朱大斌

(廣寧縣大鴻明礦業(yè)有限公司， 廣東 肇慶市 526346)

采礦方法優(yōu)化選擇是礦山項(xiàng)目的主要決策。欒川縣黑家莊鉬礦原來(lái)是民采礦山，采用平硐開(kāi)拓，3 個(gè)中段高差分別為50～60 m，采礦工作在已開(kāi)拓平硐內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。采用房柱留礦采礦法在實(shí)踐中存在的缺點(diǎn)包括：淺孔落礦生產(chǎn)能力低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全程度低；采場(chǎng)存礦量太多；保留大量礦柱，開(kāi)采總回采率低；多階段同時(shí)開(kāi)采互相影響，安全生產(chǎn)管理復(fù)雜；礦房采空后，空區(qū)過(guò)大，存在重大安全隱患等缺點(diǎn)。引入投資成立合資公司后，決定采用安全性好、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)能力大、回采率高、機(jī)械化、自動(dòng)化程度高的采礦方法，經(jīng)比較，優(yōu)化選擇無(wú)底柱分段崩落采礦法。

1 黑家莊鉬礦采礦方法的現(xiàn)狀及缺點(diǎn)

1.1 采礦方法現(xiàn)狀

礦體開(kāi)采在階段內(nèi)劃分為礦房（寬12 m）和連續(xù)礦柱（寬8 m）。先用淺孔留礦法由下向上回采礦房，留一定厚度保護(hù)頂柱（厚10 m），礦柱（包括連續(xù)礦柱和保護(hù)頂柱）和可回采礦房礦量各占50%左右。礦房開(kāi)采全部結(jié)束后，由上階段向下階段逐步回采礦柱，或不采礦柱，依靠礦柱和礦巖自身的穩(wěn)固性支撐采空區(qū)。

1.2 房柱留礦法的缺點(diǎn)

黑家莊鉬礦開(kāi)采技術(shù)條件見(jiàn)表1。

表1 礦床開(kāi)采條件

黑家莊鉬礦房柱留礦法的缺點(diǎn)：適用條件不適合；淺孔落礦生產(chǎn)能力低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全程度低；礦房采場(chǎng)留礦高達(dá)40 m，采場(chǎng)存礦量太多，積壓資金；礦柱礦量占儲(chǔ)量一半多，開(kāi)采總回采率低；多階段同時(shí)開(kāi)采互相影響，安全生產(chǎn)管理復(fù)雜；礦房采空后，空區(qū)過(guò)大，不利地壓管理，存在重大安全隱患。

2 采礦方法選擇

2.1 選擇最優(yōu)采礦方法的基本要求

優(yōu)選采礦方法的基本要求包括：最大的安全性；最低的生產(chǎn)成本；最大的采場(chǎng)生產(chǎn)能力；最優(yōu)的回采率（不低于地質(zhì)儲(chǔ)量的80%）；最小的貧化率（不高于20%的廢石混入率）；最短的回采循環(huán)周期（鑿巖、裝藥、爆破、出礦、空區(qū)處理）；最高的機(jī)械化程度；最好的自動(dòng)化水平（如采用遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采運(yùn)設(shè)備等）；最少的采準(zhǔn)工程量；最充分利用重力；最大限度利用礦巖體自身穩(wěn)固性支護(hù)；最短的崩下礦石滯留時(shí)間；最大的靈活性和實(shí)用性。

2.2 采礦方法的優(yōu)化選擇

2.2.1 礦床開(kāi)采技術(shù)條件

黑家莊鉬礦礦區(qū)屬中高山區(qū)，礦床屬裂隙充水含水的水文地質(zhì)類型，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。礦體及其頂?shù)装鍑鷰r強(qiáng)度中等偏上，工程地質(zhì)條件良好。地表允許陷落。礦床開(kāi)采條件參數(shù)見(jiàn)表1。

2.2.2 采礦方法的選擇

依據(jù)礦床開(kāi)采技術(shù)條件和黑家莊鉬礦目前使用房柱留礦法存在的缺點(diǎn)，以及選擇最優(yōu)采礦方法的基本要求，選擇無(wú)底柱分段崩落法在黑家莊鉬礦進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用和推廣。

無(wú)底柱分段崩落采礦法的特點(diǎn)：連續(xù)回采，在覆巖下放礦，以崩落覆巖充填采空區(qū)管理地壓。要求地表允許陷落，在礦體上部無(wú)較大的含水層和流沙，礦石不會(huì)結(jié)塊、自燃，允許相對(duì)高的貧化和損失。

無(wú)底柱分段崩落法的優(yōu)點(diǎn)：安全程度高，是最安全的采礦方法之一，該法的所有采礦活動(dòng)均在較小的空間里完成，機(jī)械化及自動(dòng)化程度高。主要的采礦環(huán)節(jié)可分為4 步：掘進(jìn)并加固平巷；打扇形炮孔；爆破；放礦、裝礦和運(yùn)輸。由于回采工序重復(fù)進(jìn)行，全部采礦作業(yè)均能實(shí)現(xiàn)高度機(jī)械化、遙控自動(dòng)化作業(yè)。生產(chǎn)高度的靈活性。組織方便，有利于集中作業(yè)，管理方便。生產(chǎn)能力大，勞動(dòng)效率高，開(kāi)采成本低。

