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浅孔留矿法在矿山的应用与探讨

2018-01-30黄海浪

世界有色金属 2018年17期
关键词:浅孔采矿方法采场

黄海浪

(江西下垄钨业有限公司,江西 赣州 341516)

我国的矿产开采工程发展的如火如荼,其中浅孔留矿法的应用范围也非常广泛,其中在极薄矿脉地带开采钨矿率高达80%,采矿量更是达到了40%左右,在全国上千座岩金矿山中的使用率达到了85%,在其他有色矿山中的占比也非常高,由此可见,浅孔留矿法是矿产开采工程中的重要工艺。但是,随着高效设备和充填技术的大力推广,浅孔留矿法在中厚矿床中的应用范围开始缩减,并出现了各式各样的问题,诸如矿柱回采时的采矿两率指标较差、采空区亟待处理以及因留存矿石而积压资金等现象,需要引起有关矿区资源管理部门的高度重视。

1 浅孔留矿法在矿山中的应用现状

1.1 矿山采矿中存在的问题

我国现阶段的矿山采矿中存在的问题包含五个方面,一是矿产资源的回采矿工程面的涌水问题严峻,工作面的相关作业条件比较差,矿石资源遇水后容易形成自然和板结的现象,并且因为矿体资源中的硫含量比较高,从而会导致矿石围岩的裂隙发育涌水性大,如果长时间漏洞放矿不均匀或者是采场的存矿时间过长,会影响采矿和回采的进程相对缓慢与滞后。二是采矿工人在空场底下作业和出矿的危险系数较高,其中存在的安全隐患较大。三是有关回采的大块率比较高,二次破碎的工作量也非常大,有关的贫化损失也就随之提高,并且在回收进程中,柱矿石的相关贫化损失如果不能及时进行复原,将会造成矿产资源的永久性损失。四是在一般情况下,相关的采空区不会进行有效的安全处理,因此增加了安全风险,并且因为空区处理的滞后与缓慢,采场矿石需要矿块全部挑落和采出完毕之后才能一次性的全部均匀放出,导致资金长时间的被积压,继而影响后续的采空区处理进程。五是因为矿产资源开采的机械化程度不够高,从而导致部分放矿后,预留在采石场内体积较大的浮石容易破碎。

1.2 采矿方法的选择

根据上文提出的五点问题,相关矿产资源开采部门在采矿方法选择时,就应当遵循以下几点:一是选择自下而上的浅孔分层挑落办法,需要让崩矿步距易控制,且突出大块产出率较低和顶板易管理的采矿方法。二是选取采切工程量少的工艺,优先选取布置灵巧方便的办法,同时适用于产状较陡和厚度比较薄的矿体结构。三是采取分层落矿高度比较低的同时落矿效率高且贫损率低的采矿办法。四是尽量选用漏斗出矿,并严格改进上吨的农用自卸翻斗式运输车,使得中段出矿的运输成本降低,且运输效率高并便于管理监督。五是综合性选取矿产资源工程投资较少且物资能耗与成本资金普遍较低的采矿方法。

现阶段我国新型回采工艺中比较常见的两类是留矿全面采矿法以及削壁留矿采矿法。首先,在我国的岩金矿山中,急倾斜的极薄矿脉占了相当大的比重,特别是陕西两省以及小秦岭一带的河南地区,自70年代就开始广泛采取留矿全面采矿法,这类的采矿办法在矿床的开采中,能够有效利用重力将矿石资源全部完整的放出,不会受底板倾角问题的约束而造成工程作业的困难,因此,在实际的矿产生产实践中,常常将留矿采矿法的有关工艺当做继续上采工作台的回采技术,并能够结合全面采矿法的顶板管理技艺与矿石搬运技术而形成一类适用于急倾斜极薄地带的全新回采工艺。其次,削壁留矿采矿法在我国的应用范围也非常广泛,常应用于矿体形态较为稳定安全,矿岩结构单一稳固且周边水文地质条件良好的地区,是我国岩金矿山中依托矿床开采技艺条件和相关矿山工作要求同时由政府资助试验效果较为优越的一类新型回采工艺。传统的削壁充填采矿法的工作手段是通过掏槽落矿采下矿石并通过采矿场内的放矿溜井由下部和中段放出,削上下盘围岩充填采场来形成工作台。

而削壁留矿采矿法则是率先将掏槽崩落矿石先充填采矿场,并且为了采矿场有足够作业空间而削减部分围岩从中间专用的放毛溜井放出,由矿场回采结束后再从底部漏斗放出全部矿石,采空区处理后再用废石进行充填。

2 浅孔留矿采矿法的应用

2.1 开采技术条件

浅孔留矿采矿法在矿山中的应用非常广泛,但是具有其相关开采的技术条件,应用浅孔留矿采矿法时要求所开采的矿体厚度较小,且倾斜角在60°~70°以上。通常来说,浅孔预留采矿法更适用于中小型矿山的开采。浅孔留矿采矿法的采场支护目的也体现在两个方面,一是防止在放矿时不慎混入一些无用的废石,从而导致放矿时二次贫化率增大。二是能有效阻止相应破碎的上下盘围岩在采矿中不断持续的脱落,导致一系列的安全隐患和安全事故的发生。

2.2 回采的工艺

浅孔留矿采矿法的回采工艺主要体现在四个层面,包含采切工作、凿岩爆破、矿石运输以及采场通风。首先,在采切工作时,需要在被开采的矿石静脉里装修相关运输巷的静脉与动脉,并在每5米左右地方安装一个矿漏斗,同时双方在室挖掘内行人通风提升,合理通过中间,在行人通风提升。其次,进行相关的凿岩爆破工作,通过浅孔留矿法在采矿作业空间之后,形成一个层层挖掘的方式,分层2.5m~3m,呈现出梯形,采取欧美-27风钻以及YSP-45钻孔,并依托矿产资源矿体的洞孔厚度与形状(梅花形、锯齿形)进行有效排列,同时依托采矿场的宽度与长度,合理安排适合的钻机钻井,并配置科学的人工装药起爆管,为岩石爆破提供坚实的基础。最后,在进行采场通风时,合理同风力改善通风情况,并依托人行通风天井使外部的风流进入矿房,只有清新的风流与工作面形成良好的循环往复,才能有效达到通风换气的效果。

2.3 浅孔留矿法的优势

浅孔留矿法的优势主要有四个方面:①所有的工作环节都在巷道中,避免了空区作业带来的危害。②这类方式的生产能力和强度较大,由于机械化程度较高,从而促使劳动生产率较高,且需要的资金成本偏低,经济效益良好。③能够有效处理时空与矿石损失,并及时复原底部列与列之间的采场工作。④矿场的作业环境得到了有效的改善,提升了作业时的安全性,有效避免了安全事故的发生。

3 结语

根据上述分析可以看出,浅孔留矿法在矿山的应用与探讨是一个值得研究的话题,浅孔留矿法是矿产开采工程中的重要工艺,需要引起相关管理部门的高度重视,具体可以通过充分考量矿山采矿中存在的问题、采矿方法的选择、开采技术条件以及回采的工艺等因素,合理将浅孔留矿法应用于矿山开采中。

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