急倾斜厚大矿体采矿方法的实际应用

窦升禄

摘要：在地表不允许塌陷时，想要进行急倾斜厚大矿体开采是非常困难的，这一直都是国内外矿采开采中的难题。在科学技术不断发展的过程中，许多先进的技术手段被应用在急倾斜厚大矿体的开采中，并取得了一定的效果。结合实际矿体的开采案例，从矿体的稳固性及赋存的状态进行采矿方法的分析，对实际生产中应用到的高分段的凿岩空场充填法进行了研究，提出采用扇形空场采矿的嗣后充填的方法能够使崩矿安全生产的观点，论述凿岩装备、爆破器材的发展等，为类似急倾斜厚大矿体开采提供借鉴。

关键词：急倾斜厚大矿体；采矿方法；应用

引言：

新开发的矿山大部分都是急倾斜厚大矿体，如果开采不当，很容易造成地表塌陷，目前国内外常见的方式是高阶段空场嗣后充填法和高分段空场嗣后充填法。因此，探究、讨论急倾斜厚大矿体采矿方法的选择就显得很有必要。本文主要在急倾斜矿床等地质条件下，分析大直径深孔崩矿的采矿法，并重点探讨采用无底柱的地表严格保护和矿体顶板破坏开采的方法。

一、当前急倾斜厚大矿体的采矿方法存在的问题

在进行急倾斜厚大矿体进行开采过过程中，影响开采质量因素有很多，在开采中比较常见的问题有：开采的环境比较差、开采过程过程中无法保证工作人员的安全等，对于场地面积比较大的地区进行开采的过程中，使用的施工方法通常都在暴露的环境下进行，这样就会对导致实际的施工环境比较差，施工安全无法保证。此外，在对这类矿体进行开采的过程中，无法保证开采区域的各项参数的准确性，尤其是整个矿产的跨度和顶底柱的大小和尺寸，没有一个精确的数据，这就会出现许多开采的误差现象，在这种情况下想要保证开采环境的安全性，就要掌握好顶底柱的尺寸，尽可能的将厚度扩大，但是扩大顶底柱的厚度就会对矿石造成影响。在目前的急倾斜厚大矿体的开采工作中，想要在地表不塌陷的情况下做好矿体的开采工作，是采矿企业需要研究的问题，许多矿山使用了多种方法进行急倾斜厚大矿体的开采，并在不断应用的过程中进行了技术的研发工作，希望可以获取更加有效的采访方法。

二、采矿方案的选择

A矿位平坦地形下部，地势略有坡度，标高为45m左右。矿体为沉积编制矿床，经过探矿显示，该矿体矿床资源储量包含II号和III号矿体，属于厚大型的矿体。走向近南北，倾角接近直立，属于急倾斜矿体类型。经过对该矿的工程勘测，在生产中使用高分段的凿岩空

场嗣后冲填法及高阶段侧向崩矿冲填法，并对两种方法进行了比较。

从该矿区的实际情研究发展，想要将矿床的开采方法应用到实际工作中，而且在进行大规模的开采工作中还不会对该区域村民的生活和耕种造成影响，就需要使用合理的开采技术。该区域的地质情况的稳定性比较差，矿体也属于破碎风化带，许多部位不能保证整体结构的稳定性，很容易从裂缝处出现渗漏的现象，这就不能保证开采过程中整体结构的稳定性。结合实际的研究发现，崩落法和空场法可以应用到该地区矿体的开采工作中，这两种方法在应用的过程中可以适应该区域的实际情况，而且开采效率比较高，可以纳入方案考虑的范围内。崩落法在使用的过程中，会对矿体周围的土层和流沙层造成影响，这样就会导致泥浆流入到坑中，会对矿石造成破坏；如果使用空场法，则不能进行长时间的支撑作业，矿石开采的比较少，但是在一定时间内矿石不会收到泥沙的影响。在进行大规模的开采作业时，较大的作用力会造成地下水涌入井下，不能保证开采过程中的安全性，对矿体结构的稳定性也会造成影响。想要进行安全的开采工作，保证矿区的稳定性，这两种采矿方法都不适合。

