急倾斜极薄矿脉采矿方法优选研究(1).pdf

第 1 期 2 0 0 6年 2月 矿 产 保 护 与 利 用 C ON S E R V AT I ON AN D U T I L I Z AT I ON OF MI N ER A L R ES OU R C E S N o． 1 F e b ．2 0 0 6 急倾斜极薄矿脉采矿方法优选研究 赵永红 。 郝小非2 。 曹进成2 1 ． 江西理工大学， 江西赣州， 3 4 1 0 0 0 ； 2 ． 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 ， 郑州，4 5 0 0 0 6 摘 要 对于急倾斜极薄矿脉的开采国内外最常用的采矿方法是浅孔留矿法， 实践表明， 该法存在人工劳动强 度大、 矿石贫化率高等缺点。通过采矿方法的技术经济比较认为， 在矿产品价格上涨的经济形势下， 机械化 削壁充填法具有诸多优点， 是该类矿体的首选方法。 关键词 急倾斜极薄矿脉； 浅孔留矿法； 机械化削壁充填法 中图分类号 T D 8 5 3 ． 2 5 1 ； T D 8 5 3 ． 2 1 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 - 0 0 7 6 2 0 0 6 0 1 0 0 1 4 0 3 T h e Re s e a r c h 0 1 1 Op t i mu m Mi n i n g Me t h o d o f S t e e p l y-i n c l i n e d Na r r o w V e i n Z H A O ， 一h o n g， H A O X i a o一 厂 e ， C A O． fi nc h e n g d i a n g x i Un i v e r s it y o f S c i e n c e＆T e c h n o l o g y ， Ga n z h o u ， J i a n g x i 3 4 1 0 0 0， Ch i n a Ab s t r a c t S h o r t h o l e s h r i n k a g e me t h o d i s c o mmo n l y e mp l o y e d i n mi n i n g s t e e p l yi n c l i n e d n a r r o w v e i n ．I t i s p r o v e d p r a c t i c a l l y tha t the me t h o d h a d s o me d i s a d v a n t a g e s s u c h a s h i g h l a b o r i n t e n s i ty a n d h i g h o r e d i l u t i o n ．T h e p a p e r d r a w s a c o n c l u s i o n b y the i n d e x e s c o mp a r i s o n o f e c o n o my a n d t e c h n o l o g y tha t me c h a n i z a t i o n b l a s t s u r r o u n d i n g r o c k a n d fi l l s t o p p i n g me tho d i s the o p t i mu m me th o d f o r the o r e b o d y i n t h e c a s e o f g o o d o r e p r i c e ． Ke y wo r d s s t e e p l yi n c l i n e d n a r r o w v e i n；S h o r th o l e s h r i n k a g e me tho d；me c h a n i z a t i o n b l a s t s u r r o u n d i n g r o c k a n d fi l l s t o p p i n g me tho d 1 急倾斜极薄矿脉采矿方法初选 对于矿脉平均脉幅宽 O ． 