石 良

（新疆地礦局第七地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏蘇 833000）

厚大礦體（急傾斜）及極厚的水平和緩傾斜礦體開(kāi)采過(guò)程中，多是應(yīng)用深孔（中深孔）階段礦房采礦法，在薄礦體中應(yīng)用較少。而本文采用深孔（中深孔）階段礦房采礦法對(duì)新疆某鐵礦平均厚度為5.58米的薄礦體進(jìn)行開(kāi)采取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，為同類(lèi)型礦山開(kāi)采提供了有益參考，現(xiàn)結(jié)合實(shí)踐展開(kāi)分析。

1 新疆某鐵礦中礦體及礦石特性概述

礦體長(zhǎng)度1032米，厚度2.03m～9.96m，平均5.58m；形態(tài)呈層狀；礦體平均品位TFe26.74%，為貧鐵礦石，傾向150°～165°，傾角60°～70°；礦體埋深0～253米。礦石結(jié)構(gòu)主要呈現(xiàn)粒狀（中粗）結(jié)構(gòu)以及自形-及半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)和斑狀變晶結(jié)構(gòu)與柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要呈現(xiàn)浸染狀以及條帶狀和板狀構(gòu)造特點(diǎn)。尤其是條帶狀構(gòu)造在礦區(qū)內(nèi)分布廣泛，有互層的磁體礦條帶（浸染狀）和磁鐵礦（致密）和脈石礦物共同組成，條帶多在0.2m～1.35m左右，混合分布的脈石礦物以及磁鐵礦等共同組成板狀構(gòu)造的礦石，板狀層理構(gòu)造呈成層性在礦區(qū)也有分布[1，2]。

2 幾種采礦方案的比較和采礦方案的選擇

2.1 淺孔留礦采礦法

在空?qǐng)霾傻V法中，淺孔留礦采礦法是其中一個(gè)重要的采礦方法，該方法將階段進(jìn)行多個(gè)礦塊劃分，并將礦塊進(jìn)行礦房與礦柱進(jìn)行二次回采。通過(guò)由上及下的方式進(jìn)行封層回采礦房，并將1/3的崩落的礦石放出，剩下的部分在礦房中進(jìn)行儲(chǔ)存，為上面的開(kāi)采工作提供平臺(tái)，采完礦房之后再放出，對(duì)礦柱及采空區(qū)進(jìn)行處理。該方法不僅具有較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，而且非常容易管理，采準(zhǔn)工程不大，沒(méi)有較高的技術(shù)要求，使用設(shè)備也非常簡(jiǎn)單。但是該方法也存在一定的缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，平場(chǎng)處理松石工作量大，同時(shí)由于頂板暴露較大，給工人的作業(yè)造成極大的安全隱患，采場(chǎng)中常常會(huì)積壓非常多的礦石，不能及時(shí)的放出，對(duì)資金周轉(zhuǎn)造成巨大的影響，并引起礦石貧化以及損失。

2.2 分段崩落采礦法

分段崩落采礦法又分為無(wú)底柱分段崩落采礦法和有底柱分段崩落采礦法兩種。其優(yōu)點(diǎn)是：靈活、適應(yīng)范圍廣，生產(chǎn)能力大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，安全性好。其缺點(diǎn)是：采準(zhǔn)切割工程量大且不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，礦石損失貧化大，貧化率高達(dá)20%～30%。

2.3 深孔（中深孔）階段礦房采礦法

該方法又有（傾斜、垂直、水平）等深孔（中深孔）階段礦房采礦法等幾種方法之分。通過(guò)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)對(duì)比，結(jié)果表明該方法的具有非常高的安全性，雖然在工藝上有著較為復(fù)雜的特點(diǎn)，且要求的技術(shù)水平較高，管理難度較大，然而與該礦實(shí)際情況進(jìn)行分析，提高低品位礦石產(chǎn)量是增進(jìn)利潤(rùn)的關(guān)鍵，同時(shí)還能有效的控制成本，所以該礦采礦過(guò)程中采用此方法（見(jiàn)圖1）。并且回采薄礦體以及邊角部位通過(guò)潛孔留礦法來(lái)完成，兩種方法的有效結(jié)合，大大提升了產(chǎn)量。同時(shí)其安全性及穿孔鑿巖效率也得到了大大增強(qiáng)。

