欒振寧

（招遠(yuǎn)市河西金礦，山東 招遠(yuǎn) 265400）

如今隨著開(kāi)采時(shí)間的推移，我國(guó)的大部分礦體都是緩傾斜中厚礦體，這就使得實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)采這種礦體成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)對(duì)于這類礦體的開(kāi)采主要有房柱采礦法、底盤(pán)漏斗采礦法、分層充填法和電耙留礦法等四種方法。而國(guó)際上采用較多的是房柱法、充填法以及暴力運(yùn)礦采礦法。這些采礦方法都或多或少地存在一些缺陷，需要的人力物力以及開(kāi)采時(shí)間都很多。故而新的采礦方法——基于組合棋盤(pán)式底部結(jié)構(gòu)的緩傾斜礦脈連續(xù)采礦法應(yīng)運(yùn)而生，其可行性還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證，故而本文以某金礦為背景，結(jié)合其現(xiàn)有的三種采礦方法，進(jìn)行研究和探析。

1 采礦方法探析

1.1 工程現(xiàn)有的采礦方法

一所礦體開(kāi)采方法的確定通常需要研究院在進(jìn)行謹(jǐn)慎考察研究后決定，這樣才能避免出現(xiàn)開(kāi)采錯(cuò)誤。通過(guò)對(duì)某金礦的特點(diǎn)分析，在理論原則的指導(dǎo)下，主要確定了上向盤(pán)區(qū)點(diǎn)柱分層充填采礦法、淺孔房柱充填采礦法和全面采礦方法三種采礦方法。

1.2 數(shù)學(xué)方法探析

最近數(shù)學(xué)方法在采礦方法的研究和選擇中的應(yīng)用越來(lái)越多，其中層次分析法、多目標(biāo)灰色局勢(shì)決策、逼近理想解的排序法以及灰色關(guān)聯(lián)分析法是應(yīng)用的比較多的數(shù)學(xué)方法。這幾種方法對(duì)于高效開(kāi)采方法的選擇和探析有著一定的積極作用，但是就其本身而言，還存在著主觀性強(qiáng)，各項(xiàng)指標(biāo)難以確定等缺點(diǎn)。所以本文為了彌補(bǔ)單種選擇方法的不足，決定將合層次分析法與多目標(biāo)灰色局勢(shì)決策方法結(jié)合起來(lái)，來(lái)科學(xué)、高效進(jìn)行采礦方法的探析。

1.3 采礦方法探析

（1）確定各項(xiàng)指標(biāo)。這些指標(biāo)的確定都是基于灰色局勢(shì)決策方法的原理，首先是事件a的確定，a=某金礦采礦方法；其次是對(duì)策的確定，對(duì)策1（b1）是全面采礦方法，對(duì)策2（b2）是淺孔房柱充填采礦法，對(duì)策3（b3）：上向盤(pán)區(qū)點(diǎn)柱分層充填采礦法，對(duì)策4（b4）：基于組合棋盤(pán)式底部結(jié)構(gòu)的緩傾斜礦脈連續(xù)S1=（a，b1）采礦法；再就是局勢(shì)的確定，分別為S1=（a，b1）、S2=（a，b2）、S3=（a，b3）和S4=（a，b4）；最后是決策指標(biāo)的確定，主要有損失率、貧化率、采切比、采礦成本和礦塊綜合生產(chǎn)能力。

（2）指標(biāo)權(quán)重。這就主要是根據(jù)層次分析法來(lái)確定了，確定的初始判斷矩陣如下：

經(jīng)過(guò)計(jì)算得出4是A的最大特征值，而且矩陣是科學(xué)可行的。另外得出：w=[0.1075,0.1075,0.0576,0.4606,0.2165],也就是說(shuō)以上的決策指標(biāo)分別為10.75%、10.75%、5.76%、46.06%,21.65%。

（3）局勢(shì)效果。如下：

表1

也就是說(shuō)最滿意的局勢(shì)是S4，即某金礦采礦方法中最高效率的采礦方法是構(gòu)建中組合棋盤(pán)式底部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的緩傾斜礦脈連續(xù)采礦法。也就是說(shuō)這種新的采礦方法確實(shí)是比其他三種采礦方法更為優(yōu)秀和突出。

