房柱法開采緩傾斜中厚礦體的應用與改進

史言良

蕪湖太平礦業有限責任公司，安徽蕪湖 241000

0 引言

傾角5°～30°、厚度為5m～10m 的緩傾斜礦體具有一定的特殊性，以及我國各類礦體總儲量的不同，其在各類礦產中所占的百分比也不相同。在鐵礦石總儲量中約占其總量的18%，在磷礦總儲量中約占86%左右，在黃金礦總儲量中約占30%，同時在其他的粘土、錳以及汞等礦類中也占有不同的比例。在對礦山開采的過程中，我國通常采用的是房柱開采法。換言之，針對緩傾斜中厚礦體同樣使用的是房柱法開采。為提高采礦的效率，提升礦山企業的經濟效益，就需要對房柱法開采的應用進行分析，并對具體的應用方法進行改進。

1 應用房柱法開采的具體狀況

房柱法開采是一種使用礦柱支撐頂板和幫壁，回采礦房或者是多個采礦區的采礦方法。現如今，大部分的礦山開采都采用這種方法。因為該種方法具有采準工作量少、較強的適應性以及生產工藝高等特點。我國針對緩傾斜中厚礦體采用房柱法的有：淺孔預控中深孔房柱法、淺孔普通房柱法、淺孔噴錨或人工礦柱房柱法、中深孔超前切頂房柱法等。常見的采礦結構如圖1、2、3、4 所示。這四種采礦結構圖是我國現如今最為常見的采礦結構，其在采礦中的應用非常廣泛，為礦山企業帶來較好的經濟效益。

圖1 錫礦山銻礦人工壁柱房柱法

圖2 磷礦山深孔房柱法

圖3 鐵礦錨桿預控中深孔房柱法

圖4 銅礦山深孔超前切頂房柱法

在礦山開采的過程中，不同房柱開采方案的應用主要依賴于礦床的生產條件、礦巖物理力學性質、技術水平以及礦床的地質條件。在礦山開采中，礦區場地的劃分、頂板的管理、構成要素、落礦工藝以及構成要素都各自具有各自的特點。從我國礦山開采的歷程來看，我國礦山開產發展的趨勢呈現出一定的特色。由不護頂的普通房柱法向護頂房柱法發展，由淺孔房柱法向中深孔房柱法發展。礦山開采的這種發展趨勢，主要是因為在相關礦山開采工藝不變的情況下，中深孔房柱法把回采的鑿巖爆破改為中深孔。這在一定程度上提高了礦山生產的效率。礦山開采的回采主要是在礦山的空場地進行出礦作業[1]。因此，在作業的過程中必須有技術人員參與其中。因而為了保證工作人員和技術人員的安全，一般將房柱法應用在礦巖中等穩固以上的礦床。這樣不僅可以預防由于地質條件復雜礦區安全事故的發生，而且還能夠擴大房柱法的適應條件。雖然我國在礦山開采的過程中，相關的裝備水平獲得了極大的提高，房柱法開采的工藝也在一定程度上獲得了改善。但是，由于大型鑿巖臺車、大功率鏟運機械不能有效推廣，大多礦山采用電耙出礦，這在一定程度上導致了我國礦山生產效率較低的現象。當前，在礦山開采中，并沒有采取相應的措施來保障采礦生產頂板管理，即使有相關的工藝，但仍未達到滿意的效果。在礦山開采的過程中，我國應當在發展中呈現礦山開采的趨勢，改進開采的方法。

2 房柱法開采的改進

針對我國房柱法開采工藝存在的較多不足之處，為提高礦山生產的效率，改善礦山開采的現狀，就應當對房柱法開采進行改進。

2.1 回采工藝的改善，提高采場的生產能力

從我國目前采礦區的生產現狀來看，各地采場的生產能力普遍較低。為提高我國礦山采場的生產能力，可以為采場創造高效率的裝運設備，減少工程量和貧乏化[2]。在采場，房柱法的構成要素是一項至關重要的工作。雖然房柱法的構成要素取決于礦山工程的地質和礦巖的物理學性質。但是在提高采場生產能力的過程中可以從巖石的力學理論以及礦山的實際條件，盡可能擴大礦山的礦量。在研究房柱法結構的過程中，利用巖石力學，縮小礦柱的尺寸。在此環節中通過塑性礦柱頂板下沉時的狀態來控制應力，以此來縮小礦柱間的寬度，減小頂板的應變力。采用這種方法不僅可以防止頂板突然冒落的現象出現，還能夠對頂板進行管理。改進的回采方法能有效的提高回收率及降低損失率及貧化率。

2.2 鏟運設備和工藝的改善，提高采場出礦效率

緩傾斜礦體開采時，在出礦的過程中，仍然以電耙耙礦[3]。采場在生產中沿用電耙的主要原因在于維修費用和投資均較低。但是，在采場生產中仍然沿用這種方法，其設備運行的效率和采場生產的效率普遍較低。其實在礦山生產的過程中，充分發揮相關設備的利用率，在采場路況較好的情況下，其運作的工作效率還是較高的。由此可以降低相應設備的折舊費。眾所周知，采場出礦的效率與運搬礦石的距離具有重要的聯系。在運搬礦石距離超過了50m 后，電耙的運行效率就會降低。因此，為了縮短搬運的距離，將相應的設備的作用充分發揮出來，礦山生產可以利用暴力運搬來縮短礦石運搬的距離。這種方法不僅在技術上具有可行性，而且經濟也是合理的。

2.3 采場頂板管理的改善，保障回采安全

選擇房柱法開采緩傾斜中厚礦體，應當保障工作人員的和設備的安全。采場中頂板的管理是一個關鍵性的環節。因為在回采的過程中，會存在多種原因影響頂板的穩固效果以及預應力，從而出現夸幫冒頂現象。我國礦山生產中為解決這種現象，主要采用的是長錨索和錨桿架固頂板[4]，以及鋼支護方式，采用這種方法可以保障回采過程的安全。在回采中，嚴格的頂板管理具有重要的作用。

3 結論

總而言之，在礦山生產工藝過程中，由于房柱法開采具有生產工藝簡單、靈活、有較強的適應性、工程量少的特點，在礦山開采中被廣泛應用。因此，為推進我國礦山生產順利開展，提高礦山生產的工作效率，應進一步研究房柱法開采。在綜合生產能力、保障安全生產的過程中，對此方法進行改進，以此來提高礦山生產效率。

[1]解世俊.房柱法在不良頂板緩傾斜薄礦體中的應用[J].化工礦物與加工，2011，12(3):22.