8 m以下、 倾角大于 7 0 。 、 矿体和围岩均属稳固的急倾斜极薄矿脉， 目前 国内外主要采用浅孔留矿法、 普通削壁充填法、 机械 化削壁充填法、 削壁留矿法、 分段空场法等采矿方 法。分段空场法是沿矿脉倾向划成分段， 然后采用 分采或混采开掘分段平巷 ， 最后从各分段平巷向矿 脉钻凿炮孔， 以分采矿脉。 不采围岩； 分采矿石部分 落入各分段平巷内， 部分通过狭窄空区溜至采场下 部的放矿漏斗。该方法尽管可以降低矿石贫化率， 但需要开凿较多的分段平巷， 实际上是以采切工程 量的增加降低贫化率。该方法尚未普遍使用， 对于 生产管理、 技术水平一般的小型矿山更难以推广应 用。而削壁留矿法更适合于中等稳固的围岩以及厚 度相对较大的矿体。因此， 适合这类矿体的采矿方 法主要有以下三种 方案 I 浅孑 L 留矿法； 方案 Ⅱ 普通 削壁充填法； 方案Ⅲ机械削壁充填法。 2 采矿方法比较 ’2 J 浅孔留矿采矿的采场结构和工艺比较简单， 易 于掌握， 管理方便， 留矿堆可以辅助支撑两盘围岩， 通风条件较好， 坑木消耗少， 利用 自 重放矿， 不需要 过多的设备和电耗， 采场生产能力比较高， 采矿成本 低等优点受到许多矿山的青睐， 是使用较为广泛的 一 种采矿方法。但是， 留矿法在极薄矿脉开采中的 收稿日期 2 0 0 51 1 2 8 作者简介 赵水红 1 9 7 7一 。 男， 湖北监利人 ， 在读硕士， 讲师， 研究方向为环境保护与矿业工程。 维普资讯 第 1 期 赵永红 等 急倾斜极薄矿脉采矿方法优选研究 使用， 还存在着一些比较突出的问题 1 矿石贫化 大。产生矿石贫化的原因主要是， 在落矿和出矿的 过程中废石的混人。浅孔留矿法开采极薄矿脉时， 在回采过程中需同时崩落矿石和部分围岩。人员在 采场中的作业空间要求有一定的高度和宽度。由于 矿体平均厚度小于0 ． 8 IT I ， 仅仅在矿体厚度范围内 的空间中人员是无法进行作业的。为了保证人员在 采场必要的作业空间工作， 在回采过程中必须将一 部分围岩连同矿石一起采掘下来， 这样就造成了矿 石的采下贫化。 2 作业安全性差。在 回采过程 中， 工人直接在爆破后的矿岩暴露面下作业， 矿体和 顶板围岩容易片落， 致使人员安全没有保障。 3 工人劳动强度大。局部放矿后， 采场内需要对浮石 进行处理， 平整场地， 并破碎大块。这些工作主要靠 人力完成， 致使工人的劳动强度大。 4 大部分采 下矿石暂留在采场内， 积压了资金。 普通削壁充填法利用削下的废石充填采空区， 降低了采矿的贫化率， 用充填管理采场地压可不留 矿柱， 降低了采矿的损失率。但它也存在一些明显 的缺点 1 工人劳动强度大， 掌子面工效低。普通 削壁充填法不管是用电耙出矿还是人工出矿， 其削 壁用于充填的围岩基本上是依靠人工平场， 致使井 下工人的劳动强度大， 因此导致工效下降。 2 采 矿损失率和贫化率相对浅孑 L 留矿法有所下降， 但仍 然偏大。 3 采场的采切工程量较大。 4 采场的 综合生产能力低， 仅为 8 1 0 t ／ d 。 对于急倾斜极薄矿脉而言， 机械化削壁充填法 相比以上两种采矿方法， 具有如下明显的优点 1 在采场采准工程的布置方式上改变了传统的采场人 行、 回风井或脉外采准斜坡道的形式， 通过采用全新 的脉内斜坡道采准形式， 不但有效地解决了无轨设 备在长采场中几个相对独立回采单元的联络问题， 而且有利于充分发挥微型无轨设备的机动灵活、 高 效的特点， 并大大降低千吨采切 比。机械化削壁充 填法的采切比为3 ． 9 4 m ／ k t ， 远远低于普通削壁充填 法的4 8 ． 3 m ／ k t 。 2 采场综合生产能力显著提高， 由于采用了先进的无轨设备， 大大缩短了采场出矿 和充填两个重要生产环节的作业时间， 使采场的综 合生产能力提高到6 6 t／ d ， 与普通削壁充填法的生 产能力相比， 显著提高。 