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        淺析緩傾斜極薄小礦體的采礦方法

        2019-10-23 14:09:14索向各

        索向各

        摘? 要:緩傾斜極薄小礦體采礦作業(yè),在礦業(yè)開采中有一定的難度,且因?yàn)榈V層傾斜角度、厚度不同,開采參數(shù)也會(huì)有差異。做好極薄小礦體的開采設(shè)計(jì),保證礦石產(chǎn)出的數(shù)量及質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)礦體資源利用的最大化,能夠?yàn)殚_礦企業(yè)帶來(lái)最大收益。該文結(jié)合常用到的開采工藝,總結(jié)了緩傾斜極薄礦體采集中的常用參數(shù),在實(shí)際使用中做出微調(diào),為行業(yè)工作中提供參考。

        關(guān)鍵詞:緩傾斜;極薄礦體;開采工藝

        中圖分類號(hào):TD853? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        1 緩傾斜極薄小礦體

        業(yè)界將礦體賦存進(jìn)行了明確分類,從傾斜角度及礦層厚度將礦體分為四個(gè)大類多個(gè)小類別。以礦體的傾斜角度進(jìn)行分類,可將礦體分為4大類,第一類為水平或微傾斜礦體,定義為礦體的傾斜角度要小于5°,一般狀態(tài)下,傾斜角度在0°~3°;第二類為緩傾斜礦體,這一類礦體的傾角定義在5°~30°,一般業(yè)內(nèi)作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)將傾斜角度在3°~30°的礦體都算作緩傾斜礦床;第三類是傾斜礦床,傾斜角度在30°~55°,實(shí)際作業(yè)中定義在30°~50°,最后一類為急傾斜礦體,這類礦體傾斜角度在55°以上,開采工藝也較為煩瑣。第二種分類方式為按照厚度分類,將礦體厚度小0.8 m的定義為極薄礦體,該文所介紹的采礦方法用于此厚度分類的礦體;當(dāng)?shù)V體厚度到達(dá)0.8 m~4 m,則可將此礦體定義為薄礦體;下一個(gè)分類為中厚度礦體,此種礦體厚度與一般厚礦體比較,厚度要小,在4 m~10 m;厚礦體厚度在10 m~30 m;最后一項(xiàng)分類為極厚礦體,其厚度在30 m以上。

        該文介紹的采礦方法,作用于緩傾斜極薄小礦體,其傾斜角度在5°~30°,厚度在0.8 m之內(nèi)。

        2 常用的采礦工藝

        采礦工業(yè)中,常用的技術(shù)工藝根據(jù)不同的礦體分類、不同的作業(yè)步驟,分出眾多種類,該文重點(diǎn)介紹了4種技術(shù)工藝。

        第一種工藝為留礦采礦法,留礦采礦法將礦體進(jìn)行分割,分開成為礦房及礦柱2部分,通過(guò)礦房回采技術(shù),結(jié)合淺眼崩礦,將開采出的礦體放出一部分,剩余部分則暫存礦房中作為繼續(xù)上采工作平臺(tái),當(dāng)整體礦房開采完成后,進(jìn)行最終放礦及礦柱回采工作。

        第二種工藝為溶浸采礦工藝,溶浸采礦技術(shù)是應(yīng)用化學(xué)藥劑改變礦體的形態(tài),再應(yīng)用化學(xué)技術(shù)將礦體轉(zhuǎn)化為原有形態(tài)。此方法將化學(xué)技術(shù)與礦物質(zhì)的化學(xué)特性相結(jié)合,能夠提升工作效率,保證礦體純度,但對(duì)操作人員專業(yè)技能有很高的要求。

        第三種工藝為礦層加固工藝,通過(guò)礦層加固工藝,提升礦體穩(wěn)定性,保障礦體及內(nèi)部作業(yè)人員人身安全。具體操作方法為應(yīng)用錨桿將礦層表層位置進(jìn)行支撐,其作用范圍在礦層表面最多3 m處位置加固,如果礦層深度超過(guò)10 m則,則無(wú)法發(fā)揮加固礦層的作用。因此此工藝適用于該文所分析的極薄小礦體的開采。如遇礦體破損,無(wú)法配合錨桿進(jìn)行加固,可向礦體內(nèi)部進(jìn)行注漿,也可起到加固效果,保障開采作業(yè)安全順利地進(jìn)行。

        最后一種工藝為采礦填充工藝,在礦體開采中,需要對(duì)礦場(chǎng)工作面進(jìn)行填充。對(duì)填充材料的選擇需要謹(jǐn)慎,因?yàn)椴牧蠜Q定了礦內(nèi)支架結(jié)構(gòu),同時(shí)也決定了礦體采空區(qū)域的填充效果,因此也要同時(shí)考慮到地壓的影響,有效控制地表下沉,為礦體回采環(huán)節(jié)做好鋪墊。

        3 緩傾斜極薄小礦體實(shí)際開采分析

        3.1 充分考慮開采條件

        從業(yè)界資料來(lái)看,我國(guó)大部分礦區(qū)礦體傾角都在30°以下,屬緩傾斜,且按厚度進(jìn)行分類,也屬于極薄小礦體?,F(xiàn)階段我國(guó)礦業(yè)開采量巨大,但采礦技術(shù)還處于落后階段,結(jié)合緩傾斜極薄小礦體的特點(diǎn),其開采難度較大,因此在開采中要盡可能通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)手段保證采出礦石的良率,盡可能降低開采中的損失,降低損失率。施工作業(yè)工人專業(yè)度參差不齊,因此也要使施工工藝簡(jiǎn)單,易于管理,同時(shí)保障作業(yè)時(shí)的安全性,在此大前提下,提高礦石產(chǎn)出量和生產(chǎn)能力。

