金屬礦山緩傾斜極薄礦體開采工藝技術

曹偉建

（山東煙臺鑫泰黃金礦業有限責任公司，山東 煙臺 264010）

金屬礦山緩傾斜極薄礦體是當前采礦領域施工難度大、采礦危險性高的采礦對象，由于其礦體整體具有一定高的傾斜角度，作業空間相對狹小，且礦石不能自溜等特點，因此造成了采礦過程中，生產效率低、機械化設備利用率低等采礦效果[1]。同時，上述因素也是影響該區域礦山資源有效利用的最主要原因，嚴重制約著礦山企業的整體生產發展。通過對金屬礦山緩傾斜極薄礦體的開采方法和開采技術進行研究，對于礦山企業的降本增效而言，具有十分重要的價值意義。基于此，本文開展金屬礦山緩傾斜極薄礦體開采工藝技術研究。

1 金屬礦山緩傾斜極薄礦礦體采礦現狀

當前，礦產開采企業針對金屬礦山緩傾斜極薄礦體的相關開采技術研究仍然處于初級階段，傳統開采技術僅根據不同礦體的地質條件給出了相應的嘗試。由于這一類型礦體開采區域空間狹小，因此現有采礦方法在實際應用過程中，均需要對圍巖進行擴充以此增加開采區域的空間，實現對其開采。壁式削壁充填法和分條式掏切法是目前針對這一類型礦體最常見的兩種開采工藝技術，在實際應用中具有開采速度快、質量高等優勢。但由于需要進行對圍巖的擴充，因此大部分的開采成本用于不必要的環節當中，無法有效將采礦的成本降低。

2 金屬礦山緩傾斜極薄礦體開采工藝技術設計

2.1 鑿巖工具組裝

金屬礦山緩傾斜極薄礦礦體的礦脈厚度通常在0.75m以下，因此傳統開采無法在狹小的空間完成作業，需要對開采空間進行擴展，削壁工程量將會大大增加，進一步提高礦山開采的成本[2]。針對這一問題，本文選用鑿巖鉆車裝置，將其與前后滑動導軌進行連接，并配備相應的上下伸縮支架，以此組裝一種全新的鑿巖工具。圖1 為本文開采工藝技術鑿巖工具組裝示意圖。

圖1 本文開采工藝技術鑿巖工具組裝示意圖

圖1 中，編號1～6 分別表示為頂板線、底板線、固定支架、上伸縮支架、下伸縮支架、鑿巖鉆車裝置。該鑿巖工具能夠在0.45m～0.80m 礦脈厚度當中進行自動化作業，符合金屬礦山緩傾斜極薄礦開采厚度的要求。除此之外，鑿巖工具還需要鑿巖鉆孔設備、起重吊裝設備以及其他相關的輔助工具，通過對各類開采工具的合理運用，提高開采效率。

2.2 采場布置及主要采切工程設置

在實際開采過程中，采場布置按照金屬礦山緩傾斜極薄礦體的走向進行，并在每隔25m～75m 位置上掘進一個通風上山，根據不穩定性特征，控制其間隔大小。在兩個通風區域中間設置多個采場，階段高度為35m，將采場的采幅設置為與礦體厚度相同的大小，并保證頂柱的傾斜長度為1.5m，底柱的傾斜長度為2.5m。

主要采切工程包括切割巷道、頂出巷道以及礦塊鉆孔等，主要工程施工在沿金屬礦山緩傾斜極薄礦體的實際走向布設，采用淺孔爆破方法進行掘進，并控制切割巷道與頂出巷道的規格在2.2m×2.4m～2.4m×2.8m。進行切割巷道和頂出巷道的主要目的，是為了形成本文上述鑿巖工具能夠掘進的空間，并方便相關輔助工具的運行。在實際爆破的過程中，首先完成對巷道頂部巖石的掘進和爆破，再完成對礦層部分的爆破，由開采人員對爆破產生的碎石進行人工拿取，最后對礦體巷道底部進行鏟底爆破操作，爆破厚度通常在250mm～350mm 范圍以內。根據不同金屬礦山緩傾斜極薄礦體的實際情況，進行鉆孔工作，鉆孔結構主要包括掏槽眼、中心掏槽眼、周邊眼、輔助眼、礦脈松動眼、鏟底眼等。根據不同鉆孔結構的作用，將其設置在切割巷道及頂出巷道的不同位置上。