3 金屬礦薄礦體中深孔（中深孔）階段礦房法的應(yīng)用

3.1 采礦結(jié)構(gòu)布置和參數(shù)

表1 采礦結(jié)構(gòu)參數(shù)列表

3.2 回采工藝

因礦體多保持在5.58米的平均厚度范圍，在其走向上布置礦房，礦塊的長(zhǎng)和高分別為78米、50米，礦體的厚度則是礦塊的寬，每個(gè)礦房及是一個(gè)礦塊，間柱與頂柱分別為8米和5米，底柱不留去，回采薄礦體與邊角通過(guò)留礦法來(lái)完成，兩種采礦方法進(jìn)行有效結(jié)合，大大提升了回采效果。

（1）采準(zhǔn)切割工作。在礦塊兩側(cè)間柱內(nèi)掘進(jìn)采場(chǎng)通風(fēng)人行天井（天井尺寸為1.5m×1.7m）11.25米，自天井向礦房掘進(jìn)鑿巖平巷（鑿巖平巷尺寸為3m×2.8m）至礦房中部。將2.0m×2.0m規(guī)格的切割上山，布置于礦房走向中部及垂直于礦體底板走向上，將切割槽以一定寬度設(shè)置與礦房中部。在下盤(pán)脈外進(jìn)行4.5m×3.2m規(guī)格的階段運(yùn)輸平巷道制定，在間隔7米的位置進(jìn)行裝礦平巷的布置，其間米有軌道鋪設(shè)，用Z-30電動(dòng)裝巖機(jī)對(duì)礦車(chē)裝礦；切割工程是切割槽利用淺孔留礦法形成一定寬度，切割上山在礦房中部，通常在2.5m～5m的寬度，從下到上將礦房穿過(guò)。也可按照2.5m×2.5m的標(biāo)準(zhǔn)在切割上山時(shí)設(shè)備切割槽并一次形成，并且鑿巖平巷（最下一層）具切割平巷的效果。

（2）穿孔鑿巖工作。各礦房從上到下有4個(gè)分段（11.25米）之分，頂柱高度為5米，扇形中深孔鑿巖與礦體垂直的分段鑿巖平巷中進(jìn)行設(shè)置，其孔徑范圍在65mm～80mm，1.6m～1.8m的排距，孔底距在1W～1.3W，W即最小抵抗線(xiàn)。鑿巖機(jī)為YGZ－90型與圓盤(pán)式臺(tái)架TJ－25型進(jìn)行配合使用。

因沉積變質(zhì)巖礦床為該礦床的主要類(lèi)型，易于分離圍巖與頂板礦石，所以將10cm～20cm的距離預(yù)留至頂板及孔底位置，避免圍巖崩落的出現(xiàn)，提升礦石貧化。

（3）回采順序。垂直于礦體從上到下進(jìn)行各階段回采，回采相同階段順序，由于通過(guò)脈外布置進(jìn)行階段運(yùn)輸，不會(huì)影響到回采順序，通過(guò)爆破手段對(duì)礦房中的中部切割槽進(jìn)行相同距離對(duì)稱(chēng)回采。

（4）回采爆破落礦。回采工作與采切礦房完成之后變開(kāi)始進(jìn)行，由中部的切割槽逐排的向兩側(cè)開(kāi)采，落礦通過(guò)中深孔爆破來(lái)完成，由下到上對(duì)整個(gè)礦房進(jìn)行貫穿，可進(jìn)行一排和多排進(jìn)行爆破。鑿巖機(jī)（YT—28）是主要的鑿巖設(shè)備，YGZ－90鑿巖機(jī)是回采爆破的主要設(shè)備，與圓盤(pán)式臺(tái)架（TJ－25型）進(jìn)行配合，裝藥器為BQF－100型是主要的裝藥設(shè)備。

