無間柱連續采礦工藝在地下金屬礦山的應用

■陳岳會

（金平長安礦業有限公司云南紅河661500）

無間柱連續采礦工藝在地下金屬礦山的應用

■陳岳會

（金平長安礦業有限公司云南紅河661500）

國內外采礦界中，地下金屬礦山的采礦工藝一直備受關注。無間柱連續采礦工藝的主要經濟優點在于對井下工人作業條件和環境的優化；礦山在進行機械化不間斷作業時，可以有效的縮短采場回采期，優化深部地壓的管理和控制。本文著重描寫了地下金屬礦山中無間柱連續采礦工藝的研究，希望能對相關的工作與研究提供借鑒。

無間柱連續采礦采礦工藝地下金屬礦山

0　前言

在傳統的金屬礦地下開采中，普遍沿用對礦房礦柱進行劃分，先礦房后礦柱的回采方法進行開采。但因為所留間柱的回采相對滯后，間柱可能因為變形遭到破壞而導致回采困難，進而降低生產效率，提高作業成本，造成回采過程中資源的大量損失。同時，作業線的逐漸拉長，也為礦山開采管理帶來了不小的挑戰，嚴重制約著礦山的經濟效益。地下金屬礦山的不間斷采礦工藝技術能真正實現縮短回采時間、深化地壓管理，實現采礦作業的機械化和連續化發展，提升采礦工作的綜合生產力。由此可見，高效連續的回采采礦法研究已成為采礦界應用技術的發展方向，影響著整個采礦業的發展。

1　工業試驗礦區中采礦技術條件

對于某工業采礦區來說，主礦體主要分布在石灰巖和花崗巖長巖體相交之處，礦體傾斜角在76°到89°之間，體長通常為480到671m，平均厚度在18到29m，沿走向礦體為彎曲的透鏡狀到似板狀。礦體以浸染狀含銅磁鐵礦為主，也可能含有少量其他成分，礦質穩固，一些區域的穩固性隱節理發育而表現為越來越低的狀況。頂盤一般由花崗閃長巖組成，接觸帶為呈塊狀的灰色蝕變花崗巖長巖，f為6到8，其中含有少量綠泥石和高嶺土，具有較差的穩固性［1］。底盤則由下統灰巖構成，f為8到12，主要由方解石組成，穩固性強。

2　無間柱連續采礦工藝的運用

2.1運用無間柱連續采礦工藝的試驗

具體試驗方法為：在礦段作業中將礦段當作回采單元，不保留間柱進行作業，利用下向平行深孔側向崩礦，在振動出礦機底部設置成無二次破碎水平的結構。利用分節式運輸列車運輸礦石。在崩礦的作業中，臨時保留靠充填空區一側的礦壁，待本段出礦工完畢后進行二次崩礦，強化出礦，并結合相應措施填充空區。選擇三個相鄰礦段進行平行采切、填充和回采，并在采礦工作面上進行階段性的推進［2］。

例如，實驗礦段為高48m，長45m，將其劃分為寬度不等的兩個區域進行作業，對其中一個15m寬的區域進行開采作業，完成崩礦及出礦后留下5.5m的空間作為臨時礦壁，再利用高水尾砂膠結料迅速填充其他部分。待二分區結束崩礦和出礦后，將這個5.5m的臨時礦壁崩落，并迅速放出。試驗中，采礦場的結構主要為：第二個分區是振動出礦的平底式底部結構，器械則選用優化的連續振動機組進行操作并出礦。在填充材料選擇中，一分區為復合型高水速凝材料，而二分區為全尾砂。具體采礦過程為第一礦段進行回采之后，開始第二礦段的回采操作。

2.2回采工藝

2.2.1鑿巖爆破工藝

鑿巖過程中，采用孔徑為165毫米的CD-90型鉆機進行，利用深孔柱狀藥包從側向擠壓崩礦。將切割天井當做自由面，通過深孔爆破分次擴槽形成新的切割槽，并以此為自由面，通過側向崩礦對一分區進行礦石崩落，待其出礦作業結束之后即將進行填充的時候，對二分區進行崩礦出礦。

2.2.2出礦及礦石運輸

將試驗礦段分成兩個操作區域并進行回采，設計一分區為漏斗形底部結構，通過T4G設計二分區為無二次破碎水平的振動出礦底部結構，并利用連續振動機組進行出礦作業。

2.2.3對采場的填充

在一分區崩礦出礦作業完成之后，通過高水尾砂進行固結作業，并對其中的踩空區域進行適當填充，形成具有1.5MPa以上強度的填充體。之后以全尾砂對二分區開展填充作業。

2.2.4監測采礦場的地壓

為檢測并分析爆破振動沖擊與地壓施工下填充體的抗震性、穩固能力等，了解在采集過程中崩礦時間段內臨時礦壁地壓的穩定性，必須對地壓進行監測。對一分區的填充體和上盤圍巖、臨時礦壁進行實時監控，具體利用對巖音和位移的檢測來進行。在此過程中使用的儀器為RS-1614或SIR-2系統。

3　在連續采礦中，相關裝備的選擇及流程

在連續采礦過程中，出礦振動機組的操作系統以7節HZY型分節振動運輸車、原礦振動條篩、溜井下部裝載、中斷運輸等組成。實際操作流程為：在采場進行對礦石的崩落——在出礦口放出振動出礦機——使用振動運輸車進行礦屬的運輸——溜井口振動條篩的使用——將合格塊度礦石運輸到溜井——通過XL-20型7t架線式電機車——回到主井礦倉。通過這樣的過程，來完成在采礦場從采礦、出礦、運輸、篩選礦石和處理大塊的一系列操作。

4　研究成果

本研究對各項技術的經濟指標均達到或超過科研規劃相關指標，經濟效益較為明顯。主要有以下幾個方面：一是實現了將礦體分段，并以礦段為單位進行無間柱連續回采，突破了傳統采礦工藝中將礦體劃分礦房與礦柱的回采方式有效降低礦石損失，縮短作業線；二是對回采工藝進行了創新，在礦段內進行分區回采不僅能滿足連續采礦工藝需求，更能滿足快速充填，協調與平衡落礦出礦、采切、充填之間的關系；三是對深孔爆破與定向致裂技術進行了研究，對大直徑深孔施爆破工藝進行了創新發展，有效提升崩礦質量，提升單次崩礦量、降低大塊產出率、崩落礦石塊度均勻；四是對采場連續出礦工藝系統與全套設備進行了整合。

5　結束語

綜上可見，對采礦技術中無間柱連續采礦法的分析，以及對地下金屬礦山進行連續采礦的技術探索，才能真正幫助采礦工作實現在實際作業中的發展。只有在實際生產工作中，根據礦山和工程的現實狀況進行無間柱連續采礦工藝技術的使用，才能真正推動地下金屬礦山工作。其工藝發展才能真正成為具有機械化、連續化、生產集中化特點的現代化工藝，進而真正為開采礦石帶來經濟效益的穩步提升和發展。

［1］吳愛祥，胡華．地下金屬礦山無間柱連續采礦工藝技術研究 ［J］．金屬礦山，2012，10 （02）：9-12．

［2］余佑林，楊仕林，楊文．地下金屬礦無間柱連續采礦法研究 ［J］．有色金屬（礦山部分），2013，02（02）：6-9．

P61［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-101-1