缓倾斜极薄矿体采矿法研究
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【摘要】我国镍钼资源储存量约占世界钼储总存量的1/4，其主要分布在贵州地区。镍钼资源具有金属品位高和经济价值可观等优点，但由于厚度极薄且倾角较缓的矿体占大多数，使得镍钼资源开采难度十分巨大，加上传统生产方式的诸多局限性，我国贵州地区镍钼资源始终未被有效开发与利用。基于此形势，本文引出新的缓倾斜极薄矿体采矿法，并结合贵州某镍钼矿特征就其做深入讨论。
【关键词】镍钼矿；缓倾斜极薄矿体；空场采矿法；充填采矿法
一、研究背景
众所周知，贵州地区是我国镍钼资源的集中分布区。由于贵州地区镍钼矿体多呈现缓倾斜极薄等特征，加上传统方法根本不能满足此类矿体对开采的要求，基于此严峻形势，本文引出空场采矿法和充填采矿法，同时结合贵州某镍钼矿展开讨论，以期提高贵州地区镍钼资源的开采与利用效率。针对贵州某镍钼矿，其具备如下矿床特征：
矿区内分布的出露地层皆属沉积地层，且沉积地层的层位对矿体存在绝对控制作用。该矿的工业类型主要包括泥岩型镍钼矿和黄铁矿型镍钼矿：泥岩型镍钼矿皆集中分布在黄铁矿型镍钼矿层的底板和顶板，其中底板的层厚、镍品位、钼品位分别为0～6.03m、0.01%～0.32%、0～0.35%，顶板的层厚、镍品位、钼品位分别为0～0.5m、0.01%～0.22%、0～32%，此外底板与顶板的围岩皆较稳固，但矿区内某些矿层位分布在侵蚀基准面的上方，其水文地质条件十分复杂；黄铁矿型镍钼矿的层位较稳定，其矿体的倾角、矿层的最小/最大厚度、镍品位、钼品位分别为6°～9°、0.02m/0.12m（均值为0.039m）、2.68%～7.30%（均值为4.12%）、4.80%～8.67%（均值为6.81%）。
结合镍钼矿开采技术、采矿方法选择标准、镍钼矿矿床特征等，本文分别介绍了空场类采矿法与充填类采矿法，同时就其实现过程和基本特点进行了研究。
二、空场采矿法
若矿体属倾角为6°～9°、厚度为0.74m、顶板岩层稳定性一般的极薄矿体，其采矿方法最好选择空场类倾斜分条全面采矿法。空场法要求采场顺着矿体走向布设，具体布设长度为50m、中段高度为20m，采场内侧朝矿体走向布设的切割上山分别间隔10m，回采顺着矿体走向由一侧切割上山朝另一侧推进。单个回采单元的工作面顺着矿块的倾斜角由下方朝上方进行回采，其中各工作面的推进呈梯形分布、回采采幅约0.74m～0.80m。选定彼此紧挨的两条切割上山，使用手持式凿岩机向朝着水平炮孔进行钻凿作业，同时顺着倾斜方向进行崩矿作业，此外再使用电耙把切割上山范围的矿石耙出影响范围。待上述事项皆被处理好以后，再以人工方式把采场范围的矿石耙至切割上山，同时采用电耙实现集中出矿。实践证实，空场采矿法具有所需劳动力多、矿块生产能力较小（约30T/d、单个采区的生产规模约800T/d～900T/d）等缺点，目前其与日渐严峻的市场形势存有诸多不协调。
三、充填采矿法
空场采矿法是一种较为传统的采矿方法，其存在的诸多局限性现已难以满足市场发展的需要。基于此，本文引入一种充填类填充法，其是由一般削壁充填采矿法与国外先进技术（低矮式锚杆台车、低矮式凿岩台车、低矮式铲运机）结合而成的锚杆护顶的机械化削壁充填采矿法。
（一）矿块构成要素与采准切割工作
矿块中段高度设计为20m，盘区主要顺着矿体走向布设，其布设长度约80m～100m，集中溜井布设在盘区内部（或矿块两侧），其中溜井间距约800m～1000m，此外脉内中段运输平巷与溜井下部彼此连接。铲运机联络平巷与脉内中段运输平巷皆布设在各盘区内部，同时由铲运机上山和人行通道实现与邻近盘区的彼此相连。盘区间顶柱与底柱的宽度分别为2m～3m、间柱的宽度为6m。矿房内部的护顶构件为锚杆，其间留有一定数量的直径为3m左右的不规则点柱。
采准切割工作的具体步骤如下：掘进脉内中段运输平巷在脉内中段运输平巷内分别间隔80m～100m掘出铲运机上山及人行，由此实现与上一中段脉内运输平巷的贯通在左右相邻的上山中部分别掘出铲运机联络平巷贯通盘区在脉内中段运输平巷的适当位置掘出底板运输平巷，直至底板运输平巷与铲运机联络平巷底部贯通朝上方向掘出矿石溜井，直至溜井与采场铲运机联络平巷贯通采准工作完成。
（二）回采
无轨设备与盘区的贯通通常需由切割上山、脉内中段运输平巷、铲运机联络通道实现过渡。切割上山是回采的自由面，同时顺着盘区走向由一侧朝另一侧有序推进，注意各盘区皆被铲运机联络平巷隔成上区与下区，其中上区与下区同时进行回采作用，但上区较下区快15m～18m左右。回采的具体步骤通常由贫矿的开采厚度决定，若矿体厚度>1.0m～1.2m，则其回采步骤仅一步，具体的回采高度为1.6m～1.8m；若矿体厚度
（三）盘区通风与采空区处理
盘内通风的具体情况为：通过主斜坡道，新鲜风流直接流进脉内中段运输平巷，再经切割平巷、切割上山、盘区中部铲运机联络道，风流随即流入盘区，待风流冲洗净工作面以后，再通过工作面侧面的切割上山流入上中段运输回风平巷，其中爆破作业后皆会使用局扇加强盘区内通风。采空区处理是锚杆护顶的机械化削壁充填采矿法的重要步骤，具体做法为：部分回收各个盘区内的连续矿柱；采空区的填充物完全可由盘区内的采出物取代，同时需做好相应的密闭工作。
四、讨论
下表列出了空场类采矿法与充填类采矿法的主要经济技术指标：
由表可知，削壁充填采矿法的采取生产能力、采掘比、泥岩型镍钼损失率、劳动生产率皆比分条采矿法更优。研究证实，锚杆护顶的机械化削壁充填采矿法具有矿块生产能力大、采矿工艺简单、开采安全可靠、劳动生产率与资源回收率高、开采成本低等优点，同时对降低出窿废石及废石外排放量、实现同时处理采空区等意义重大。贵州地区镍钼矿资源的开发与利用普遍受到开采方法滞后的严重影响，若把锚杆护顶的机械化削壁充填采矿法广泛引入该地区，其必定能给当地经济与社会发展带去更大的幅值。
参考文献
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