3 由于采用微型无轨设 备代替传统的人工或电耙进行采场的出矿、 充填和 平场作业， 不仅提高了作业效率， 而且大大降低了工 人的劳动强度， 采场工效同普通削壁充填法相比提 高到8 ． 4 3 t／ ， 工班。 4 采矿损失率和贫化率与浅孔 留矿法、 普通削壁充填法相比最低。 三种采矿方法的技术经济比较见表 1 。采矿成 本包括 主要材料消耗费用； 采矿车间经费 4 ． 0元／ ； 企业管理费 1 O ． 0 9 U v ／ t ； 维简费 7 ． 0元／ t ； 矿石转 运费1 ． 0 t ； 井巷掘井费 1 ． 4 ff／ t 。机械化削壁充 填法的采矿成本最高， 主要原因是微型电动铲运机 的轮胎成本较高， 达 2 0 元／ t 。可见机械化削壁充填 法的多项技术经济指标均优于浅孔留矿法和普通削 壁充填法， 因此最终选择机械化削壁充填法作为最 优的采矿方法。 表 1 三种采矿方法技术经济比较 3 机械化削壁充填法工艺介绍 川 3 ． 1 采场布置 采用微型电动铲运机采场运矿， 其机宽为0 ． 9 I／ It ， 取采幅 1 ． 0 1 ． 5 m。根据无轨设备性能和国内 外一些矿 山的经验， 斜坡 道的坡度 一般不大于 2 5 ％， 结合矿山中段高度， 确定首采矿块长度为 1 6 0 1 7 0 IT I 左右， 相邻矿块为两条斜坡道之间的平行 四边形形状， 其间距为相邻矿块采场工作线长度， 即 采场长度约为 1 0 0 1 1 0 m左右。将整个矿块再划 分为长4 0 m左右相对独立的回采单元， 在每个回采 单元内布置一条溜矿井， 并在首采和终采回采单元 内布置人行、 通风天井。采矿方法典型方案图见图 1。 3 ． 2采准切 割工作 首先在首采矿块的端部开凿一条人行、 通风天 井之后， 在回采矿块的脉内沿脉平巷上进行挑顶、 崩 矿， 形成人工混凝土假底浇灌空间， 人工假底形成 后， 掘进一条环形联络斜坡道至首采矿块的切割层， 然后开始进行首采矿块的回采工作。随着首采矿块 维普资讯 矿产保护与利用 2 0 0 5正 的逐层回采， 在脉内顺路形成斜坡道， 首采矿块采至 上一中段后， 形成一条完整的脉内斜坡道。放矿溜 井随着回采过程顺路架设形成。 3 ． 3 回采工作 掏槽后落矿分两次进行， 第一次控制高度为0 ． 5 r B 矗 f _ C 一 0 ． 7 m， 第二次控制高度为 1 ． 2～1 ． 5 m 。炮孔呈 “ 之” 字形布置。当矿体厚度小于0 ． 5 m时， 采场凿 岩主要用 7 6 5 5 及 Y S P 4 5型凿岩机。当矿体厚度大 于0 ． 5 m时采用 Y Z F一 2 4型液压凿岩台车凿岩。 图 1 机械化削壁充填法典型方案 1 一人行通风天井 ； 2 一沿脉运输平巷； 3 一削壁碎石； 4 一顺路天井； 5 一沿脉斜坡道； 6 一人工混凝土假底； 7 一联络斜坡道。 4 结论与建议 1 对于急倾斜极薄矿脉的开采， 采用机械化 削壁充填法具有诸多优点， 其采切工程量小， 能有效 地降低矿石的损失率和贫化率， 工人的劳动强度低， 其边采边充的工艺可避免大面积采空区地压的显 现， 从而可省去采空区的事后处理， 对于急倾斜极薄 矿脉的开采在技术上可行， 经济效益良好。 2 目 前矿产品价格大幅上涨， 机械化削壁充 填法的出矿能力大， 这对提高企业经济效益， 促进企 业和地方抓住机遇、 加速发展具有重要的经济意义 和社会意义。 参考文献 [ 1 ]解世俊． 金属矿床地下开采 [ M] ． 北京 冶金工业 出版 社， 1 9 7 9 ． [ 2 ]郭建伟， 孙国飞 ， 朱扬明． 浅述留矿采矿法在我国的应用 [ J ] ． 黄金 ， 1 9 9 9 ， 9 1 6 1 9 ． [ 3 ]祁宝明． 急倾斜极薄矿体削壁充填法[ J ] ． 有色金属， 1 9 9 7 ， 4 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