徐安原,趙加棟
(昆明金因潤通冶金有限責任公司,云南 昆明 654100)
目前,在很多采礦工程中,所用采礦技術(shù)方法都存在或多或少的問題與不足,無法滿足實際生產(chǎn)與未來發(fā)展要求。因此,應(yīng)重視并積極采用新型采礦技術(shù)措施,提高采礦的整體技術(shù)水平,達到預(yù)期的經(jīng)濟效益指標。
某礦區(qū)大面積出露中元古界雙橋山群淺變質(zhì)巖系,緩坡段與溝谷可見第四系,含礦巖系以雙橋山群為主。礦石主要為原生礦石,金屬硫化物的平均含量約為2.516%,其含硫量為1.27%左右,為典型貧硫金礦石。礦區(qū)的主要礦體賦存于I帶中下部,約占總量68.70%,其走向長度與傾向延伸分別為1910m、1480m,走向與傾向都具有良好連續(xù)性,厚度可達26.88m,傾角與品位分別為22°、5.05×10-6,松散系數(shù)為1.65。礦體與頂板和底板圍巖都為層狀巖體,完整性與穩(wěn)固性均較好,硬度系數(shù)在8-12范圍內(nèi),雖然斷層數(shù)量較多,但總規(guī)模較小,且水文地質(zhì)條件較為簡單。在投產(chǎn)初期,因受到裝備和技術(shù)水平的影響與限制,采用平巷擴采,該方法對在回采緩傾斜薄礦體時較為合理,而中厚-厚大礦體,由于受到空區(qū)出礦、淺眼鑿巖和人行通風(fēng)等因素的影響,導(dǎo)致回采率相對較低,條柱與頂柱無法實現(xiàn)二次回采。空場嗣后填充能處理采空區(qū),同時大規(guī)模中深孔落礦能保證作業(yè)安全,減少工作量,提高實際生產(chǎn)能力,避免冒頂?shù)痊F(xiàn)象發(fā)生,并且還能減少尾砂量,使尾砂庫的使用壽命得以有效延長。在試驗過程中,借助淺孔留礦法進行爆破切割槽施工,以此為爆破創(chuàng)造足夠的爆破空間。
(1)礦塊合理劃分。試驗采場的長、寬分別為60m和37m,在短軸方向上可以分成兩個不同的礦房,在礦房之間預(yù)留的條柱視作永久損失,礦房的長度與盤區(qū)完全相同,即60m,礦柱與礦房的寬度分別為70m、30m。在礦房的平行方向上,設(shè)置雙電耙道,采用功率為55kW的電耙進行出礦,雙側(cè)漏斗收礦[1]。
(2)采場參數(shù)。采場主要為大爆破提供補償空間,將兩條電耙巷道布置成平行形式,其長度與盤區(qū)的寬度完全相等,均37m,采場的寬度為6m,而高度與礦體厚度相等為16m。
在中深孔爆破施工過程中,爆破空間與施工質(zhì)量對采礦試驗有直接關(guān)系,是重要影響因素之一。對于技術(shù)參數(shù),應(yīng)滿足后續(xù)爆破施工基本要求,即便處在擠壓爆破情況中,覆蓋礦巖當中,也應(yīng)有至少15%的空隙。如果空隙體積不滿足要求,則會產(chǎn)生立槽或懸拱。對于爆破切割槽,可使用以下方法施工:淺孔留礦法、垂直天井擴槽法、中深孔爆破一次成井法。在此次試驗過程中,主要使用淺孔留礦法,在采場中產(chǎn)生的空間可以提供補償空間,具有以下幾點技術(shù)要求:其一,處在礦體厚度最大處,為大爆破施工提供充足拋擲空間;其二,兩幫應(yīng)保持直立,特別是在與首個爆破排相近的位置,應(yīng)格外注意這一要求;其三,與首個爆破排相近的部分應(yīng)傾斜一定角度,和礦體傾向保持垂直,此時炮孔能和礦體傾向保持垂直。
