缓倾斜中厚矿体高效采矿方法探析.pdf

2018年 12月上 世界有色金属43 采矿工程 Mining engineering 缓倾斜中厚矿体高效采矿方法探析 栾振宁 （招远市河西金矿， 山东 招远 2 6 5 4 0 0 ） 摘 要 如何实现缓倾斜中厚矿体的高效开采一直是一个难题， 近年来提出了一种新的采矿方法 缓倾斜矿脉连续采 矿法。 这是一种建立在组合棋盘式底部结构基础之上的采矿方法。 本文以某金矿为背景， 研究把新采矿方法包括在内的 四种采矿方案， 看哪种方法更加高效。 并对高效方法进行进一步的具体分析。 关键词 缓倾斜中厚矿体 ； 层次分析法 ； 采矿方法 中图分类号 T D 8 5 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 2 - 5 0 6 5（2 0 1 8 ） 2 3 - 0 0 4 3 - 2 Discussion on High efficiency Mining of gently inclined medium thick Ore body LUAN Zhen-ning Z h a o y u a n He x i G o l d Mi n e , Z h a o y u a n 2 6 5 4 0 0 , C h i n a Abstract Ho w t o r e a l i z e t h e h i g h e f f i c i e n c y mi n i n g o f g e n t l y i n c l i n e d me d i u m t h i c k o r e b o d y h a s b e e n a d i f f i c u l t p r o b l e m. I n r e c e n t y e a r s , a n e w mi n i n g me t h o d , t h e c o n t i n u o u s mi n i n g me t h o d o f g e n t l y i n c l i n e d v e i n , h a s b e e n p u t f o r w a r d . T h i s i s a mi n i n g me t h o d b a s e d o n a c o mb i n e d c h e s s b o a r d b o t t o m s t r u c t u r e . T a k i n g a g o l d mi n e a s a b a c k g r o u n d , t h i s p a p e r s t u d i e s f o u r mi n i n g s c h e me s t h a t i n c l u d e n e w mi n i n g me t h o d s t o s e e w h i c h o n e i s mo r e e f f i c i e n t . F u r t h e r mo r e , t h e h i g h - e f f i c i e n c y me t h o d i s a n a l y z e d i n d e t a i l . Keywords g e n t l y i n c l i n e d me d i u m t h i c k o r e b o d y ; A n a l y t i c h i e r a r c h y p r o c e s s ; Mi n i n g me t h o d 如今随着开采时间的推移， 我国的大部分矿体都是缓倾 斜中厚矿体， 这就使得实现高效开采这种矿体成为一个急需 解决的问题。 国内对于这类矿体的开采主要有房柱采矿法、 底盘漏斗采矿法、 分层充填法和电耙留矿法等四种方法。 而 国际上采用较多的是房柱法、 充填法以及暴力运矿采矿法。 这些采矿方法都或多或少地存在一些缺陷， 需要的人力物力 以及开采时间都很多。 故而新的采矿方法基于组合棋盘 式底部结构的缓倾斜矿脉连续采矿法应运而生， 其可行性还 需要进一步的验证， 故而本文以某金矿为背景， 结合其现有 的三种采矿方法， 进行研究和探析。 1 采矿方法探析 1.1 工程现有的采矿方法 一所矿体开采方法的确定通常需要研究院在进行谨慎 考察研究后决定， 这样才能避免出现开采错误。 