gòu)不同所以要采取不用的方法，每一種采礦發(fā)發(fā)都是采礦者在采礦實踐中得出的認識和總結(jié)規(guī)律，要借鑒前人的開采方法，在面臨實體開采的時候進行，科學(xué)的設(shè)計心得采礦方法，分類必須做到能反映采礦方法的主要特征。而且應(yīng)該簡單能夠看得懂，并且及時更新，以采礦方法進行舉例，一般有3種方法，長壁采礦法、綜合機械化放頂開采技術(shù)和柱式體系采礦方法，總體分為壁式和柱式兩大類，壁式主要分為長壁式采礦法和傾斜長壁采礦法，在對井下礦產(chǎn)開采時，所使用的柱式主要分為三種，房式、房柱式和巷柱式，也能分為巷式采礦法和房式采礦法，這不僅僅是針對地表下的礦物進行施工開采，還有海洋底下的礦物質(zhì)，因此，這種綜合性的開采方法的應(yīng)用較為廣泛。

3 采礦方式方法比較

3.1 房柱法采礦

房柱采礦法是指將階段或盤區(qū)劃分成若干個礦房與礦柱的一種采礦方法。房柱法不僅能開采薄礦體，更適合于開采厚礦體和極厚礦體。

房柱法是空場采礦法的一種，將階段（緩傾斜、傾斜礦床）或盤區(qū)（水平、微傾斜礦床）劃分成若干個礦房與礦柱（留有規(guī)則的不連續(xù)的礦柱）?；夭晒ぷ髟诘V房中進行，在階段中，礦房和礦柱交替布置，礦柱在一般情況下不進行回收。

房柱法是用在開采圍巖與礦石都很穩(wěn)定且傾角較?。ㄐ∮?0°～40°）、厚度適用范圍較大（自2m到數(shù)十米厚）的礦床。當開采薄礦層時，房柱法使用淺眼崩礦和電耙運搬方案；當中體規(guī)整且厚度比較大，可使用深孔崩礦方案；若礦體傾角較緩，近乎水平厚度較大的礦床，可以采用鑿巖臺車、鏟運機、裝運機、地下電鏟、自卸汽車等大型機械化設(shè)備開采方案，國外不少礦山在采用這種方案。

3.2 分段崩落法采礦

階段自然崩落采礦法是指在采場中用自然應(yīng)力從拉底空間向上逐層破碎礦石并從底部巷道進行局部放礦，在將階段全高的整體礦石都破碎后在崩落巖石覆蓋下從底部巷道大量放礦的階段崩落采礦法。用于破碎礦石的自然應(yīng)力是對開采單元拉底或輔以切幫后由重力和地應(yīng)力等合成的次生應(yīng)力。用這種應(yīng)力破碎礦石就引起礦石自然崩落。在不同類型的階段自然崩落采礦法中，礦石的自然崩落的分層是水平的或傾斜的。在自然崩落各個分層的過程中，一般只放出落下礦石的1/3左右，并保持崩下礦石上面的補償空間的高度不超過5m，以防止自然崩落出穩(wěn)定的自然平衡拱，或大量自然崩落礦石在大距離降落中產(chǎn)生危險的空氣沖擊。

3.3 分段空場嗣后充填采礦

分段崩落法開發(fā)方案及結(jié)構(gòu)參數(shù)井底位于裝礦脈之間的礦體方向，裝礦脈垂直于礦體走向，間隔50m～60m。采場的長度等于穿脈的間隔。約50m～60m，礦體厚度>6m，傾角>45°，礦石及圍巖中等穩(wěn)定。

工作面布置及設(shè)計參數(shù)工作面通道位于裝礦脈之間的礦體方向，裝礦脈垂直于礦體走向，間隔50m～60m面長等于脈的間隔，也是50m～60m。6m～8m，面的高度等于中段的高度50m，下段的高度柱長10m。

