采礦工程中采礦技術的應用研究

徐安原，趙加棟

（昆明金因潤通冶金有限責任公司，云南 昆明 654100）

目前，在很多采礦工程中，所用采礦技術方法都存在或多或少的問題與不足，無法滿足實際生產與未來發展要求。因此，應重視并積極采用新型采礦技術措施，提高采礦的整體技術水平，達到預期的經濟效益指標。

1 礦床概況

某礦區大面積出露中元古界雙橋山群淺變質巖系，緩坡段與溝谷可見第四系，含礦巖系以雙橋山群為主。礦石主要為原生礦石，金屬硫化物的平均含量約為2.516%，其含硫量為1.27%左右，為典型貧硫金礦石。礦區的主要礦體賦存于I帶中下部，約占總量68.70%，其走向長度與傾向延伸分別為1910m、1480m，走向與傾向都具有良好連續性，厚度可達26.88m，傾角與品位分別為22°、5.05×10-6，松散系數為1.65。礦體與頂板和底板圍巖都為層狀巖體，完整性與穩固性均較好，硬度系數在8-12范圍內，雖然斷層數量較多，但總規模較小，且水文地質條件較為簡單。在投產初期，因受到裝備和技術水平的影響與限制，采用平巷擴采，該方法對在回采緩傾斜薄礦體時較為合理，而中厚-厚大礦體，由于受到空區出礦、淺眼鑿巖和人行通風等因素的影響，導致回采率相對較低，條柱與頂柱無法實現二次回采。空場嗣后填充能處理采空區，同時大規模中深孔落礦能保證作業安全，減少工作量，提高實際生產能力，避免冒頂等現象發生，并且還能減少尾砂量，使尾砂庫的使用壽命得以有效延長。在試驗過程中，借助淺孔留礦法進行爆破切割槽施工，以此為爆破創造足夠的爆破空間。

2 礦塊的合理劃分與采場參數

（1）礦塊合理劃分。試驗采場的長、寬分別為60m和37m，在短軸方向上可以分成兩個不同的礦房，在礦房之間預留的條柱視作永久損失，礦房的長度與盤區完全相同，即60m，礦柱與礦房的寬度分別為70m、30m。在礦房的平行方向上，設置雙電耙道，采用功率為55kW的電耙進行出礦，雙側漏斗收礦[1]。

（2）采場參數。采場主要為大爆破提供補償空間，將兩條電耙巷道布置成平行形式，其長度與盤區的寬度完全相等，均37m，采場的寬度為6m，而高度與礦體厚度相等為16m。

3 淺孔留礦法施工

3.1 技術要求

在中深孔爆破施工過程中，爆破空間與施工質量對采礦試驗有直接關系，是重要影響因素之一。對于技術參數，應滿足后續爆破施工基本要求，即便處在擠壓爆破情況中，覆蓋礦巖當中，也應有至少15%的空隙。如果空隙體積不滿足要求，則會產生立槽或懸拱。對于爆破切割槽，可使用以下方法施工：淺孔留礦法、垂直天井擴槽法、中深孔爆破一次成井法。在此次試驗過程中，主要使用淺孔留礦法，在采場中產生的空間可以提供補償空間，具有以下幾點技術要求：其一，處在礦體厚度最大處，為大爆破施工提供充足拋擲空間；其二，兩幫應保持直立，特別是在與首個爆破排相近的位置，應格外注意這一要求；其三，與首個爆破排相近的部分應傾斜一定角度，和礦體傾向保持垂直，此時炮孔能和礦體傾向保持垂直。

3.2 采場的設計

首先，溜礦井邊必須和電耙巷道的整體中心線一一對應；其次，對于電耙漏斗，其布置方式主要為：采用雙側漏斗時，其布置方式分成兩種，即交叉布置和對稱布置，根據現有成功經驗，應以交叉布置為主；再次，對于人行天井、通風天井及巷道，在-305m和307線上布置行人天井和通風天井，借助生產勘探工程（其距離在25m左右，都和水平巷道保持相通，若風速不滿足要求，則可進行局部通風），而行人天井主要布置在聯道，其高差控制在2.0m以內；最后，1號和2號漏斗在電耙巷道的兩側進行布置，采場中共布置4個漏斗， 以此滿足生產基本要求。

在對漏斗進行施工時，主要內容包括對斗井進行施工、對巷道進行開鑿切割等[2]。

3.3 采場施工

淺孔留礦法的實際施工主要包含兩部分，即巷道底部結構的施工和采場中的采礦施工。巷道及其底部結構主要布置于下盤巖石當中，每天可以完成3-4個工作面的開鑿施工，各工作面上采用2臺鉆機實施同步掘進，在出礦方面，采用懸掛點拐彎耙礦，工作面和機臺均同時進行掘進，縮短結構施工工期。

采用淺孔留礦法，主要具有以下技術優勢：其一，平場工作量相對較少；其二，作業環境良好；其三，釬桿及釬頭的實際用量較少；其四，落礦量相對較大，且所用炸藥量很少，生產能力強，能形成對采礦安全十分有利的拱形，為控制爆破技術的合理應用創造良好條件。但這一方法也存在以下缺點：其一，大塊率高，處理難度大；其二，采礦效率有待提升，需要很長的時間來完成鑿巖；其三，采場的平整度經常無法達到較高標準，在平場方面需要進行大量施工，單位長度實際落礦量較少。

3.4 注意事項

（1）采場規格。在試驗采場中，其兩幫應保持直立，實際欠挖要嚴格控制在0.5m以內；除此之外，炮孔的方向必須和礦體傾向保持垂直。

（2）控制爆破與預裂爆破。控制爆破主要采用平、立面相互交替的方式進行，先進行水平孔的控制爆破對其中一個分層實施回采，再進行上向孔的控制爆破對另外一個分層實施回采，以此交替。

為使采場幫始終保持在自然垂直狀態，或者和礦體保持垂直，在開采的過程中，應通過預裂爆破試驗來確定相關技術參數，用鑿巖機按照0.8-1.2m的間隔在礦壁先上鉆設拱度相同的若干炮眼，對這些炮眼不予耦合裝藥，起到預切作用，并以相關試驗結果為依據，確定適宜的爆破技術參數。

（3）技術經濟指標。首先，采礦工作效率達到每臺班100t；其次，采礦中，能將損失率有效控制在8%之內；再次，礦石的貧化率不超過10%；最后，炸藥單耗保持在0.2-0.4kg/t范圍內。可見，施工技術經濟指標基本達到預期，施工方法合理可行。

4 結語

近幾年，礦山開展的大規模采礦工作相對較少，礦石主要是在回收過程中出礦的；因井下三級礦量無法達到平衡，在采礦中使用固定的采礦方法，面臨較大的生產壓力；在礦山的提升方式方面，以聯合提升為主，提升能力將受到很多因素的影響，如深層礦體的開采、材料運輸和人員運輸等，導致提升能力無法得到充分發揮。同時，當前的礦山生產，無論是生產任務還是技術指標，都較重，在本礦山中，上述試驗采場為樣板工程，采用了全新采礦方法，力求通過對這一方法的合理應用，提高整體出礦能力與技術水平，使生產經營上升到更高的水平。