王冠男，袁 野，童大志，曲展鵬，張 碩，紀(jì)曉東

（赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025450）

近年來(lái)我國(guó)的礦產(chǎn)資源開發(fā)不斷向規(guī)模化發(fā)展，同時(shí)由于采礦技術(shù)不斷優(yōu)化升級(jí)，開采效率得到了有效提升。其中分段留礦階段崩落采礦法就是針對(duì)極破碎礦體的一種回采方式，它能夠有效保障礦體的安全、高效回采。本文以某礦體為例，對(duì)分段留礦階段崩落采礦法在實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的分析研究。

1 分段留礦階段崩落采礦法相關(guān)情況介紹

崩落采礦法在采礦中普遍使用到的較為簡(jiǎn)單的采礦方法，主要是在采挖時(shí)沿著礦體邊界挖出環(huán)形的運(yùn)輸巷道，同時(shí)在礦體上盤或下盤開挖出切割巷道，形成一定的空間，然后在塹溝中向上方鑿出扇形的炮孔進(jìn)行爆破作用，最后進(jìn)行回采的一種采礦方式。

2 礦體開采工程介紹

以某礦體為例，其主要含有鉛、鋅等多種有色金屬礦體。該礦體的特點(diǎn)是暴露面積小且含礦量?jī)H為30%，開采環(huán)境較差，所以需選用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行開采。加之礦山?jīng)]有膠結(jié)充填系統(tǒng)，為開采增加了一定的難度。

依據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)此類礦體的開采經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為此礦的開采面臨以下幾個(gè)主要問(wèn)題：一是礦巖已遭到損壞，增加了中深孔成孔難度。二是硫氧化后產(chǎn)生的熱能使溫度升高極容易引起炸藥自爆。所以需在開采前進(jìn)行中深孔成孔實(shí)驗(yàn)以及監(jiān)測(cè)孔溫。此外結(jié)合開采的實(shí)際情況及現(xiàn)有工程，對(duì)開采過(guò)程進(jìn)行多次討論和實(shí)驗(yàn)，最終結(jié)合此礦的具體情況確定運(yùn)用分段留礦階段崩落采礦法。此法讓采場(chǎng)上部的圍巖在誘導(dǎo)作用下冒落，無(wú)礦石在冒落時(shí)形成一定的沖擊低壓，在覆巖下放礦，從而達(dá)到預(yù)期的效果。

3 開采技術(shù)條件的具體要求

由于透鏡形成了不規(guī)則的形狀，鉛鋅品味僅9.1%，傾角在60°～90°范圍內(nèi)，是急傾斜礦體的一種。礦體走向長(zhǎng)度是50m，沿傾到+130m水平向下不做封閉處理，+166m水平方向逐漸尖滅。礦體厚度在3m～30m范圍內(nèi)。礦體和圍巖并不堅(jiān)固，且易破碎，同時(shí)界限也并不十分明顯，允許暴露面積非常小。整個(gè)礦體平均含礦量34.7%。

4 成孔試驗(yàn)及孔溫監(jiān)測(cè)

在進(jìn)行中深孔成孔試驗(yàn)時(shí)，因?yàn)榈V體、圍巖具有易破碎的特點(diǎn)，中深孔能否完成，需要通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)。試驗(yàn)時(shí)需要用鉆分別在礦體和圍巖鑿出兩排的炮孔，具體的參數(shù)和炮孔施工如圖1。

圖1 圍巖內(nèi)炮孔施工（左）礦體內(nèi)炮孔施工（右）

鉆鑿施工后每天對(duì)成孔要進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。驗(yàn)收人員使用橡膠管將其插入到孔中，當(dāng)其到達(dá)孔底后，在橡膠管上標(biāo)記出其與中深孔孔口重合部位，測(cè)量并記錄橡膠管入孔的深度，同時(shí)對(duì)比實(shí)際鉆鑿的長(zhǎng)度，計(jì)算出成孔率。通過(guò)大約1周時(shí)間監(jiān)測(cè)成孔，確保中深孔的成孔情況良好以防范出現(xiàn)塌孔情況。