该矿对生产效率要求很高，如采用充填法进行采矿，会制约生产效率和能力，增加采矿成本。从对地表等保护的角度出发，应对采空区进行充填，但是从生产能力和效率来看，应采用空场法进行采矿。根据该矿开采技术和条件，从水文、地质、工程的情况的实际要求出发，采用阶段性的矿房嗣后充填采矿方法。划分矿柱和矿房，阶段性回采凿岩崩矿，使用专用的凿岩巷和硐室作业，利用矿柱的充填作用围护回采空间。根据崩矿炮孔的深度进行扇形空场嗣后充填。

三、采矿方法实际应用

（1）矿体划分为矿房和矿柱后，施行连续回采，按照两个阶段进行凿岩，以端部切割槽为自由面逐排爆破，支撑空场矿柱和充填体充填后，向扇形控场嗣后施行充填法方案。

（2）采用高阶段侧向崩矿的方法，中间不留建筑，在凿岩水平位置进行平行深孔切割和拉低，在采场上部和端部进行开切，下部为深孔和切割井的自由面，对自由面进行逐排爆破。

（3）根据矿体的开采技术和工程的现状，对两个采矿方法进行分析，使用扇形嗣后充填法，经过分析充填法技术，提升了大直径深孔侧向崩矿操作的生产效率，决定采用上向孔分排爆破的方法，向高分段的扇形孔空场进行爆破，最大崩矿量达到1.8×104 t。

采用多排空阶段的高阶段侧向充填采矿的方法，减少采场爆破的次数，使用扇形空场采矿嗣后充填方法，計算扇形的空场采矿嗣后爆破量。

使用不设分段的高阶段侧向嗣后充填采矿法，凿岩集中在上中段凿岩硐室内进行，而扇形孔场的嗣后充填凿岩工程采用分段进行的方式，设置凿岩的嗣后充填分段，采准工程及工程量增大，使得采切比高、中段达产的时间多。

高阶段的侧向崩矿的嗣后充填采矿法在当今矿山工艺技术上相对比较成熟，有较为系统的技术和经验，在25 m扇形孔空场嗣后的分段上已经拥有了成熟的深孔装药技术。

崩矿的嗣后充填采矿的方法是将修筑挡墙工程分段，当充填料浆充填面超过充填挡墙最高点时，将采场的充填周期进行分段，得到多个分段的充填数值，使用该数值作为各个分段挡墙的参考，而填充体在通过各个分段挡墙时应慢一些，将采场的充填时间加长。

通过对扇形孔空场嗣后充填采矿法和高阶段侧向崩矿嗣后充填法技术比较，前者的优势在于采准工程量少，采场能力大，工艺技术成熟，后者充填周期短，高分段扇形孔空场嗣后充填法机动灵活，爆破工艺较为简单，处理哑炮、拒爆、岩墙等问题都较为简单方便，大大提高了采场的生产能力和生产效率。

结语：

通过实际案例发现，在急倾斜厚大矿体采矿中主要是以高阶段侧向崩矿嗣后充填法为主，扇形孔空场采矿嗣后填充法和浅孔留矿法为辅助。矿体如果平均厚度达到50m、矿体倾角达到65°以上，就应该采用嗣后充填法进行高阶段的侧向崩矿开采。如果角度不足，则可以考虑使用高阶段的崩矿嗣后充填法。大直径深孔崩矿的嗣后充填能够将厚大的急倾斜矿体和极厚的矿体进行有效的分段、开采。保证大规模生产能够保持安全和高效。今后在阶段性矿山的凿岩应用上还应发展装药设备、凿岩设备，不断开拓先进的爆破器材和大孔穿爆技术。

参考文献：

[1]杨东奕.急倾斜厚大矿体采矿方法的选择研究[J].价值工程，2016，35（6）：133-135.

[2]魏晓明，李长洪，张立新.急倾斜厚大矿体采矿方法的选择[J].金属矿山，2014，43（4）：31-34.