首先,溜礦井邊必須和電耙巷道的整體中心線一一對應(yīng);其次,對于電耙漏斗,其布置方式主要為:采用雙側(cè)漏斗時,其布置方式分成兩種,即交叉布置和對稱布置,根據(jù)現(xiàn)有成功經(jīng)驗,應(yīng)以交叉布置為主;再次,對于人行天井、通風(fēng)天井及巷道,在-305m和307線上布置行人天井和通風(fēng)天井,借助生產(chǎn)勘探工程(其距離在25m左右,都和水平巷道保持相通,若風(fēng)速不滿足要求,則可進行局部通風(fēng)),而行人天井主要布置在聯(lián)道,其高差控制在2.0m以內(nèi);最后,1號和2號漏斗在電耙巷道的兩側(cè)進行布置,采場中共布置4個漏斗, 以此滿足生產(chǎn)基本要求。
在對漏斗進行施工時,主要內(nèi)容包括對斗井進行施工、對巷道進行開鑿切割等[2]。
淺孔留礦法的實際施工主要包含兩部分,即巷道底部結(jié)構(gòu)的施工和采場中的采礦施工。巷道及其底部結(jié)構(gòu)主要布置于下盤巖石當中,每天可以完成3-4個工作面的開鑿施工,各工作面上采用2臺鉆機實施同步掘進,在出礦方面,采用懸掛點拐彎耙礦,工作面和機臺均同時進行掘進,縮短結(jié)構(gòu)施工工期。
采用淺孔留礦法,主要具有以下技術(shù)優(yōu)勢:其一,平場工作量相對較少;其二,作業(yè)環(huán)境良好;其三,釬桿及釬頭的實際用量較少;其四,落礦量相對較大,且所用炸藥量很少,生產(chǎn)能力強,能形成對采礦安全十分有利的拱形,為控制爆破技術(shù)的合理應(yīng)用創(chuàng)造良好條件。但這一方法也存在以下缺點:其一,大塊率高,處理難度大;其二,采礦效率有待提升,需要很長的時間來完成鑿巖;其三,采場的平整度經(jīng)常無法達到較高標準,在平場方面需要進行大量施工,單位長度實際落礦量較少。
(1)采場規(guī)格。在試驗采場中,其兩幫應(yīng)保持直立,實際欠挖要嚴格控制在0.5m以內(nèi);除此之外,炮孔的方向必須和礦體傾向保持垂直。
(2)控制爆破與預(yù)裂爆破??刂票浦饕捎闷健⒘⒚嫦嗷ソ惶娴姆绞竭M行,先進行水平孔的控制爆破對其中一個分層實施回采,再進行上向孔的控制爆破對另外一個分層實施回采,以此交替。
為使采場幫始終保持在自然垂直狀態(tài),或者和礦體保持垂直,在開采的過程中,應(yīng)通過預(yù)裂爆破試驗來確定相關(guān)技術(shù)參數(shù),用鑿巖機按照0.8-1.2m的間隔在礦壁先上鉆設(shè)拱度相同的若干炮眼,對這些炮眼不予耦合裝藥,起到預(yù)切作用,并以相關(guān)試驗結(jié)果為依據(jù),確定適宜的爆破技術(shù)參數(shù)。
(3)技術(shù)經(jīng)濟指標。首先,采礦工作效率達到每臺班100t;其次,采礦中,能將損失率有效控制在8%之內(nèi);再次,礦石的貧化率不超過10%;最后,炸藥單耗保持在0.2-0.4kg/t范圍內(nèi)。可見,施工技術(shù)經(jīng)濟指標基本達到預(yù)期,施工方法合理可行。
近幾年,礦山開展的大規(guī)模采礦工作相對較少,礦石主要是在回收過程中出礦的;因井下三級礦量無法達到平衡,在采礦中使用固定的采礦方法,面臨較大的生產(chǎn)壓力;在礦山的提升方式方面,以聯(lián)合提升為主,提升能力將受到很多因素的影響,如深層礦體的開采、材料運輸和人員運輸?shù)?,?dǎo)致提升能力無法得到充分發(fā)揮。同時,當前的礦山生產(chǎn),無論是生產(chǎn)任務(wù)還是技術(shù)指標,都較重,在本礦山中,上述試驗采場為樣板工程,采用了全新采礦方法,力求通過對這一方法的合理應(yīng)用,提高整體出礦能力與技術(shù)水平,使生產(chǎn)經(jīng)營上升到更高的水平。