根據(jù)礦體的厚度，可分為單面漏斗裝置和雙面漏斗裝置兩種方法。即礦體厚度為6m～10m的，單排漏斗安裝在電脊路徑的一側(cè)，礦體厚度超過10m～16m的，安裝雙面漏斗.軌道的兩側(cè)都是電動的。當?shù)V體厚度大于16m時，應(yīng)布置單獨的工作面，但工作面之間應(yīng)保持8m～10m的距離。

然后，在采礦作業(yè)時，礦場從礦石裝載側(cè)挖出，并穿入井底立柱，作為行人、通風(fēng)和物料的通道，排礦溜槽也用在礦井側(cè)。礦石滲入礦脈，側(cè)面朝上位于電動耙軌下方，電耙的履帶沿礦體方向（單側(cè)漏斗排列）或礦體內(nèi)（雙漏斗排列），沿導(dǎo)軌挖入礦體底壁圍巖的電脊。或者每隔6m～7m定位漏斗的入口和漏斗口的兩側(cè)（注意：漏斗的兩側(cè)必須打開并定位以穩(wěn)定電動軌道），漏斗頸的頂部應(yīng)向上擴至漏斗，以利于礦石的順利提取。在漏斗頸上方沿礦體方向鋪設(shè)選定土壤的鉆孔通道，并在距道路10m處分段布置鉆孔通道并帶有彎道。工作面和分段鑿巖機應(yīng)在每個位置建造一到兩個，這取決于礦體的厚度，如果是帶有單面漏斗的屠宰場，通常布置一個就足夠了，例如雙排。-側(cè)向排采工作面，若礦體厚度達到16m，每段需布置2個分段礦井，使中井深度不超過15m。分段切割橫向和切割井布置在采場礦體厚大部位。

3.4 上向分層充填采礦法

水平分層填充法也稱為上升水平分層生產(chǎn)。這種方法通常將礦塊分為礦區(qū)和礦柱。第一步是返回礦井，第二步是返回礦井。回采過程中，要保持層層向上，隨著工作面向上移動，工作區(qū)一層一層填滿，留出工作空間進行向上開采。散裝體裝有兩組圍巖，并作為上部工作的工作平臺。落下的礦石落到塊體表面，礦石被機械輸送到溜槽。在礦山上層開發(fā)過程中，進行上部回填。在開采幾個采空區(qū)或所有階段后開采支柱，礦室充填方法可采用干法、水力法或水泥法。

3.5 上分層采礦法

升填法是指將礦鋪、礦塊或板沿分層向上的方向返回礦鋪、礦塊或板的采礦作業(yè)。在每一層中，首先提取礦石，然后用回填法填充下一層所需空間之外的礦區(qū)。這種采礦方法的工作空間位于礦頂下。適用于開采具有穩(wěn)定礦石、中等穩(wěn)定母巖、陡峭和傾斜礦體的各種厚度和形狀的礦體。采礦是創(chuàng)造和發(fā)揮工業(yè)的基礎(chǔ)，同時它也是破壞，在我們地表下方開采會造成地表坍塌，或者是地表不穩(wěn)定現(xiàn)在地表處有很多的深不見底的坑洞。

4 結(jié)語

通過上述，在盡量少的污染損害環(huán)境的前提之下，或者可以通過后期人為的修正維護作業(yè)后，能夠使得環(huán)境恢復(fù)的前提下，為了進一步擴寬原材料的使用，加大緩傾斜中厚礦體的開采成為越來越必要的工作。隨著開采工程的深入，如何針對緩傾斜中厚礦體的特色進行高效安全地開采是極為重要的課題。在工藝技術(shù)的指導(dǎo)原則之下，區(qū)分緩傾斜中厚礦體安全高效采礦方法工藝技術(shù)的五種開采方式，明確在什么樣的地勢地形下，根據(jù)當?shù)氐木唧w實際情況，采取不同的開采方式。以更加科學(xué)安全的方式進行開采作業(yè)，并且在合理科學(xué)的開采方式之下，盡量少地破壞自然環(huán)境，或者盡可能地保證礦體與自然的融合，以便后期的修復(fù)。既保證開采的高效進程，也確保開采人員及周邊人員的人身安全性。