■陳岳會(huì)

（金平長(zhǎng)安礦業(yè)有限公司云南紅河661500）

無(wú)間柱連續(xù)采礦工藝在地下金屬礦山的應(yīng)用

■陳岳會(huì)

（金平長(zhǎng)安礦業(yè)有限公司云南紅河661500）

國(guó)內(nèi)外采礦界中，地下金屬礦山的采礦工藝一直備受關(guān)注。無(wú)間柱連續(xù)采礦工藝的主要經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)井下工人作業(yè)條件和環(huán)境的優(yōu)化；礦山在進(jìn)行機(jī)械化不間斷作業(yè)時(shí)，可以有效的縮短采場(chǎng)回采期，優(yōu)化深部地壓的管理和控制。本文著重描寫了地下金屬礦山中無(wú)間柱連續(xù)采礦工藝的研究，希望能對(duì)相關(guān)的工作與研究提供借鑒。

無(wú)間柱連續(xù)采礦采礦工藝地下金屬礦山

0　前言

在傳統(tǒng)的金屬礦地下開(kāi)采中，普遍沿用對(duì)礦房礦柱進(jìn)行劃分，先礦房后礦柱的回采方法進(jìn)行開(kāi)采。但因?yàn)樗糸g柱的回采相對(duì)滯后，間柱可能因?yàn)樽冃卧獾狡茐亩鴮?dǎo)致回采困難，進(jìn)而降低生產(chǎn)效率，提高作業(yè)成本，造成回采過(guò)程中資源的大量損失。同時(shí)，作業(yè)線的逐漸拉長(zhǎng)，也為礦山開(kāi)采管理帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)，嚴(yán)重制約著礦山的經(jīng)濟(jì)效益。地下金屬礦山的不間斷采礦工藝技術(shù)能真正實(shí)現(xiàn)縮短回采時(shí)間、深化地壓管理，實(shí)現(xiàn)采礦作業(yè)的機(jī)械化和連續(xù)化發(fā)展，提升采礦工作的綜合生產(chǎn)力。由此可見(jiàn)，高效連續(xù)的回采采礦法研究已成為采礦界應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向，影響著整個(gè)采礦業(yè)的發(fā)展。

1　工業(yè)試驗(yàn)礦區(qū)中采礦技術(shù)條件

對(duì)于某工業(yè)采礦區(qū)來(lái)說(shuō)，主礦體主要分布在石灰?guī)r和花崗巖長(zhǎng)巖體相交之處，礦體傾斜角在76°到89°之間，體長(zhǎng)通常為480到671m，平均厚度在18到29m，沿走向礦體為彎曲的透鏡狀到似板狀。礦體以浸染狀含銅磁鐵礦為主，也可能含有少量其他成分，礦質(zhì)穩(wěn)固，一些區(qū)域的穩(wěn)固性隱節(jié)理發(fā)育而表現(xiàn)為越來(lái)越低的狀況。頂盤一般由花崗閃長(zhǎng)巖組成，接觸帶為呈塊狀的灰色蝕變花崗巖長(zhǎng)巖，f為6到8，其中含有少量綠泥石和高嶺土，具有較差的穩(wěn)固性［1］。底盤則由下統(tǒng)灰?guī)r構(gòu)成，f為8到12，主要由方解石組成，穩(wěn)固性強(qiáng)。

2　無(wú)間柱連續(xù)采礦工藝的運(yùn)用

2.1運(yùn)用無(wú)間柱連續(xù)采礦工藝的試驗(yàn)

具體試驗(yàn)方法為：在礦段作業(yè)中將礦段當(dāng)作回采單元，不保留間柱進(jìn)行作業(yè)，利用下向平行深孔側(cè)向崩礦，在振動(dòng)出礦機(jī)底部設(shè)置成無(wú)二次破碎水平的結(jié)構(gòu)。利用分節(jié)式運(yùn)輸列車運(yùn)輸?shù)V石。在崩礦的作業(yè)中，臨時(shí)保留靠充填空區(qū)一側(cè)的礦壁，待本段出礦工完畢后進(jìn)行二次崩礦，強(qiáng)化出礦，并結(jié)合相應(yīng)措施填充空區(qū)。選擇三個(gè)相鄰礦段進(jìn)行平行采切、填充和回采，并在采礦工作面上進(jìn)行階段性的推進(jìn)［2］。

例如，實(shí)驗(yàn)礦段為高48m，長(zhǎng)45m，將其劃分為寬度不等的兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，對(duì)其中一個(gè)15m寬的區(qū)域進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)，完成崩礦及出礦后留下5.5m的空間作為臨時(shí)礦壁，再利用高水尾砂膠結(jié)料迅速填充其他部分。待二分區(qū)結(jié)束崩礦和出礦后，將這個(gè)5.5m的臨時(shí)礦壁崩落，并迅速放出。試驗(yàn)中，采礦場(chǎng)的結(jié)構(gòu)主要為：第二個(gè)分區(qū)是振動(dòng)出礦的平底式底部結(jié)構(gòu)，器械則選用優(yōu)化的連續(xù)振動(dòng)機(jī)組進(jìn)行操作并出礦。在填充材料選擇中，一分區(qū)為復(fù)合型高水速凝材料，而二分區(qū)為全尾砂。具體采礦過(guò)程為第一礦段進(jìn)行回采之后，開(kāi)始第二礦段的回采操作。

