淺孔留礦法回采厚大急傾斜礦體所存在的問題及改進措施

摘 要：淺孔留礦法是進行礦山采集的一種常用手段，在回采當中有著廣泛的運用。有關厚大急傾斜礦體的回采是回采環節當中的一個重難點。尤其是在運用淺孔留礦法進行厚大急傾斜礦體的回采時，由于以往我們往往缺乏成熟的技術模式來進行應用，在回采的過程當中常常存在著一些盲目的地方，給回采效果帶來了不良的影響。為此，本文特對于淺孔留礦法在回采厚大急傾斜礦體當中所存在的問題進行分析，在此基礎上提出一些可行性的改進措施。

關鍵詞：淺孔留礦法;回采;厚大急傾斜礦體;存在的問題;改進措施

一、緒論

礦產資源是我國發展過程中的重要能源之一，它的開采利用對我國的科技發展起著重要的作用[1]。對厚大急傾斜礦體的回采，是礦山采集工作當中一個重難點。特別是現階段我們在這方面的技術運用尚不成熟，存在著一系列的問題如礦房結構參數及采場底部結構不夠合理、擴漏拉底工程效果不足等。這就給礦產業的進一步發展造成了阻礙作用。為此，我們以河北省一礦區為切入點，對淺孔留礦法回采厚大急傾斜礦體所存在的問題進行研討，探索出一些有益的改進經驗。

二、該工程項目簡介

該工程項目位于河北省，礦區總面積大約為0.234km2，開采標高在+1920米至+1400米之間，礦體的傾角與厚度分別是45°到65°和10°到55°之間，并且越到礦體的深處，則其厚度約會增加。

礦區內一共由6個礦體組成，主礦體為1#、2#礦體，礦巖穩固程度在中等以上，采取以淺孔留礦法為主的采礦手段。設計的年礦石生產量在30萬噸。

現在，礦區正在籌劃著提高產量，將年產量提高至60萬噸以應對經濟增長的需求。而過去長期采取的人工裝礦底部結構淺孔留礦法已經難以滿足需要。為此，該礦區近年來先后試點采取漏斗-電耙和中深孔落礦-電耙出礦的留礦法等，然而實踐表明這些手段所取得的效益均有限，距離提高產量的要求還存在不小的差距。后經分析論證，認為是在關于厚大急傾斜礦體的淺孔留礦法的合理采礦技術方面較為缺乏所致。從而造成了礦石容易損失貧化、生產秩序不佳、生產安全性不佳等一系列弊端。

三、淺孔留礦法回采厚大急傾斜礦體當中的常見問題淺析

當我們結合近年來該礦區的生產狀況，對采礦技術方面存在的問題進行了深入研究與分析[2]，我們認為在該礦區當中，淺孔留礦法回采厚大急傾斜礦體當中的常見問題主要在于：

（一）礦房的結構參數不合理

在該礦區當中，礦體有個顯著的特征在于，超過1.75千米的淺部，其厚度相對小而礦巖比較松軟。而在1.75千米至1.4千米的深部，則厚度增加而結構較為穩定。為此根據我們分析，開采淺部礦體所需的結構參數在：礦塊的厚度、長度與高度分別為10到20米、15到18米和25到40米。而礦房的頂、底柱厚度均在12米，間柱厚度通常是12至15米之間。

根據以往的生產狀況，此參數對于淺部礦體的施工作業來說是基本符合的。然而，由于到后來回采的深度持續降低，礦體的厚度也持續上升，此前采用的一系列參數逐漸就不敷需要了。為此也就引發了采掘矛盾、現場管理當中的掌控力下降等弊端。最終就出現了以采準比過高為特征的、生產需求與施工技術水平不協調的問題。

基于上述問題，我們就要重新規劃礦房的結構參數，針對于回采厚大急傾斜礦體的具體需求，對淺孔留礦法礦房參數進行重新優選[3]。

（二）采場的底部結構不合理

在該礦區當中，淺部采場漏斗被安排在中段運輸巷當中，并采用普通底部漏斗結構。具體如右圖所示：

而在該結構當中，因在同一中段運輸巷里，不同的漏斗之間在互相進行裝礦的過程當中，出現相互之間的影響在所難免。一旦其中某個漏斗進行裝礦，則其他礦車的運輸工作都會造成干擾。另外，操作人員常常在裝礦時要面對較大的勞動強度，不僅容易發生安全事故，并且粉塵對于操作人員的健康來說也是不利的。在過去一個階段，該礦區還曾于1800和1750米的部分區段的淺孔留礦法，運用無底柱的平底結構分層推進手段。然而，該手段經實際運用同樣表明存在著操作效率不理想、操作強度較大、工作環境較為惡劣等問題。

而伴隨礦體厚度的上升，對出礦的強度及效率方面的要求也隨之上升。所以對底部結構在安全性和高效性方面也產生了更高的要求，否則礦體的變化和開采需求方面也就難以滿足。

（三）擴漏拉底工程當中的弊端

一般施工步驟不算復雜，一開始是通過拉底巷道當中的自由空間，開展擴漏拉底，來給后續的采礦環節提供充分的自由空間，以及給爆破環節打下基礎。而由于礦體厚度的不同，在擴充及拉底環節共分為三種手段，分別為底柱拉底和擴漏同時進行、不留底柱和在底柱掘拉底巷。

