王梅竹

引言

礦石資源是我國重要能源之一，對我國工業(yè)生產(chǎn)制造產(chǎn)生的影響較大。雖然我國礦石資源比較豐富，但各地區(qū)礦石資源不均勻，不同地區(qū)礦石生產(chǎn)效益也存在差異。由于我國礦石資源需求量逐漸增多，且采礦環(huán)境逐漸多樣化，因此井下無底柱分段崩落法采礦技術(shù)應(yīng)用效果逐漸下降。為了提高地下鐵礦資源開發(fā)利用效率，多數(shù)井下采礦車間都對無底柱分段崩落法進行應(yīng)用探索。

1 無底柱分段崩落法應(yīng)用現(xiàn)狀

無底柱分段崩落法是一種比較高效的采礦手段，在地下金屬礦山采礦工作中比較常用。在無底柱分段崩落法運用方面，需要廢石覆蓋層與崩落礦石相互接觸，從覆蓋層廢石中放出礦石，礦石損失率偏高。無底柱分段崩落法多應(yīng)用于巷道內(nèi)部采礦，具有一定的機械化程度，有利于減少人力資源消耗。在井下無底柱分段崩落法采礦方法應(yīng)用過程中，可能會存在一定的風(fēng)險概率，且礦石采購能力與巷道穩(wěn)定性存在密切關(guān)系。當(dāng)巷道穩(wěn)定性存在問題時，便有可能礦石生產(chǎn)經(jīng)濟效益，難以為井下采礦工作提供安全保障。部分鐵礦采購單位為了促進今下午地主分段崩落法采礦技術(shù)發(fā)展，開始對礦場結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進行調(diào)整，從而減少采礦成本支出。甚至有井下采礦車間對巷道斷面尺寸進行擴大調(diào)整，便于大型無軌采礦設(shè)備操作[1]。然而當(dāng)巷道斷面尺寸變大后，巷道穩(wěn)定性便會相應(yīng)減少，從而加大采礦人員工作風(fēng)險系數(shù)（某礦區(qū)無底柱分段崩落法應(yīng)用現(xiàn)場如圖1所示）。

圖1 某礦區(qū)無底柱分段崩落法應(yīng)用現(xiàn)場

自20世紀90年代開始，國內(nèi)外科研單位便開始進行無無底柱分段崩落法采場通風(fēng)問題研究探索，從而提出了各種通風(fēng)措施，包括爆堆通風(fēng)、地溝通風(fēng)與局扇通風(fēng)等。因為很多通風(fēng)方法都是根據(jù)實際采礦場地進行設(shè)計，所以各類無底柱分段崩落法采場通風(fēng)應(yīng)用條件都是固定的。雖然無底柱分段崩落法擁有較強的采礦能力，且操作方式簡單，安全性較高，但在實際運用過程中依然會存在缺陷。比如井下通風(fēng)安全性可能會因為無底柱分段崩落法獨頭回采而受到影響，在日益復(fù)雜的采礦環(huán)境中，井下通風(fēng)安全問題逐漸成為人們關(guān)注的重點問題。

2 應(yīng)用分析

2.1 井下通風(fēng)方式選擇分析

在井下無底柱分段崩落法通風(fēng)方式選擇方面，爆堆通風(fēng)方法應(yīng)用效果較好。相對于地溝通風(fēng)與局扇通風(fēng)方法而言，爆堆通風(fēng)方法能夠降低電能損耗量。甘肅某鐵礦井下車間通過爆堆通風(fēng)方法降低鏟裝排塵時間，有效縮短爆破時間，有利于提高地下鐵礦礦石生產(chǎn)工作效率。該鐵礦因為周圍季節(jié)性氣候溫度值偏大，井下采礦工作可能會因為自然風(fēng)壓而受到影響。在井下通風(fēng)方式選擇方面，不僅需要同礦井通風(fēng)系統(tǒng)特點進行研究，還要對區(qū)域內(nèi)環(huán)境與地理條件進行探索。比如在夏季時，由于地面溫度逐漸上升，因此機械通風(fēng)方式和自然風(fēng)壓相反，易對礦山機械通風(fēng)造成阻礙。在冬季時，地面溫度偏低，機械通風(fēng)方式和自然風(fēng)壓相同，有利于礦山機械通風(fēng)。由此可見，在井下無底柱分段崩落法通風(fēng)方式選擇時，需要對自然風(fēng)壓變化與周圍氣候環(huán)境進行綜合考慮，結(jié)合研究分析結(jié)果進行通風(fēng)方式合理選擇，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)。