3.3 礦塊通風(fēng)

新鮮風(fēng)流自1號(hào)豎井－階段運(yùn)輸大巷－裝巖平巷－礦塊采場(chǎng)－回風(fēng)巷－2號(hào)、3噸豎井－地表排出。

3.4 回采礦柱及處理采空區(qū)

回采頂柱在結(jié)束礦房回采后便可進(jìn)行，回收結(jié)束后，封閉人行天井與此階段和下一階段的采空區(qū)以及裝巖平巷相通處。人行天井在以下兩階段中發(fā)揮著回風(fēng)巷的作用。落礦通過(guò)中深孔一次落礦對(duì)頂柱進(jìn)行回收，使之落入礦房（空區(qū)），出礦通過(guò)裝車(chē)進(jìn)行平巷出礦，有效控制頂柱的回收時(shí)間，降低安全隱患。頂板及回風(fēng)巷通過(guò)間柱永久預(yù)留進(jìn)行支撐與保護(hù)。

3.5 礦山正常生產(chǎn)時(shí)期掘采比

工程布置依照礦山規(guī)模與礦塊產(chǎn)能和回采順序進(jìn)行布置。通過(guò)計(jì)算達(dá)到3.45m/kt的開(kāi)拓比以及5.85m/kt的采切比。通過(guò)上述計(jì)算，正常生產(chǎn)期，該礦為10m/d的掘進(jìn)進(jìn)度。

4 和淺孔留礦采礦法予以對(duì)比分析

（1）落礦能力得到了進(jìn)一步加強(qiáng)，相較于淺孔流礦采礦法在年產(chǎn)量上由過(guò)去的20萬(wàn)噸～30萬(wàn)噸提升至40萬(wàn)噸～60萬(wàn)噸。

（2）使采礦生產(chǎn)的安全性得到了進(jìn)一步增強(qiáng)，避免了采礦人員在淺孔留礦法采礦時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間于礦房中進(jìn)行工作的局面，提升了工作人員的安全性。

（3）相較于淺孔留礦采礦法，不僅生產(chǎn)產(chǎn)能得到了大量的提升，而且也大大降低了人員的使用量。

（4）相較于淺孔留礦采礦法，增加了廢石的崩落量，使礦石的貧化率得到了大大加強(qiáng)。

（5）相較于淺孔留礦采礦法，使采準(zhǔn)切割大大增強(qiáng)。

（6）主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：相較于淺孔留礦采礦法10t～15t每個(gè)工班而言，深孔（中深孔）階段礦房采礦法有了10倍的提升，且炸藥單耗有了大幅（36%）的下降，相較于淺孔留礦采礦法（52元/噸）的綜合生產(chǎn)成本有了大幅度（38元/噸），具有非常突出的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)論

（1）深孔（中深孔）階段礦房法與淺孔留礦采礦法在薄礦體中的應(yīng)用對(duì)比，從安全性上及經(jīng)濟(jì)效益上，深孔（中深孔階段礦房法應(yīng)用效果最佳，然而需要較高的技術(shù)水平與高素質(zhì)的工作人員。

（2）具有大變化的礦體以及很難分清圍巖與礦石的薄金屬礦體，應(yīng)用深孔（中深孔）階段礦房法難度較大，由于布設(shè)炮孔以及鉆鑿等對(duì)圍巖與礦體的控制很難進(jìn)行把握，容易導(dǎo)致礦石貧化。

（3）該方法不宜應(yīng)用于薄的價(jià)值較高的金屬礦體中。

（4）可以進(jìn)一步優(yōu)化采礦結(jié)構(gòu)和參數(shù)、孔網(wǎng)和爆破參數(shù)等，改善和提升經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。