云龍輝

(山西汾西礦業(yè)集團(tuán)兩渡煤業(yè)有限責(zé)任公司)

緩傾斜中厚礦體機(jī)械化采礦技術(shù)在某礦山的應(yīng)用

云龍輝

(山西汾西礦業(yè)集團(tuán)兩渡煤業(yè)有限責(zé)任公司)

湖南某煤礦礦體伴生銅、金、銀、鐵、鉛、鋅等多種元素，屬于大型的露天—地下聯(lián)合開采礦山。為實(shí)現(xiàn)該類礦體的高效開采，采用緩傾斜中厚礦體機(jī)械化采礦技術(shù)進(jìn)行礦體開發(fā)，分析了該采礦方法原理、采準(zhǔn)布置以及回采工藝流程，該方法的成功運(yùn)用取得了較好的效果，可供類似礦體開采參考。

緩傾斜中厚礦體 機(jī)械化采礦技術(shù) 采準(zhǔn)布置 回采工藝

緩傾斜礦體是較難開采的一種礦體結(jié)構(gòu)，近年來隨著研究的深入，大幅度推動(dòng)了該類礦體機(jī)械化開采技術(shù)的發(fā)展[1-5]。本研究以湖南某煤礦為例，對該類礦體的回采工藝以及應(yīng)用成果進(jìn)行分析。

1 礦山概況

湖南某煤礦礦體伴生銅、金、銀、鐵、鉛、鋅等多種金屬元素，為大型露天—地下聯(lián)合開采礦山，據(jù)相關(guān)勘查，其實(shí)際地質(zhì)存儲(chǔ)量達(dá)到了1.7億t，其中鉛鋅金屬量預(yù)測在4 000 t以上，鐵礦石存儲(chǔ)量在240 000 t以上，硫鐵礦礦石量在87 110 t以上，銅金屬量在500 t以上，此外，該礦體還賦存有成百上千噸的金銀金屬量。該礦山地理位置良好，無論是水上交通還是陸地交通均較方便。礦區(qū)毗鄰高速公路沿江快速通道，在礦區(qū)的邊緣穿過，距碼頭381 m，此外，礦區(qū)附近還有鐵路專用線，附近公路與礦區(qū)直接相連。

2 緩傾斜中厚礦體機(jī)械化采礦實(shí)踐

2.1 回采工藝

該礦110023工作面采用走向長壁后退式綜合機(jī)械化采礦工藝，采用MG900/2290-GWD型采礦設(shè)備、裝礦設(shè)備，SGZ1250/3×855型刮板輸送機(jī)，運(yùn)輸巷采用SZZ1350/525型轉(zhuǎn)載機(jī)、PLM3500型破碎機(jī)及DSJ140/250/3×400型膠帶輸送機(jī)，四柱支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)工作面頂板，兩巷均采用超前支護(hù)液壓支架支護(hù)頂板，全部垮落法管理頂板。在進(jìn)行礦體開采時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制開采的范圍和開采角度。回采工藝流程為交接班→設(shè)備空載聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)→割礦→移架→推移刮板輸送機(jī)→拉移轉(zhuǎn)載機(jī)→拉移超前支架→清理礦渣。

(1)使用符合實(shí)際要求的無軌設(shè)備(如鏟運(yùn)機(jī)、鑿巖臺車等)，有助于最大限度地發(fā)揮上向水平分層充填采礦法的實(shí)際作用效果。為滿足工作需求，該工作面引入了1臺全液壓鑿巖臺車、5臺電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，以提高工作效率。

(2)為工作面維護(hù)方便，同時(shí)保證資源回收率，縮短出礦時(shí)的運(yùn)輸距離，最大限度發(fā)揮大型無軌設(shè)備的效能，該工作面采用了脈外布置方式，即在下盤布置了2條沿脈運(yùn)輸平巷連通運(yùn)輸平巷形成環(huán)形運(yùn)輸系統(tǒng)。

(3)在進(jìn)行礦體切割時(shí)，結(jié)合鑿巖臺車在工作中的實(shí)際需求，對于每個(gè)采礦場拉底層高度設(shè)計(jì)中，控制在3.0 m范圍，在靠近礦體的沿脈運(yùn)輸平巷上，使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行掘進(jìn)，到達(dá)礦體后將穿脈平巷視為一個(gè)自由面，使用7655鑿巖機(jī)，或用鑿巖臺車向兩邊擴(kuò)幫，直至采場的兩側(cè)邊界為止?；夭膳诳诪樗街猩羁?，除拉底層外，還應(yīng)形成一個(gè)切割槽。切割槽的高度、寬度均為3.2 m，長度與采場寬度一致，使用鑿巖臺車進(jìn)行操作。進(jìn)刀距離可按下式計(jì)算：