其次是進(jìn)行孔溫檢測(cè)試驗(yàn)。為了防止自爆發(fā)生，必須對(duì)孔內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際施工過(guò)程在，主要使用熱電偶進(jìn)行溫度的檢測(cè)，即能把孔中具體的部位的溫度測(cè)量出來(lái)，又能對(duì)孔內(nèi)的溫度進(jìn)行持續(xù)、遠(yuǎn)距離的安全監(jiān)測(cè)。孔溫檢測(cè)試驗(yàn)的具體方法是：先把電熱偶同顯示設(shè)備連接起來(lái)，接著把電熱偶送入到孔底部，查看顯示設(shè)備上的數(shù)值并將其記錄下來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中，需要對(duì)不同的孔洞進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)要注意隨著時(shí)間的延長(zhǎng)實(shí)時(shí)觀察溫度是否變化。如果孔底的溫度有所升高，只要在一分鐘左右能夠保持溫度，且最終溫度控制在22°左右，就不會(huì)引起炸藥自爆。

5 崩落采礦法的具體工藝流程和技術(shù)指標(biāo)

5.1 崩落采礦法工藝流程

主要流程是布置采場(chǎng)及器械人員準(zhǔn)備→采準(zhǔn)切割→回采（包含巷道支護(hù)、鑿巖爆破、回采順序、采場(chǎng)通風(fēng)、出礦）。各流程的具體操作如下：

布置采場(chǎng)及器械人員準(zhǔn)備：依據(jù)整個(gè)礦體的走向?qū)Σ蓤?chǎng)進(jìn)行布置，采用分段回采(1)+130m至+139m水平段設(shè)為一個(gè)分段，高度設(shè)計(jì)為9m。（2）+139至+160水平段設(shè)計(jì)為另一分段，高度約20m。另外進(jìn)路和鑿巖巷道各兩條，通風(fēng)人行平巷、切割通風(fēng)天井、穿脈橫巷各1條，其中切割通風(fēng)天井的規(guī)格為1.5m＊1.5m，其它巷道規(guī)格為1.8m＊1.8m。人行天井4條，分別以采1、采2、采3、采4進(jìn)行區(qū)分，規(guī)格為1.5m＊2.6m。漏斗各4條并做好數(shù)字標(biāo)記，規(guī)格是1.8m＊1.8m的正方形。

采準(zhǔn)切割：鑿巖巷道標(biāo)高為+139m，進(jìn)路標(biāo)高要為+130m。切割通風(fēng)天井要設(shè)置在靠近采1的一側(cè)礦體內(nèi)，并同+169分段的回風(fēng)平巷進(jìn)行貫通。人行天井及漏斗必須要將上下段貫通起來(lái)，在礦體兩端使用采1、2、4進(jìn)行布置，在中間用采3進(jìn)行布置，同時(shí)沿著兩條進(jìn)路均勻的布置漏斗。

巷道支護(hù)：對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)主要原因在于礦體本身不具備穩(wěn)固性，在爆破沖擊下容易對(duì)巷道造成損害，為了包含巷道需要采取支護(hù)措施。回采前對(duì)+130段的兩條進(jìn)路進(jìn)行支護(hù)，主要使用噴錨法，先選擇合適的錨桿，確定錨桿支護(hù)的間距、排距，選擇金屬鋼筋網(wǎng)，并運(yùn)用混凝土噴層對(duì)其進(jìn)行支護(hù)固定。