2.3 回采工藝及礦石搬運

完成對采場布置及主要采切工程后，還需要進行回采和搬運，利用礦山企業在開采過程中專用的水平鉆機設備，對金屬礦山緩傾斜極薄礦體的切割礦體部分進行鉆孔。通常情況下，根據金屬礦山緩傾斜極薄礦體特點，切割礦塊規格為15m×4.5m×0.2m，礦塊底部和頂部位置上均設置對稱的兩個鉆孔結構，并控制鉆孔的孔徑在60mm～80mm 一維，切割鉆孔應當保證垂直于切割巷道。在完成鉆孔作業后，在切割巷道內部安裝相應的切割裝置和珠繩，并根據相應的規程完成操作，切割成大小不等的多個礦塊，最大礦塊的切割面積應達到80m2 以上，最小礦塊的切割面積應當在50m2以下。按照礦塊的切割順序，完成對穿繩的切割。切割順序為：首先對切割礦塊兩側垂直面穿繩切割，其次對切割礦塊底部穿繩切割，最后對切割礦塊頂部穿繩切割。按照上述切割順序，完成對穿繩切割后，將切割裝置移動到切割巷道當中，并將液壓頂出裝置同樣安裝在頂出巷道當中，利用液壓頂出裝置將礦塊頂出至巷道以外，并保證每完成1m 頂出，由礦體開采人員將頂出部分的礦塊擊碎，并將其裝到運輸車當中。重復上述操作，完成對巷道當中所有礦塊的頂出、擊碎及運輸。將頂出的礦石由人工打碎后全部裝入礦運輸車當中，并將其運輸到平硐以外的礦石堆放場。

由于在巷道中跨度相對較小，且空區的高度通常僅為0.25m～0.55m，因此在完成回采工作后，還需要對空區進行一次性的廢石填充。同時，在回采的過程中，廢石通常是在巷道挖掘過程中產生，因此除了需要進行廢石填充以外，還需要將其統一運輸到平硐以外的廢石專用堆放場當中。除此之外，在進行鉆孔、切割的過程中，會產生一定量的泥漿廢液等物質，將其直接排放在周圍環境當中會對礦山整體生態環境造成影響，因此還需要設置相應的排水系統，將泥漿、廢水等排放到平硐外的沉泥池當中，經過加工、處理，在達到澄清標準后，再進行排放，以此保證礦山開采不對周圍環境造成影響。

3 實驗論證分析

為證明本文提出的金屬礦山緩傾斜極薄礦體開采工藝技術在實際應用中具有更高的開采效果，利用本文提出的開采工藝技術與傳統開采工藝技術對相同的金屬礦山緩傾斜極薄礦體進行開采。假設本文開采工藝技術為實驗組，傳統開采工藝技術為對照組。為保證實驗結果的公正性，對兩種開采工藝提出如下要求：作業開采高度均控制在1.95m 左右，按照15m×3.5m×0.2m 標準，設置兩種開采方法的切割礦塊。在保證其他影響因素均相同的情況下，對比實驗組與對照組的開采效率。完成實驗后，將實驗結果進行記錄，并繪制成如表1 所示的實驗結果對比表。

表1 實驗組與對照組實驗結果對比表

4 結束語

本文通過對金屬礦山緩傾斜極薄礦體開采研究得出，利用本文提出的開采工藝技術可以有效解決傳統開采技術中存在的開采難度大、成本高、開采效率低等問題。為進一步提高該開采工藝的應用效果，提高出礦的整體質量，減少出礦量，在后續的研究中還將引入更多的現代化開采設備及作業方式，從而應對地質結構更加復雜的金屬礦山，為礦山開采企業帶來更高的經濟效益。同時，在后續研究中還將對影響礦山開采周圍環境的因素進行綜合考量，提出更加綠色、環保的開采工藝，提高礦山開采企業的社會效益。