赤峰山金紅嶺礦業公司采礦施工的關鍵技術及工藝分析

趙東升，張 碩，楊立輝

（赤峰山金紅嶺有色礦業有限責任公司，內蒙古 赤峰 025450）

赤峰山金紅嶺礦業公司成立于2010年，從公司成立至今，已經掌握了成熟的紅嶺鉛鋅礦的開采技術，保證采礦施工的安全和效率。為了使采礦施工能夠更優化，需不斷對采礦工藝進行研究，采用更先進的技術到采礦施工中，為企業獲得更多的經濟效益。

1 紅嶺礦業公司開采存在的問題和選擇開采方法

（1）似層狀礦體。該種形式的礦體有著明顯礦巖界限，非常適合工業性質的開發利用。根據該種礦體的形式，建議采用機械化開采作業，機械化作業使用在似層狀的礦體中，能夠有效提高開采效率，而且采用機械化作業，開采過程中安全系數高，能夠有效保證作業人員的生命安全。

（2）急傾斜礦體。在紅嶺礦業公司礦體中，該種礦體的傾角度大，由于該種問題，需要采用的施工是一種自重放礦方式。同時在開采該種礦體時，礦體的深度大，深度大相應的地壓也會增加。因此在選擇開采工藝中，需要有效控制地壓方法，減少開采不良事故發生率[1]。

（3）中厚礦體。對礦體分析后獲得，該種礦體是在厚礦體和薄礦體之間，因此是一種中厚型的礦體。在中厚型礦體的開采過程中，會因為礦體賦存條件，遇到礦體厚度突變情況，因此，在采用回采技術時需要考慮該種問題的處理方法。

（4）選擇合理的開采方法。根據以上問題的分析，對礦體開采過程中，可以采用無底柱淺孔留礦開采法。該種方法使用時間久遠，有著成熟的經驗可以借鑒，因此，能夠保證開采的順利進行；而且采用的無底柱淺孔留礦開展法，非常適合大型機械化作業，符合紅嶺鉛鋅礦體開展的需要條件。并且采用無底柱淺孔留礦開展法有著開采效率高，維護地壓安全簡單的優勢。綜上所述，在紅嶺鉛鋅礦的開采時可以選擇無底柱淺孔留礦開采法。

2 紅嶺礦業公司基本情況

礦體呈似層狀走向59°，傾向北西礦體平均傾角73°，屬急傾斜礦體。礦體平均水平厚度4.2m。礦體上下盤圍巖穩固，礦體穩固。巖石普氏硬度系數f=8～10，鉛鋅礦石f=8～12，礦石密度3.6t/m，巖石密度2.7t/m，礦巖松散系數1.6，自然安息角46°。礦區范圍內無大的地表水體，水文地質條件簡單。

3 無底柱淺孔留礦開采法

采用的該種開采方法中需要選擇兩種聯合開采方式，一個是脈內順路天井開采；另一個是底部無軌鏟運機出礦方式。使用的天井中需要沿著礦塊兩翼斜向布置，并且在出礦水平處的905m設計一條脈外運輸港，該巷要和其他7條出礦進路相連通，同時還要和倒車硐室連通。具體采用的該種采礦方法，在圖1中表示。

圖1 無底柱淺孔留礦采礦法

（1）采礦結構參數。在本次設計的采礦方案中，采礦階梯高度為50m，頂柱厚度為5m，采場設計的規格為長92.3m，寬4.35m，高51m。設計的天井為順路天井，同時，因為本礦塊為獨立礦塊，兩翼不留間柱，也不留底柱。

（2）回采順序。本次采用的回采工藝中主要采用自采下而上分層回采，采用分層回采中設計的高度在1.8m～2.2m，回采使用的機械為氣腿鑿巖機。采用該種機械回采時，需要使用爆破方式，爆破中采用水平炮孔，炮孔呈現平行排列，設計的炮孔深度在2m～4m之間，最小的抵抗線設計為0.5m～1.1m之間，爆破孔的距離設計為0.7m～1.1m之間。鑿巖的工作面設計中采用的是梯形布置，鑿巖工作面設計為3個，每一個工作面施工時可以適用3排炮孔。

采用該種施工工藝的設計方法中，沒有設計間柱，使用的是順路天井的布置形式，施工過程中采用的是隨工作面推進，在下部天井中采用隨采隨沒的方法。使用該種采礦設計方法，需要用的物料、設備等物資，需從3中段內天井自上而下進入到工作面。