該礦區是在底柱當中開展拉底與擴漏的，其存在的弊端在于，對體力方面的強度要求較高、施工環境較差、安全性和工程質量方面都存在著較大風險等。特別根據現階段的生產需求，一旦礦體的厚度再度增加，則該方案就很難符合采準切割方面的要求了。為此，我們就需要將其進行改良，來滿足大礦體采準切割施工方面的需求。

（四）出現大面積的空區

在該礦區當中，已經采空的中段包括1826米、1800米、1785米和1750米的中段。而對上述部位進行回采的過程中，均運用空場法。但由于對于產生的采空區未能進行有效處理，導致了冒落坍陷等狀況的發生，給施工安全造成了嚴重的影響。

礦區對空區之空間幾何形態、大小、位置等指標進行實測，將采空區在規模、大小、空間位置、空區冒落程度、礦柱變形程度這些方面的指標進行了摸底。然后再對比所收集的空區實測資料，繪制出至少四個中段的采空區實測圖，以精準與直觀的方式了解到了采空區的位置及規模大小。這給下一步的處理奠定了基礎，提供了具有意義的一手資料。相關統計結果表明，在上述中段當中，采空區面積達到了2.6萬平方米，這不但給安全生產造成了很明顯的影響，同時也給礦區附近的自然環境、建筑安全及居民人身安全帶來了隱患。

四、淺孔留礦法回采厚大急傾斜礦體的改進措施

（一）改善礦房結構參數

由于礦體厚度是根據開采水平的持續下降而上升的，因此我們首先在1700米水平而試點礦房結構參數方面的改進。根據生產現場的狀況，由于穩固性是隨著礦體的深度而成正比的，因而要達到減少采準切割的目的，就要將礦房高度適當進行提升。比如可以提升至50米甚至60米。而在長度上面，則是要根據礦體厚度的改變而進行調整，這樣也就能夠更好地滿足厚度之變化。采場礦體的厚度即為礦房的長度，可提高到35米到45米之間。寬度也可提高到18到20米之間。

由于礦巖具有較理想的穩固性，因而即便礦房適當加大，采場的礦石貧化和損失程度也不會隨之提高。還有，因礦巖穩固系數提高，也就可以適當壓縮頂、底、間柱之寬度（可減少到8米）。這樣礦石在損失方面的風險性也就隨之下降。

（二）優化采場的底部結構

為達到優化產能和出礦效率的需求，我們特對于1650米水平6523采場而開展漏斗受礦-電耙出礦的底部結構改進試點。其試點方案在于：一開始對于拉底巷道進行切割，讓其超過電耙巷道上方四到六米。并將穿脈巷道進行掘進。巷道長度起碼要達到一列礦車之長度，以便利裝礦操作的開展。另外還要同步對于電耙巷道進行布置，要將其位于靠近采場的一側，與中段運輸巷大約保持六到八米的距離。底部結構改進后，礦石通過漏斗放出，再由電耙耙出，耙出的礦石在裝車臺進行裝礦通過電機車運出。

（三）對擴漏拉底進行改進

這一方案的目的是為了對于滿足礦體厚度增加后的施工需求，以及節省成本方面的需求。

方法：將斗頸掘進至拉底層高度，然后進行拉底和擴漏，拉底擴漏的自由面為斗頸空間。拉底擴漏采用中深孔爆破，施工過程中電耙巷道、斗井、斗穿等工程同時進行。斗井一次性施工到拉底水平頂板高度，一般向上掘進6米，繼而擴大斗穿，形成擴漏拉底硐室，硐室為直徑、高度均為3m。漏斗在擴大時需要鉆鑿斗井孔和擴漏炮孔，斗井在沒有施工到設計高度時應該布置斗井孔，一般可以布置13個垂直向上的斗井孔，掏槽眼呈梅花形布置，中間布置一個空孔作為掏槽孔的碎脹自由空間，周邊孔和輔助孔布置于中央孔四周，要求爆破能量均勻分布。

當中深孔鑿巖結束完畢后，就要進行中深孔爆破擴漏拉底，擴漏拉底完成后通過檢查對拉底不合格的地方進行補充拉底。

五、結語

根據前文展開的闡釋，在礦山的回采當中，當我們運用淺孔留礦法來回采厚大急傾斜礦體時，過去常常因為技術不夠成熟而產生了一系列問題。這給施工作業的效率、安全性及環保性等方面均帶來了不良影響。對此，我們需要探索出相關的改進措施，促進淺孔留礦法在回采厚大急傾斜礦體當中的合理運用。

參考文獻：

[1]張齊盛.關于淺孔留礦法減少開采損失率的方法探究[J].世界有色金屬，2019，12（15）：89-90.

[2]王科洪.淺孔留礦法在厚大急傾斜礦體中的應用實踐[J].化工礦物與加工，2016，1（15）：81-82.

[3]解世俊.金屬礦床地下開采（第2版）[M].北京：冶金工業出版社，2008.

作者簡介：王東富（1975-），男，漢族，河北唐山人，本科，工程師，主要從事地下礦山采礦工作。