通过对某金 矿的特点分析， 在理论原则的指导下， 主要确定了上向盘区 点柱分层充填采矿法、 浅孔房柱充填采矿法和全面采矿方法 三种采矿方法。 1.2 数学方法探析 最近数学方法在采矿方法的研究和选择中的应用越来 越多， 其中层次分析法、 多目标灰色局势决策、 逼近理想解 的排序法以及灰色关联分析法是应用的比较多的数学方法。 这几种方法对于高效开采方法的选择和探析有着一定的积 极作用， 但是就其本身而言， 还存在着主观性强， 各项指标 难以确定等缺点。 所以本文为了弥补单种选择方法的不足， 决定将合层次分析法与多目标灰色局势决策方法结合起来， 来科学、 高效进行采矿方法的探析。 1.3 采矿方法探析 （1） 确定各项指标。 这些指标的确定都是基于灰色局势 决策方法的原理，首先是事件a的确定， a某金矿采矿方 法 ； 其次是对策的确定， 对策1 （b1） 是全面采矿方法， 对策 2 （b2） 是浅孔房柱充填采矿法，对策3 （b3） 上向盘区点柱 分层充填采矿法， 对策4 （b4） 基于组合棋盘式底部结构的 缓倾斜矿脉连续S1 （a， b1） 采矿法 ； 再就是局势的确定， 分 别为S1 （a， b1） 、 S2 （a， b2） 、 S3 （a， b3）和S4 （a， b4） ； 最后是决策指标的确定， 主要有损失率、 贫化率、 采切比、 采 矿成本和矿块综合生产能力。 （2） 指标权重。这就主要是根据层次分析法来确定了， 确定的初始判断矩阵如下 经过计算得出4是A的最大特征值，而且矩阵是科学 可行的。另外得出 w[0.1075,0.1075,0.0576,0.4606,0 .2165],也就是说以上的决策指标分别为10.75、 10.75、 5.76、 46.06,21.65。 （3） 局势效果。 如下 表1 局 势 对 策 损失 率/ 贫 化 率/ 采 切 比 / （m3kt-1） 采矿成本/ （元t-1） 矿块综合生产能 力/ （td-1） S1b118.210.341.4955.30200 S2b28.59.828.1045.97250 S3b319.19.78.0540.02320 S4b47.66.545.1137.50350 （4） 最后结果。如下 统一测度空间r中的最大统一测 度 ∑ ∗i r 代表满意局势 ∗i S， 则 也就是说最满意的局势是S4， 即某金矿采矿方法中最高 收稿日期 2 0 1 8 - 1 1 作者简介 栾振宁，男，生于1 9 8 5 年，汉族，山东招远人，本科，中级， 研究方向 金矿地下开采。 世界有色金属 2018年 12月上44 采矿工程 Mining engineering 效率的采矿方法是构建中组合棋盘式底部结构基础之上的 缓倾斜矿脉连续采矿法。 也就是说这种新的采矿方法确实是 比其他三种采矿方法更为优秀和突出。 2 新方案介绍 2.1 方法概况 这种方案分为五个步骤 ①将矿体沿倾向分为中段， 在 中段顶部和底部分别留有倾斜的顶柱。 沿矿体方向将交替布 置的房柱划分， 采用先矿房后采柱的开采顺序 ； ②在矿体下 建立一个棋盘式结构， 包括多个横向间隔的受矿巷道和垂直 设置的运输巷道， 在向上的巷道中设置扇形孔， 用浅或中深 孔凿岩机钻爆孔， 其中， 在每个矿房和柱子的底部开凿天井， 并自行开凿顶板。 从地表开始， 将巷道顶部压成V形沟 ； ③ 沿每个V形沟底部水平布置多间隔的短溜槽， 短溜槽上部与 V形沟相连， 短溜槽下部与棋盘式出矿结构的接收巷相连 ； ④回采矿室的过程中， 崩落矿石的重力集中在V形沟中， 通 过短斜槽移动运输至矿巷 ； 采用无轨高效提矿、 进矿， 再使 用铲运机方便出矿程序中的矿石运输， 受矿巷中的矿石经阶 段运输巷搬出开采区域， 矿房回采后， 采空区充填胶结体并 与顶板连接 ； ⑤通过借助矿房采空区胶结体的保护， 可以方 便进行矿柱的回采， 以及对崩落矿石的高效解决， 即在重力 作用的引导下， 集中于V形沟中， 并通过短斜槽将其运至受 矿巷道。 采用无轨高效的矿石开采方式， 受矿巷道中的矿石 采用牵引巷道中的铲运机进行运输。 接着将受矿巷道中的矿 石通过分级运输巷道运出采场， 完成矿柱的开采过程。 矿柱 回采完成后， 用胶结体充填采空区， 并将顶板接缝连接起来。 [1] 敖显军、 任红岗， 杨清波等． 金属矿山地下采矿设备选型层次分析综合 评价[J].