2.2回采工藝

2.2.1鑿巖爆破工藝

鑿巖過(guò)程中，采用孔徑為165毫米的CD-90型鉆機(jī)進(jìn)行，利用深孔柱狀藥包從側(cè)向擠壓崩礦。將切割天井當(dāng)做自由面，通過(guò)深孔爆破分次擴(kuò)槽形成新的切割槽，并以此為自由面，通過(guò)側(cè)向崩礦對(duì)一分區(qū)進(jìn)行礦石崩落，待其出礦作業(yè)結(jié)束之后即將進(jìn)行填充的時(shí)候，對(duì)二分區(qū)進(jìn)行崩礦出礦。

2.2.2出礦及礦石運(yùn)輸

將試驗(yàn)礦段分成兩個(gè)操作區(qū)域并進(jìn)行回采，設(shè)計(jì)一分區(qū)為漏斗形底部結(jié)構(gòu)，通過(guò)T4G設(shè)計(jì)二分區(qū)為無(wú)二次破碎水平的振動(dòng)出礦底部結(jié)構(gòu)，并利用連續(xù)振動(dòng)機(jī)組進(jìn)行出礦作業(yè)。

2.2.3對(duì)采場(chǎng)的填充

在一分區(qū)崩礦出礦作業(yè)完成之后，通過(guò)高水尾砂進(jìn)行固結(jié)作業(yè)，并對(duì)其中的踩空區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)填充，形成具有1.5MPa以上強(qiáng)度的填充體。之后以全尾砂對(duì)二分區(qū)開(kāi)展填充作業(yè)。

2.2.4監(jiān)測(cè)采礦場(chǎng)的地壓

為檢測(cè)并分析爆破振動(dòng)沖擊與地壓施工下填充體的抗震性、穩(wěn)固能力等，了解在采集過(guò)程中崩礦時(shí)間段內(nèi)臨時(shí)礦壁地壓的穩(wěn)定性，必須對(duì)地壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)一分區(qū)的填充體和上盤圍巖、臨時(shí)礦壁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，具體利用對(duì)巖音和位移的檢測(cè)來(lái)進(jìn)行。在此過(guò)程中使用的儀器為RS-1614或SIR-2系統(tǒng)。

3　在連續(xù)采礦中，相關(guān)裝備的選擇及流程

在連續(xù)采礦過(guò)程中，出礦振動(dòng)機(jī)組的操作系統(tǒng)以7節(jié)HZY型分節(jié)振動(dòng)運(yùn)輸車、原礦振動(dòng)條篩、溜井下部裝載、中斷運(yùn)輸?shù)冉M成。實(shí)際操作流程為：在采場(chǎng)進(jìn)行對(duì)礦石的崩落——在出礦口放出振動(dòng)出礦機(jī)——使用振動(dòng)運(yùn)輸車進(jìn)行礦屬的運(yùn)輸——溜井口振動(dòng)條篩的使用——將合格塊度礦石運(yùn)輸?shù)搅锞ㄟ^(guò)XL-20型7t架線式電機(jī)車——回到主井礦倉(cāng)。通過(guò)這樣的過(guò)程，來(lái)完成在采礦場(chǎng)從采礦、出礦、運(yùn)輸、篩選礦石和處理大塊的一系列操作。

4　研究成果

本研究對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)科研規(guī)劃相關(guān)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益較為明顯。主要有以下幾個(gè)方面：一是實(shí)現(xiàn)了將礦體分段，并以礦段為單位進(jìn)行無(wú)間柱連續(xù)回采，突破了傳統(tǒng)采礦工藝中將礦體劃分礦房與礦柱的回采方式有效降低礦石損失，縮短作業(yè)線；二是對(duì)回采工藝進(jìn)行了創(chuàng)新，在礦段內(nèi)進(jìn)行分區(qū)回采不僅能滿足連續(xù)采礦工藝需求，更能滿足快速充填，協(xié)調(diào)與平衡落礦出礦、采切、充填之間的關(guān)系；三是對(duì)深孔爆破與定向致裂技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)大直徑深孔施爆破工藝進(jìn)行了創(chuàng)新發(fā)展，有效提升崩礦質(zhì)量，提升單次崩礦量、降低大塊產(chǎn)出率、崩落礦石塊度均勻；四是對(duì)采場(chǎng)連續(xù)出礦工藝系統(tǒng)與全套設(shè)備進(jìn)行了整合。

5　結(jié)束語(yǔ)

綜上可見(jiàn)，對(duì)采礦技術(shù)中無(wú)間柱連續(xù)采礦法的分析，以及對(duì)地下金屬礦山進(jìn)行連續(xù)采礦的技術(shù)探索，才能真正幫助采礦工作實(shí)現(xiàn)在實(shí)際作業(yè)中的發(fā)展。只有在實(shí)際生產(chǎn)工作中，根據(jù)礦山和工程的現(xiàn)實(shí)狀況進(jìn)行無(wú)間柱連續(xù)采礦工藝技術(shù)的使用，才能真正推動(dòng)地下金屬礦山工作。其工藝發(fā)展才能真正成為具有機(jī)械化、連續(xù)化、生產(chǎn)集中化特點(diǎn)的現(xiàn)代化工藝，進(jìn)而真正為開(kāi)采礦石帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的穩(wěn)步提升和發(fā)展。

［1］吳愛(ài)祥，胡華．地下金屬礦山無(wú)間柱連續(xù)采礦工藝技術(shù)研究 ［J］．金屬礦山，2012，10 （02）：9-12．

［2］余佑林，楊仕林，楊文．地下金屬礦無(wú)間柱連續(xù)采礦法研究 ［J］．有色金屬（礦山部分），2013，02（02）：6-9．

P61［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-101-1