（3）爆破工藝。采用的爆破裝藥方式中使用的是人工裝藥，炸藥類型為巖石乳化炸藥，炸藥卷的直徑為32mm。引爆裝置采用導爆管雷管，使用引爆器引爆。人工裝置炸藥時，每個爆破孔使用一個起爆炸藥卷；對炮孔裝填炸藥時，需注意炸藥包和爆破孔壁之間的距離，裝填時需要盡量縮小距離，使炸藥起爆時能夠發揮最大作用力。

（4）防塵和通風。采用爆破工藝施工時，起爆后會有大量的有毒有害氣體和粉塵，因此，需要開展通風防塵工藝。礦場內污染空氣的排除，主要依靠通風機完成。在礦場的頂板水平布置一個抽風機，抽風機的主要功能是將污染空氣引入到穿脈中，污染空氣進入到穿脈后會有流入回風井，通過回風井將污染空氣排放到地表。

在地底開展礦業施工中，該種工作環境惡劣，影響工作人員的身體健康。為了解決以上問題，可以在地下采場多設計排放機，采用該種設計方法，是保證地下采場的空氣流通，改善地下礦場開采的工作環境，以此來保證工作人員的身體健康。

（5）支護工藝。采場進行通風作業后，工作人員還不能夠進入到工作現場，需要進行排險作業。排險作業開展時需要兩個人員同時進入現場，對爆破的頂板和兩幫浮石開展清理工作。排險過程中，如果有不穩定地段，需要開展支護工作，一般情況下支護采用管縫錨桿支護。采用該種支護的參數如下：錨桿直接為40mm，長度在1800mm，使用材質為Q235鋼材。在出礦區域附近的采礦地方，可以采用錨網支護方式，該種支護的參數為間距800mm，排距為1000mm，采用梅花樁布置格局。采用網狀中使用的網絲為鋼絲，鋼絲網的參數如下：鋼絲使用的直徑為5mm～6mm，材質為Q235鋼材，網間距為100mm，排距為100mm。

（6）出礦與平場。出礦是在底部出礦進路內進行，出礦分成兩種，一種是局部出礦；另一種是大量出礦。局部出礦中出礦量在三分之一，剩下的三分之二留作下一個循環工作平臺完成，因此有三分之二的礦體留在礦內。

采用出礦過程中，每一出礦巷出礦時要盡量保持底板的平整，出礦完成后，是對采場進行平場工作，平場后的頂板和底板的距離為1.8m～2.2m。完成這個作業后，可以循環到下一個循環作業中。

（7）存窿放礦。礦塊的回采完成后，可以進行大量出礦工作，出礦過程中使用機械化作業，使用電鏟車大量出礦，經過礦道的運輸車輛將礦石運出礦洞。在出礦過程中，要保證每個礦路出礦的均勻性，采用該種方法的主要原因是礦石能夠均勻下降，以此來減少礦石的貧化和損失。

（8）回填。礦場采集完成后，會留下采空區域，對于該種區域的處理時，主要采用回填方法來彌補采空，防止礦洞塌陷。回填時可以使用廢石回填，也可以采用尾砂填充。

4 采用無底柱淺孔開采的優缺點

（1）優點。①使用該種采礦工藝使用的機械化程度高：機械化使用能夠提高工作效率，使人工成本下降。無底柱淺孔開采時大量使用了鏟運車，這些機械的使用，可以大量減少礦工的勞動強度，使礦業節省成本，提高經濟效益。②作業安全性高：該種采礦方式中使用的回采技術，每次采礦的區域空間小，使礦體受到的壓力減小。礦體壓力減少，降低塌方事故發生幾率，使施工人員能夠獲得生命安全保障。③礦體適用性強。采用該種采礦的施工工藝中，對礦體邊界的處理能力強，能夠在礦體復變嚴重時最大限度的減少采礦損失。

（2）局限性。①平場工作量大：開采過程中需要對礦場開展平場工作，這個工作量非常大，特別是在中厚度的礦體中，該種工作量會大大地增加。②每次局部放礦量不容易掌控：不容易掌控過程中會給下一道工序作業人員的正常施工帶來影響，不利于安全高效開展工作。

5 結語

綜上所述，在紅嶺鉛鋅礦采礦施工使用無底柱淺孔開采施工工藝，能夠有效提高施工效率，保證施工的安全。但是在采用該種方法中，也有一定的局限性，施工的平場工作量大和局部放礦控制效率不高。對于以上問題，還需要不斷對施工工藝研究，使其更好地為采礦服務。