D=2L+L′

式中，D為進(jìn)刀距離，m；L為采礦機(jī)機(jī)身長度，取17.15 m；L′為運(yùn)輸機(jī)彎曲段長度，取21 m。

經(jīng)上式計(jì)算，D為55.3 m，故本研究D取55 m。

2.2 通風(fēng)系統(tǒng)和工程管理

在對該礦1#礦房進(jìn)行開采時(shí)，運(yùn)輸水平高程為512 m，在回采礦體時(shí)涉及到通風(fēng)問題，故在該位置水平掘進(jìn)了3條回風(fēng)天井，均為550 m水平。在回采礦體過程中，新鮮的風(fēng)流可從運(yùn)輸平巷進(jìn)入并向其流動(dòng)，再經(jīng)裝礦進(jìn)路再進(jìn)入采空區(qū)，之后通過550 m水平回風(fēng)天井進(jìn)入到上部的回風(fēng)巷道，最終及時(shí)排出地表。該礦房回采完畢后，可將上述回風(fēng)天井作為充填井。

(1)地面→豎井→井底車場→暗斜井→+560 m水平集中運(yùn)輸大巷→+610 m水平集中軌道巷→二采區(qū)集中軌道巷→39(10)08材料巷→39(10)08工作面。

(2)地面→主膠帶斜井→軌道石門→+560 m水平集中運(yùn)輸大巷→+610 m水平集中軌道巷→二采區(qū)集中軌道巷→39(10)08材料巷→39(10)08工作面。

(3)材料斜井→+610 m水平集中軌道巷→二采區(qū)集中軌道巷→39(10)08材料巷→39(10)08工作面。

(4)污濁風(fēng)流經(jīng)39(10)08工作面→39(10)08運(yùn)輸巷→二采區(qū)集中回風(fēng)巷→集中回風(fēng)巷→吹新風(fēng)井→地面。

該礦房回采結(jié)束后，可使用尾砂充填和廢石充填相互結(jié)合的方式對采空區(qū)進(jìn)行處理，可有效減少廢石提升量，提高充填料的透水性能和充填體強(qiáng)度。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況分析，采空區(qū)暴露面積并非是決定采場頂板圍巖穩(wěn)定性的唯一因素，暴露面的形狀對采空區(qū)頂板巖層的穩(wěn)定性影響亦較大。為保證采掘設(shè)備的工作效率，在切割工程設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)使用深孔全液壓鑿巖臺車布置采準(zhǔn)切割工程，使用無軌采掘設(shè)備并使其處于同一作業(yè)水平。

3 結(jié) 語

以湖南某煤礦為例，詳細(xì)分析了緩傾斜中厚礦體機(jī)械化采礦工藝流程。實(shí)踐表明，隨著該工藝的廣泛應(yīng)用，該礦的一期坑采和井下接替工程已形成了600 kt/a的生產(chǎn)能力，對于一、二期的露天采礦工程，總投資已達(dá)6.6億元，每年采礦量在900 kt以上。此外，該礦已回收了相當(dāng)可觀的金、銀等金屬礦產(chǎn)，總體來講，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均較可觀。

[1] 馬士敏.緩傾斜中厚礦體機(jī)械化采礦理論與技術(shù)[J].科技與企業(yè)，2013(27)：8-9.

[2] 楊 杰.緩傾斜中厚礦體機(jī)械化采礦理論與技術(shù)[J].民營科技，2015(7)：46-47.

[3] 張志貴，陳星明，葉 青，等.大結(jié)構(gòu)參數(shù)無底柱分段崩落法在緩傾斜中厚礦體中的應(yīng)用[J].金屬礦山，2015(8)：1-5.

[4] 陳亦巍，姚 華.緩傾斜中厚礦體盤區(qū)開拓系統(tǒng)的探索與實(shí)踐[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(11)：34-35.

[5] 趙永峰，張雄天，馬紅福，等.緩傾斜中厚礦體高效采礦方法研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(6):19-23.

2016-10-11)

云龍輝(1988—)，男，助理工程師，031300 山西省靈石縣。