2 新方案介紹

2.1 方法概況

這種方案分為五個(gè)步驟：①將礦體沿傾向分為中段，在中段頂部和底部分別留有傾斜的頂柱。沿礦體方向?qū)⒔惶娌贾玫姆恐鶆澐?，采用先礦房后采柱的開(kāi)采順序；②在礦體下建立一個(gè)棋盤(pán)式結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)橫向間隔的受礦巷道和垂直設(shè)置的運(yùn)輸巷道，在向上的巷道中設(shè)置扇形孔，用淺或中深孔鑿巖機(jī)鉆爆孔，其中，在每個(gè)礦房和柱子的底部開(kāi)鑿天井，并自行開(kāi)鑿頂板。從地表開(kāi)始，將巷道頂部壓成V形溝；③沿每個(gè)V形溝底部水平布置多間隔的短溜槽，短溜槽上部與V形溝相連，短溜槽下部與棋盤(pán)式出礦結(jié)構(gòu)的接收巷相連；④回采礦室的過(guò)程中，崩落礦石的重力集中在V形溝中，通過(guò)短斜槽移動(dòng)運(yùn)輸至礦巷；采用無(wú)軌高效提礦、進(jìn)礦，再使用鏟運(yùn)機(jī)方便出礦程序中的礦石運(yùn)輸，受礦巷中的礦石經(jīng)階段運(yùn)輸巷搬出開(kāi)采區(qū)域，礦房回采后，采空區(qū)充填膠結(jié)體并與頂板連接；⑤通過(guò)借助礦房采空區(qū)膠結(jié)體的保護(hù)，可以方便進(jìn)行礦柱的回采，以及對(duì)崩落礦石的高效解決，即在重力作用的引導(dǎo)下，集中于V形溝中，并通過(guò)短斜槽將其運(yùn)至受礦巷道。采用無(wú)軌高效的礦石開(kāi)采方式，受礦巷道中的礦石采用牽引巷道中的鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸。接著將受礦巷道中的礦石通過(guò)分級(jí)運(yùn)輸巷道運(yùn)出采場(chǎng)，完成礦柱的開(kāi)采過(guò)程。礦柱回采完成后，用膠結(jié)體充填采空區(qū)，并將頂板接縫連接起來(lái)。

2.2 新方案的主要優(yōu)勢(shì)

這種新開(kāi)采方法的優(yōu)勢(shì)很明顯：首先是具有極大的礦石開(kāi)采生產(chǎn)能力，可以大大地節(jié)省出產(chǎn)礦石的時(shí)間。這主要是因?yàn)檫@話采礦方法的一個(gè)盤(pán)區(qū)就有5個(gè)到8個(gè)房柱開(kāi)采場(chǎng)，而且各個(gè)房柱之間有著充分的間隔，使得多個(gè)場(chǎng)地可以同時(shí)開(kāi)采而且沒(méi)有相互打擾，再加上開(kāi)采場(chǎng)本身比較大，可以同時(shí)進(jìn)行多方面的工作。而且這種方法采用的無(wú)軌自行設(shè)備運(yùn)行高效，出礦快速，使得運(yùn)輸時(shí)間大大縮短；其次是采礦時(shí)的安全能夠得到有效保障，礦房設(shè)置的地點(diǎn)在礦體的底部，這可以有效減少礦石滾落造成的安全事故，而且工人在采礦過(guò)程中不會(huì)進(jìn)入空區(qū)，這就使得安全事故的發(fā)生率進(jìn)一步減少；其次是資源的損失得到有效控制，這種方法可以使得礦區(qū)的資源得到充分的開(kāi)采，而且開(kāi)采后活進(jìn)行膠結(jié)填充，這就使得礦區(qū)本身的地質(zhì)條件不會(huì)受到很大的影響；最后是出礦的過(guò)程簡(jiǎn)單高效，便于操作，而且需要的短溜井控制在最小的范圍之內(nèi)。

3 結(jié)論

本文以某金礦為例，通過(guò)將數(shù)學(xué)方法中的兩種分析方法的結(jié)合，也就是層次分析法和多目標(biāo)灰色局勢(shì)決策的結(jié)合對(duì)四種方案進(jìn)行優(yōu)選和探究，結(jié)果證明構(gòu)建在組合棋盤(pán)式底部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的緩傾斜礦脈連續(xù)采礦法是目前為止最為高效的開(kāi)采方案，值得推廣。