某鉬礦自然崩落采礦法的技術創新及其應用研究

楊明軍，宋忠寶

（山東欣鵬安全技術咨詢有限公司，山東 濟南 250100）

自然崩落采礦法主要應用于地下采礦，它是當前主流采礦方法中成本最低的方法。該方法主要通過集中原巖的應力，當其應力超過礦體的強度時，引起礦體的崩落。該方法不但可以用于開采松散的礦體，而且可以用于開采中等穩固的礦體。雖然這種方法具有成本低、生產率高等優勢，但是其工藝不易掌握、條件要求嚴格、安全維護復雜等要求也不能忽視。隨著采礦技術的不斷發展，眾多先進的采礦設備已經開始應用到我國的礦山采礦中。采用先進的設備進行該采礦法，不論是在出礦的結構、安全性等方面，都有較大的改進。本文從筆者的工作實踐出發，基于某鉬礦山的具體情況，對自然崩落采礦法中運用的先進技術的特點及應用進行探討。

1 礦山礦體的背景

該鉬礦山位于安徽省境內，日產量達2萬噸，已經有十余年的歷史。對礦體進行分析，上部礦體的底板主要為花崗斑巖，而頂板為白云巖；礦體的下部底板主要為白云巖，而頂板為花崗斑巖。花崗斑巖屬于酸性巖白云巖主要由白云石組成，具有性脆、硬度大等特點。根據對礦體的巖石組成分析，這使得該礦體具有不易管理的頂底板，再加上穩定性較差的圍巖，使得該礦體在開采時極易發生塌落、冒頂等問題。因此，針對該礦體的復雜程度，采用自然崩落采礦法進行開采。

2 創新技術在自然崩落采礦法中的運用

2.1 礦塊的布置

運用自然崩落采礦法對礦塊進行布置，一般分為三層。自上而下分別是拉底層、無軌出礦層和有軌運輸層。由于采用該方法需要集中原巖的應力，勢必會造成底部出礦結構的破壞。

為了避免底部結構的破壞，就需要對巖柱進行加大，從而增加底部結構的穩定性。考慮到礦塊的結構，把巖柱設置在16米以上，能夠很好地增強底部結構的承載力。

2.2 出礦層的布置

此鉬礦的出礦使用鏟運機，地下鏟運機具備高效率、靈活、生產能力大等特點。布置出礦層時，由于地下鏟運機的科學、經濟的運距為150m～200m，所以，隔120m設置一條出礦的聯絡道。

沿著這條出礦的聯絡道，隔90m設置一條礦石溜井。沿著垂直出礦聯絡道，隔30m設置一條出礦的平巷。為了增強出礦層的巷道的穩定，以及降低暴露巷道的面積，出礦平巷兩側的出礦進路，要進行交錯布置。在生產過程中，要對底柱進行加高，同時，增強支護底部的巷道，以確保底部的穩固。

2.3 拉底層的布置

此鉬礦的拉底層高度為16m，并且是布置在出礦層之上，拉底層是沿著崩落礦體的底部，橫向切割，以使礦石崩落。

進行拉底工作時，在切割平巷中，鑿上向平行孔，進行爆破，形成切割槽，此時，進行拉底工作。再在鑿巖道中鑿孔。因為礦體本身的因素，此礦不鑿下向孔。鉆鑿了上向、水平扇形深孔，再進行爆破落礦，同時用設備進行出渣。當爆破了之后，塹溝上面便連通，形成了5m高左右的空間，便能作為暴露頂板。當拉底的初始面積達到時便能著手初始崩落，當拉底面積達到設計面積時便能持續崩落。

2.4 拉底順序

拉底的方式有兩種，前進式和后退式。兩者的區別是拉底層的拉底與出礦層的劈漏的順序不同。由于在拉底的時候，隨著應力的集中，會較大程度的破壞巷道。所以若是運用后退式拉底，對巷道會產生較大破壞，也不易于實施劈漏。故該礦應運用前進式拉底。需要注意的是，拉底之前要先完成支護，再在鑿巖道中掘孔，再拉底。故此，該礦經運用地應力，降低了所需要用的拉底面積，也降低了地壓危害，穩定了底部結構。

2.5 破碎大塊

由于自然崩落采礦法會產出較多的大塊，這就需要做二次破碎。破碎大塊有四種方法可選，分別是：藥包破碎、移動式碎石錘破碎大塊、鑿巖爆破、劈裂臺車劈裂大塊。這四種方法，若是運用藥包破碎大塊，由于是自然崩落法采場，其對巷道破壞較嚴重，故不建議采用。移動式碎石錘破碎大塊的方法，會產生大量的大塊，會使移動式碎石錘破碎大塊的效率無法達到，故也不建議使用。劈裂臺車，因其受到工人的技術水平、礦巖性質的限制，故也不建議使用。所以，該礦選用了鑿巖爆破方法。

2.6 通風系統

自然崩落采礦法，由于集中出礦，以及使用的設備多，故會導致產生大量的粉塵、尾氣等等。為了降低污染，該礦使用了專用回風層的通風結構。無軌出礦層與有軌運輸層之間布置專用回風巷道，同時，將回風小井布置于出礦平巷中，故此，污風導入了回風層，避免了污染巷道。同時，風流經聯絡道，平巷進到出礦層，又經回風小井進到專用回風巷道，防止了污染。

2.7 技術、經濟指標對比

經一系列的生產實施對比，創新的自然崩落采礦法，其所需的成本較低，所需要的相應人員也比較少。采掘礦石，按每噸計，其所需要的鑿巖、支護、爆破量也比較少。整體來看，采用自然崩落采礦法的創新技術能集中生產，管理也較為方便，同時，勞動效率高，生產力比較大。由此對比，了解到該方法的創新技術具備較好的應用范圍。

3 結論

針對該鉬礦山的具體情況，采用自然崩落采礦法進行開采，運用先進的設備和創新技術進行方式布置，增強了礦體底部結構的穩定性，保證了出礦層的安全性。此外，布置了專用回風層的通風結構，改善了出礦層的通風效果。經對比，創新方法在生產成本、生產力通風效果等方面均有較好的改善。因此，該采礦法創新技術具有成本低、生產率高等特點。