無(wú)底柱分段崩落法的缺點(diǎn)：在覆蓋巖層下放礦，礦石的損失率和貧化率較高，要求放礦管理嚴(yán)格；在獨(dú)頭巷道內(nèi)作業(yè)，通風(fēng)條件差，需設(shè)計(jì)專門管道通風(fēng)；掘進(jìn)工作量大；開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致地表陷落。

3 無(wú)底柱分段崩落采礦法試驗(yàn)

3.1 礦塊構(gòu)成要素

無(wú)底柱分段崩落采礦法礦塊構(gòu)成要素見(jiàn)表2。無(wú)底柱分段崩落采礦法布置見(jiàn)圖1。

圖1 黑家莊鉬礦無(wú)底柱分段崩落采礦方法

表2 礦塊構(gòu)成要素

3.2 采準(zhǔn)切割

礦體厚度大于40 m，礦塊沿走向布置。沿走向距礦體下盤12 m，布置脈外主運(yùn)輸平巷；在下盤布置設(shè)備材料井（用于鑿巖臺(tái)車、鏟運(yùn)機(jī)等進(jìn)出各分段），用分段聯(lián)絡(luò)道聯(lián)通各分段水平，分段高12 m；掘進(jìn)下盤沿脈運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)道；按照進(jìn)路間距12 m，掘進(jìn)分段回采進(jìn)路；上下分段回采進(jìn)路呈菱形交錯(cuò)布置；如果礦體厚度大于100 m，在礦體內(nèi)沿走向布置脈內(nèi)運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)道，聯(lián)通各進(jìn)路；每隔60 m 布置一條脈內(nèi)礦石溜井；每個(gè)礦塊在下盤脈外布置礦石溜井、人行通風(fēng)井各一條；各分段水平布置上盤沿脈切割平巷，聯(lián)通各進(jìn)路；在各進(jìn)路盡頭上盤內(nèi)，掘進(jìn)切割天井，聯(lián)通上下分段。

3.3 回采工作

在分段回采進(jìn)路內(nèi)采用YGZ-90 導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)打前傾80°～85°扇形中深孔，炮孔直徑為54～60 mm，最小抵抗線1.6～1.8 m，孔底距1.2～1.4 m，崩礦步距1.6～1.8 m；用裝藥器（ANOL-150 型）裝填2 號(hào)巖石銨油炸藥，裝藥系數(shù)為0.8，采用導(dǎo)爆索和非電導(dǎo)爆雷管起爆；爆破步距為1.8 m；采用WJD-2 電動(dòng)或WJD-1.5 電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)出礦，出礦效率為400～600 t/（臺(tái)班）。

3.4 采場(chǎng)通風(fēng)

回采工作面的新鮮風(fēng)流由采區(qū)下盤通風(fēng)天井進(jìn)入，污風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒由裝在通風(fēng)井口的局扇抽出。在下盤沿脈運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)道用直徑400 mm 的風(fēng)筒壓入回采巷道；通風(fēng)天井中安裝直徑600 mm 的風(fēng)筒與下盤主運(yùn)輸平巷回風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)通排出。

3.5 勞動(dòng)組織及工作制度

掘進(jìn)工作由掘進(jìn)隊(duì)完成，隊(duì)內(nèi)鑿巖工、爆破工為專業(yè)工種，其余為混合工種。回采工作分為鑿巖、爆破、出礦3 個(gè)專業(yè)隊(duì)；1 個(gè)通風(fēng)班。采用連續(xù)工作制，年工作日330 天，每天3 班，每班8 小時(shí)。

3.6 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

試驗(yàn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：礦塊生產(chǎn)能力為400～600 t/d，工作面工人工效為18～19 t/（工班），損失率為8%，貧化率為15%，每米炮孔崩礦量為10～12 t/m，采切比為3.3 m/kt。

3.7 實(shí)踐應(yīng)用

用無(wú)底柱分段崩落采礦法解決欒川縣黑家莊鉬礦原房柱采礦法遺留大量礦柱的問(wèn)題，已在三坑1395 水平回采礦柱中應(yīng)用，效果很好。正安排培訓(xùn)學(xué)習(xí)，將逐步在全礦推廣應(yīng)用。結(jié)合新老采礦方法的優(yōu)點(diǎn)分兩步回采：第一步采用淺空留礦法回采礦房，第二步采用無(wú)底柱分段崩落法回采礦柱。采礦方法布置如圖2 所示。

圖2 無(wú)底柱分段崩落采礦法與房柱留礦法聯(lián)合布置（單位：m）

4 結(jié)論

采礦方法選擇是礦山項(xiàng)目的重要決策，直接影響礦山其他主要決策。優(yōu)化選擇無(wú)底柱分段崩落采礦法很好地解決了原房柱采礦法存在的問(wèn)題，使礦山保持安全、持續(xù)、均衡生產(chǎn)。無(wú)底柱分段崩落采礦法具有安全程度高、機(jī)械化及自動(dòng)化程度高、組織管理方便靈活、生產(chǎn)能力大、勞動(dòng)效率高、開(kāi)采成本低等突出優(yōu)點(diǎn)。在生產(chǎn)實(shí)踐中為礦山企業(yè)創(chuàng)造了更大的生產(chǎn)力和更大的經(jīng)濟(jì)效益。