有色金属 （矿山部分） ， 2012， 64 （5） 78 － 81． [2] 孙丽军，张撑校，代碧波．峨口铁矿地下采矿方法优选[J].金属矿山， 20135 59 － 61， 120． 2.2 新方案的主要优势 这种新开采方法的优势很明显 首先是具有极大的矿石 开采生产能力， 可以大大地节省出产矿石的时间。 这主要是因 为这话采矿方法的一个盘区就有5个到8个房柱开采场， 而且 各个房柱之间有着充分的间隔， 使得多个场地可以同时开采 而且没有相互打扰， 再加上开采场本身比较大， 可以同时进行 多方面的工作。 而且这种方法采用的无轨自行设备运行高效， 出矿快速， 使得运输时间大大缩短 ； 其次是采矿时的安全能 够得到有效保障， 矿房设置的地点在矿体的底部， 这可以有效 减少矿石滚落造成的安全事故， 而且工人在采矿过程中不会 进入空区， 这就使得安全事故的发生率进一步减少 ； 其次是 资源的损失得到有效控制， 这种方法可以使得矿区的资源得 到充分的开采， 而且开采后活进行胶结填充， 这就使得矿区本 身的地质条件不会受到很大的影响 ； 最后是出矿的过程简单 高效， 便于操作， 而且需要的短溜井控制在最小的范围之内。 3 结论 本文以某金矿为例， 通过将数学方法中的两种分析方法 的结合， 也就是层次分析法和多目标灰色局势决策的结合对 四种方案进行优选和探究， 结果证明构建在组合棋盘式底部 结构基础之上的缓倾斜矿脉连续采矿法是目前为止最为高 效的开采方案， 值得推广。 （上接42页） 并且以此为基础进行开采方案以及相关应急措施的制 定， 所有的开采工作必须要在相关专家论证以及保证安全的 基础上才能够开展矿产的开采工作。 作为政府必须要从生态 以及经济两个方面制定更加科学的矿产资源开采计划， 除此 之外， 还必须要严格接受相关法律法规的监管， 从而更好的 提升采矿工程整体施工质量。 3.2 逐步优化采矿工艺 要想更好的保证整个采矿工作顺利开展， 必须要对于才 采矿工艺进行进一步的优化发展， 尽可能的避免在采矿过程 当中产生的水体破坏以及地表塌陷等相关的问题， 通过填充 开采或者房柱式开采的方式尽可能的达到减少地表塌陷。 除 此之外， 对于井下污水处理技术引起足够的重视， 污水的处 理要应用新型的水泵， 力求保证水资源能够实现循环利用。 对于采矿剩余的矸石必须要科学堆放， 另外， 机械开采应该 以减少采矸量作为重要的原则， 开采必须要始终坚持分层的 方式， 从而更好的提升整体开采效率。 3.3 针对采矿生产中的安全管理制度进行进一步发展完善 采矿本身是一项极具复杂性的工程类型， 要想更好的保 证整个采矿工作能够规范、 系统的实施， 首先要保证安全管 理制度的完善性。 针对采矿的现场管理的全面性以及相关操 作的规范化必须要引起足够的重视。 对于设备库的验收制度、 操作维护以及管理工作必须要进一步建设完善， 而且针对相 关职责必须要进一步明确。 针对采矿现场的人员加强必要的 管理并且逐步的加强制度的建设。 从技术层面加强必要的管 理， 除此之外， 还需要加强人员绩效考核制度的建设工作。 3.4 针对采矿工程的安全宣传进行进一步落实 针对施工人员的安全教育可以通过具体案例以及宣传 片等方式来实施， 着力提采矿人员自身对于自身工作安全性 的重视。 在采矿工作实施的全过程当中， 必须要对于安全条 幅的应用引起足够的重视， 从而实时提醒采矿人员能够严格 依照安全流程来展开工作。 3.5 进一步优化人员的结构 在采矿过程中， 必须要对于施工人员的整体结构进行必 要的优化， 招聘施工人员的过程的中， 对于基本工作要进一步 完善， 严格施工人员的开采， 加强对于施工人员的少选工作， 加强对于施工人员的岗前培训工作， 并且只有考核合格的施 工人员才能够上岗工作， 对于基本工作要进行进一步完善。 4 结语 整个采矿工作的发展必须要对于技术以及管理方式进 行充分结合， 从多方面加强采矿工作的整体规范性， 与此同 时还要从理论上展开必要的研究分析， 以此来更好的针对采 矿工作进行指导。 只有通过多方面对于采矿工作加强重视， 最终才能够更好的促进采矿工作进一步的发展。 [1] 魏凯.浅谈采矿工程中存在的问题及对策[J].科技创新与应用， 2016 （12） 26-27. [2] 杨宏伟.剖析我国采矿业的问题和改革措施[J].新丝路 （下旬） ， 2016 （2） 23-24. [3] 程建峰.采矿工程中常见问题及对策探析[J].技术与市场， 2015 （12） 89-90.