楊福斗

（文山麻栗坡紫金鎢業(yè)集團(tuán)有限公司，云南 文山 663000）

我國金屬礦產(chǎn)資源具有分布面積廣、種類多和品位低等特點。礦體按照開采技術(shù)條件一般劃分為緩傾斜、傾斜、急傾斜三類。其中，緩傾斜礦體開采難度較大。近水平及緩傾斜礦體是國內(nèi)外采礦業(yè)界面臨的重大技術(shù)難題。常用的采礦方法包括：全面法（房柱法）、進(jìn)路式充填采礦法。國內(nèi)許多學(xué)者就緩傾斜礦體采礦方法和設(shè)備改進(jìn)也進(jìn)行了研究，并提出了合理的方案[1-4]。

礦體傾角較緩，礦石無法自溜，需依靠機(jī)械進(jìn)行搬運，緩傾斜礦井的空頂較高，頂板日常維護(hù)存在一定困難，根據(jù)對國內(nèi)多個緩傾斜復(fù)雜礦體開采進(jìn)行統(tǒng)計房柱采礦法占二分之一，底盤漏斗采礦法占三分之一，其它主要采用分層充填發(fā)及電耙留礦法，而國外對這種類型的礦床開采主要采用房柱法，其比例高達(dá)三分之二，采用填充法的只占一小部分，其它主要采用人工扒運。

對于緩傾斜厚度變化不均、礦體穩(wěn)定性各異等特點的礦體，其開采難度就很大。

筆者結(jié)合自身地下金屬礦開采積累的經(jīng)驗，就該類礦體的采礦方法和安全保障進(jìn)行闡述，供國內(nèi)外類似礦山安全高效開采提供借鑒。

1 緩傾斜復(fù)雜礦體采礦方法選擇

1.1 緩傾斜復(fù)雜礦體定義

何為復(fù)雜礦體，主要考慮礦體厚度、礦巖穩(wěn)定性等影響因素。這里將礦體傾角10°以下，礦體厚度變化不均、礦巖穩(wěn)定性不一的礦體定義為緩傾斜復(fù)雜礦體。

1.2 采礦方法選擇基本原則

礦產(chǎn)資源開采的基本原則是安全、高效。如何在保障安全的大前提下實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效回收利用是采礦方法確定的重要參照依據(jù)。

1.3 緩傾斜復(fù)雜礦體采礦方法

眾所周知，金屬礦地下開采常見的有空場法、崩落法和充填法。針對不同開采技術(shù)條件的礦體，其采礦方法也不是一成不變的。主要考慮從以下方面入手進(jìn)行采礦方法選擇。

（1）將復(fù)雜礦體進(jìn)行劃分歸類。礦體賦存條件極少是突然發(fā)生變化的，在確定采礦方法之前，先將礦體按照礦體厚度以及礦巖穩(wěn)定性進(jìn)行分類。先按照礦體厚度進(jìn)行劃分，劃分結(jié)束后可進(jìn)行開拓、采準(zhǔn)工程具體設(shè)計；而后分局礦巖穩(wěn)定性分類結(jié)果，針對不同區(qū)域的礦巖穩(wěn)定性采取相應(yīng)的支護(hù)措施。

（2）經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對比分析。采礦方法選擇一方面考慮的是技術(shù)可行，另一方面也需要重點關(guān)注采用該類方法后帶來的礦石損失率、貧化率以及生產(chǎn)能力等綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益計算模型，將上述指標(biāo)帶入計算，確定最優(yōu)的采礦方法。

圖1 節(jié)理裂隙掃描

圖2 傾角分布柱狀圖

2 安全保障措施

在確定好采礦方法后，相應(yīng)的開拓、采準(zhǔn)工程也陸續(xù)投入。如何實現(xiàn)地下金屬礦的安全開采是綠色礦山建設(shè)的必然要求。該類礦體開采時的主要安全保障措施有：

2.1 緩傾斜復(fù)雜礦巖穩(wěn)定性分級

由于礦巖受斷層、節(jié)理裂隙等影響，單純依靠礦巖硬度分級不能定量評價其穩(wěn)定性。

目前國內(nèi)外經(jīng)常采用ShapeMetrix 3D非接觸節(jié)理裂隙掃描系統(tǒng)，配合RMR、Q和BQ等分級手段對礦巖穩(wěn)定性進(jìn)行評價，結(jié)合礦巖巖石力學(xué)室內(nèi)試驗可準(zhǔn)確計算巖體強(qiáng)度，為后續(xù)頂板支護(hù)等提供重要的理論支撐，圖1和2所示為部分研究結(jié)果。

2.2 礦巖頂板分級支護(hù)

在前述礦巖穩(wěn)定性分級的基礎(chǔ)上，采用理論計算、數(shù)值模擬等手段對頂板支護(hù)類型、支護(hù)網(wǎng)度參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)不同的礦巖穩(wěn)定性采取相應(yīng)的頂板支護(hù)措施，一方面能夠保障安全生產(chǎn)，另一方面能夠降低支護(hù)成本。

2.3 緩傾斜復(fù)雜礦體開采監(jiān)測網(wǎng)布置

地壓監(jiān)測同樣是保障安全的重要手段之一，借助頂板離層儀、鉆孔應(yīng)力計、微震監(jiān)測設(shè)備可實時監(jiān)測開采全程的頂板下沉變形、應(yīng)力集中程度，能夠為現(xiàn)場工人作業(yè)和井下設(shè)備運行提供重要的參考依據(jù)。

2.4 采空區(qū)隱患消除與治理

緩傾斜復(fù)雜礦體在開采結(jié)束后，遺留采空區(qū)要根據(jù)實際情況，可采用封閉。也可采用廢石或尾砂充填采空區(qū)，一方面消除了采空區(qū)的潛在隱患，另一方面也能夠減少廢石出坑、尾礦入庫等，社會效益顯著。

3 結(jié)論與展望

（1）作者就緩傾斜復(fù)雜礦體的采礦方法選擇進(jìn)行了闡述，提出了劃區(qū)分類和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對比分析等，同時就該類型礦體開采過程中的安全保障措施提出了意見，以期能為類似開采技術(shù)條件的礦山提供重要借鑒。

（2）緩傾斜復(fù)雜礦體開采方法并不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)礦體實際情況確定合理的開拓、采準(zhǔn)工程。在今后的開采過程中，也應(yīng)因地制宜。