2.2 大間距巷道采礦應(yīng)用分析

由于地下鐵礦采礦工作進度要求較高，因此很多井下生產(chǎn)車間為了在規(guī)定時間內(nèi)完成采礦工作量都會對采場結(jié)構(gòu)參數(shù)進行調(diào)整，盡量擴大巷道斷面間距。因為巷道間距擴大之后會影響到采礦環(huán)境安全穩(wěn)定，所以在實際井下無底柱分段崩落法采礦技術(shù)應(yīng)用時不可避免的會遇到上述問題。因此，在井下無底柱分段崩落法采礦技術(shù)運用前，首先需要對井下車間周圍巖石與礦石完整性進行研究調(diào)查，結(jié)合抵押變化規(guī)律判斷應(yīng)力集中區(qū)與崩落區(qū)，確定井下無底柱分段崩落法采礦區(qū)間段。在巷道無底柱分段崩落法采礦技術(shù)應(yīng)用期間，采礦巷道可能會存在頂板垮冒破壞與片幫破壞問題，從而影響到采礦技術(shù)應(yīng)用效果。因此，有必要對采礦巷道可能存在的破壞形式進行研究分析，并通過相應(yīng)巷道支撐措施提高井下無底柱分段崩落法采礦穩(wěn)定性。另外，在巷道開挖過程中可能會出現(xiàn)引力場疊加現(xiàn)象，從而導(dǎo)致巷道斷面穩(wěn)定性不足。針對這種情況，必須對井下無底柱分段崩落法采場結(jié)構(gòu)參數(shù)進行調(diào)整，增加分段高度與進路間距，從而提高巷道穩(wěn)定性，盡量減少巷道周圍巖石應(yīng)力水平[2]。巷道穩(wěn)定性關(guān)乎井下無底柱分段崩落法采礦技術(shù)應(yīng)用效果，相關(guān)井下車間在進行無底柱分段崩落法技術(shù)應(yīng)用時必須注重巷道穩(wěn)定性研究探索，保障采場工作環(huán)境安全穩(wěn)定。

2.3 緩傾斜礦體應(yīng)用分析

在井下無底柱分段崩落法采礦技術(shù)運用過程中，常會因為不合理礦石回采方法而引起資源回收問題。比如在緩傾斜礦體采礦過程中，礦石回采指標(biāo)可能會逐漸惡化，礦石貧化與礦石損失概率能夠達到30～50%，損失大量礦山資源，不利于區(qū)域經(jīng)濟效益提升。因此，有必要對井下無底柱分段崩落法礦石回采方法進行優(yōu)化處理，保障礦山經(jīng)濟效益。因為緩傾斜礦體處于半自然松散爆破狀態(tài)，礦石崩落擠壓安息角偏小，安息角相對偏大。在礦石放礦安息角預(yù)測時，必須對礦石回采中存在的放頂釋放地壓功能與崩落圍巖功能進行考慮，促進采空區(qū)域之間能夠相互貫通，避免上部巖石無法及時冒落出來。在上部空場排爆設(shè)計時，為了避免出現(xiàn)懸頂事故問題可以選擇矩形排面設(shè)計方式。若上盤出現(xiàn)殲滅礦體，則需要對原有崩礦方法進行調(diào)整，通過房柱法進行緩傾斜礦體回采，有利于降低礦石貧化率。

3 結(jié)語

綜合上述分析可知，井下無底柱分段崩落法雖然是地下鐵礦采礦工程中的重要技術(shù)之一，但在實際應(yīng)用期間依然會存在安全風(fēng)險問題。經(jīng)無底柱分段崩落法應(yīng)用現(xiàn)狀分析可知，當(dāng)前地下采礦工作依然存在井下通風(fēng)問題、礦石回采問題與巷道穩(wěn)定性不足問題等。本文主要從井下通風(fēng)方式選擇、大間距巷道采礦和緩傾斜礦體三方面進行井下無底柱分段崩落法應(yīng)用要點探索，以供相關(guān)人士參考。