鑿巖爆破：在采準(zhǔn)切割和巷道支護(hù)完成后，就可以進(jìn)行鑿巖施工作業(yè)。在鉆鑿前確認(rèn)好中深孔的排距、炮孔直徑、排面角后，方可使用鉆機(jī)在各個(gè)進(jìn)路和鑿巖巷道進(jìn)行鉆鑿，鉆出上向扇形中深孔。對(duì)各分段的炮孔要一次性完成鉆鑿，之后再依次進(jìn)行爆破。一般采用擠壓爆破松動(dòng)法，讓崩落的礦石對(duì)圍巖能起到支撐作用，目的是防范在爆破過(guò)程中圍巖產(chǎn)生大面積的塌落。炸藥一般使用2#巖石粉狀炸藥，將其裝在專門的器皿內(nèi)，其密度為0.95克/立方厘米，每個(gè)中深孔中使用2支毫秒導(dǎo)爆管和導(dǎo)爆索，采用非電復(fù)式起爆法。

回采順序：（1）+139至+160水平段回采：把采1為作為自由面，并沿著礦體走向垂直布置中深孔，把+139m以上的邊部礦體拉開，使其成為一個(gè)切割槽。其此再以切割槽為自由面，在相應(yīng)的鑿巖巷道鉆出扇形的中深孔，按次進(jìn)行退采。（2）+130m至+139m水平分段回采時(shí)，主要以切割槽為自有面退采，一次爆破2或3組排炮孔，將其鏟運(yùn)出礦，依次進(jìn)行。

采場(chǎng)通風(fēng)：具體來(lái)說(shuō)是利用各分段運(yùn)輸平巷的新鮮風(fēng)流通過(guò)天井、出礦進(jìn)路、漏斗進(jìn)行回采。為防止其在崩落過(guò)程中產(chǎn)生的污濁風(fēng)流發(fā)生擴(kuò)散，利用回風(fēng)切割天井，使其沿著回風(fēng)巷道排出。如果工作面不利于通風(fēng)，可以對(duì)局部進(jìn)行扇抽式通風(fēng)。每次爆破后的通風(fēng)時(shí)間約半小時(shí)左右，直至排除有害氣體或粉塵。

出礦：在對(duì)上分段進(jìn)行回采時(shí)，松動(dòng)放礦需要將崩落的礦石量控制在21%～31%內(nèi)。其中留礦量約60%，當(dāng)進(jìn)行下一分段出礦時(shí)，再將其全部出礦。分段留礦可以對(duì)礦石產(chǎn)生一定的誘導(dǎo)作用，同時(shí)也不會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生沖擊低壓，確保了出礦施工的安全性。

5.2 崩落采礦法技術(shù)指標(biāo)

相關(guān)的耗材數(shù)據(jù)見表1，回采經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表2。

表1 耗材數(shù)據(jù)

表2 回采經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

另外在鉆鑿扇形炮孔時(shí)，要確保一次打孔成功，目的在于有效確?；夭沙龅V時(shí)的工作時(shí)間。在開采施工過(guò)程中要嚴(yán)格依據(jù)循環(huán)時(shí)間進(jìn)行操作。從而保障施工作業(yè)的時(shí)間進(jìn)度，以此來(lái)提高采礦的工作效率。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在極破碎礦體中運(yùn)用分段留礦階段崩落方式可以取得良好的作用。一是能夠應(yīng)對(duì)和解決礦體安全性條件差的問(wèn)題，同時(shí)有助于提高采場(chǎng)的生產(chǎn)力，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全性上均表現(xiàn)出良好的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于開采同類型礦體具有重要的借鑒意義。二是由于沒(méi)有沖擊低壓，能有效防范因礦石冒落而產(chǎn)生的沖擊低壓。三是此法在運(yùn)用過(guò)程中，施工工序、流程（鑿巖、爆破、出礦）等均在巷道內(nèi)進(jìn)行，施工安全性能夠得到保障，且不會(huì)對(duì)施工人員造成傷害。四是運(yùn)用中深孔方式進(jìn)行鑿巖施工，在對(duì)于人員的勞動(dòng)強(qiáng)度要求不高的情況下，也能充分保障工作效率，如一次爆破就能夠產(chǎn)生大量礦石，具有很高的生產(chǎn)能力，提高了回采率。