        考慮實(shí)際緩傾斜極薄小礦體開采的極端狀況,首先開采中可能存在礦脈透鏡長(zhǎng)短不統(tǒng)一的情況,甚至有極大差異,礦體規(guī)模較小、厚度較薄;礦體走向也不完全穩(wěn)定,可能存在斷續(xù)的狀況,在坡度不同的情況下,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法做出判斷;通常情況下極薄礦體出礦量小,但其具有極高的品質(zhì),決定了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值,因此也要保證開采礦石的質(zhì)量。

        3.2 開采工藝的選擇

        根據(jù)采礦現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,選擇合適的開采方法,在方法選擇時(shí),首要考慮到的是內(nèi)部作業(yè)人員的人身安全,對(duì)礦場(chǎng)上部的礦巖脫落做好防護(hù)。極薄巖層的礦物質(zhì)具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,因此選擇的開采方式也需要保證采出礦石的質(zhì)量,同時(shí)也要避免其他礦產(chǎn)資源的浪費(fèi),做好回采工作。最后,礦場(chǎng)如果臨近水源地,也要做好水土的保護(hù)工作,對(duì)水體進(jìn)行保護(hù),同時(shí)做好回填,預(yù)防地面塌陷。幾種常用的采礦工藝在前文中做了簡(jiǎn)要介紹,留礦采礦法適用于急傾斜薄和極薄礦體的開采,不適用于該文分析的緩傾斜極薄小礦體,此次結(jié)合分采填充采礦法介紹采礦工藝。

        3.2.1 采礦作業(yè)結(jié)構(gòu)參數(shù)介紹

        在采礦作業(yè)中,其結(jié)構(gòu)參數(shù)跟礦體產(chǎn)狀、設(shè)備參數(shù)等條件做出調(diào)整,緩傾斜極薄小礦體的開采,一般條件為,將礦塊的長(zhǎng)度控制在30 m~50 m,礦塊垂高為30 m,分層的上下高度控制在2 m為宜。將一般應(yīng)用參數(shù)結(jié)合實(shí)際礦體產(chǎn)狀、設(shè)備參數(shù)等影響因素做好計(jì)算和調(diào)整,才能保證開采礦石的質(zhì)量。

        3.2.2 礦巖的分采

        礦體的開采包括外部的礦石及內(nèi)部巖體的開采,但實(shí)際開采中,礦石和巖層的質(zhì)地不同,因此開采可分為先巖后礦及先礦后巖的。具體分采順序由礦石及巖石的硬度、穩(wěn)定性決定。較為穩(wěn)定的一層,其開采順序可以安排在后,但業(yè)內(nèi)大多情況優(yōu)先開采礦石層,此順序可控制好開采范圍,保證礦石質(zhì)量,具體開采順序視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。

        3.2.3 礦巖鑿破

        做好嚴(yán)格的開鑿、爆破把控,控制好礦層開采范圍,降低礦石浪費(fèi),減少開采損失。業(yè)內(nèi)常用到7655型礦巖開鑿設(shè)備,其有效工作角度在礦層傾角60°以內(nèi),符合緩傾斜開采要求。在設(shè)計(jì)執(zhí)行礦體爆破時(shí),將炮孔設(shè)置于礦層及巖層中間位置,使其炮孔角度與緩傾斜礦層的傾斜角度一致。極薄礦體定義為0.8 m,以0.5 m為界限,礦層厚度小于0.5 m時(shí),采用“之”字形排列布置炮孔實(shí)施爆破,厚度大于0.5小于0.8 m則采取平行或梅花排列布置炮孔實(shí)施爆破。

        3.3 開采中的注意事項(xiàng)

        3.3.1 保證作業(yè)安全

        保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的人身安全,首先保證礦井整體結(jié)構(gòu)的安全,避免出現(xiàn)坍塌等情況,尤其是極薄礦體,坍塌風(fēng)險(xiǎn)更大,因此要做好加固工作。做好安全培訓(xùn)工作,當(dāng)作業(yè)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)時(shí),必須按要求佩戴防護(hù)設(shè)備,尤其是安全帽和安全背夾,能有效降低碎巖脫落對(duì)頭部和脊椎造成的傷害。做好采場(chǎng)通風(fēng)工作,安裝符合規(guī)范的通風(fēng)設(shè)備,及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有毒有害氣體及浮塵進(jìn)行環(huán)保排放,且人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前也要做好氣體檢測(cè)。

        3.3.2 避免環(huán)境污染

        做好環(huán)保工作,排風(fēng)系統(tǒng)其排放要達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),杜絕為了經(jīng)濟(jì)利益污染環(huán)境,影響周邊居民。做好污染物防治工作,避免金屬物質(zhì)影響周圍水源,安排專員定期對(duì)周圍水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,緩傾斜極薄小礦體的開采,要在保證安全環(huán)保的前提下,根據(jù)提供的參數(shù)參考,結(jié)合工作現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的持續(xù)可協(xié)調(diào)發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]郭燕忠.緩傾斜極薄礦體采礦方法對(duì)比分析[J].現(xiàn)代礦業(yè),2016(6):27-28.

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        [3]王海崗.煤礦采礦作業(yè)中的采礦工藝現(xiàn)代化技術(shù)研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2018,v.17(9):89-90.

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