削壁留矿法开采急倾斜极薄矿脉

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摘要 本文在全面综合浅孔留矿法与削壁充填法的优缺点的基础之上，推出的削壁留矿法，在开采急倾斜极薄矿脉时，矿石贫化小，降低了劳动强度，增大了采矿强度，减少了材料消耗，降低了作业成本，简化了回采工艺。

关键词 急倾斜极薄矿脉；浅孔留矿法；削壁充填法；削壁留矿法

中图分类号TD8 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）55-0142-02

1 概述

急倾斜极薄矿脉在我国地下矿山中，有比较广的分布， 在地质储量占据的比重非常大。此种矿脉的开采方式，主要分为以下两种形式：矿石和围岩混合开采和矿石和围岩分别开采，即混采和分采。

矿石和围岩的混和开采主要立足于简化回采工艺、提高采矿强度和质量，以浅孔留矿法为主。此法主要适用于稳固或者中等稳固的矿石及围岩，回采工艺简单，便于掌握管理；木材损耗比较少，所需设备简单，采矿成本相对较低；人员生产能力比较高；缺点是矿石贫化大。

分采类着眼于减小贫化，以削壁充填法为主。此法能比较有效地降低矿石贫化，并能较好地控制地压。一般比较小的矿山均采用削壁充填法，机械化水平相对较低，需要根据矿石和围岩的稳固性，确定矿岩开采顺序及削壁位置。整个工艺过程包括：浅孔凿岩， 人工装药， 电耙或人工搬运矿石等。相对复杂，原材料消耗大，所需成本相对比较高。

浅孔留矿法及削壁充填法在长期的生产实践中都得到了很多的改进、完善与发展，在技术上积累了很多的经验。将这两种的方法结合形成的新的回采方法――削壁留矿法。既是浅孔留矿法的一种变型方案，也是削壁充填法的逆方案。削壁留矿法在采矿过程中基本上不放矿，采下的矿石（包括设计贫化在内，占采场宽度的2/3）充填于采场中，作为充填料与继续上采的工作面；为使采场内有足够的作业宽度空间而削下的废石（占采场宽度的1/3）全部从采场内集中放出。

2 开采急倾斜极薄矿脉中浅孔留矿法的应用

2.1 采场构成部分

根据矿体走向布置矿房，阶段高度40m~50m，矿块长度40m~60m，顶柱高度3m~4m，当矿石品位高、上部回风巷道不需要保留时，也可以不留顶柱。底柱高度3m~4m，有时为了多回收高品位的矿石而不留底柱，改用坑木架设假底。间柱宽度4m~6m，当不需留间柱时，用顺路天井代替采准天井。拉底宽度不小于1.2m，并按此规格上采一个分层，然后逐渐缩小到所要求的采幅宽度。漏斗间距5m~6m。

2.2 采准切割工作

采准切割工作主要包括掘进阶段运输平巷、通风人行天井、联络道、切割巷道、漏斗等。阶段运输平巷一般沿脉布置，在平行矿脉群中，也可沿上盘或下盘布置。采准天井沿脉布置，联络道在天井内每隔5m~6m 垂直高度掘进一条。拉底空间的高度1.8m~2.2m。

2.3 回采工作

浅孔留矿法的回采工作自下而上分层进行，每个分层的回采包括凿岩、爆破、通风、局部放矿、平场撬顶、破碎大块等作业。回采工作面多为水平梯段布置，也有的为倾斜工作面自下而上回采。凿岩孔深2.0m 左右，炮孔呈“之”字形排列，最小抵抗线为0.6m~0.8m。回采中每循环落下的矿石放出30%~40% ，其余矿石暂时留在采场内，作为人员作业的工作台和临时支撑两盘围岩。当矿房回采完毕后，最后放出采场的全部矿石。

2.4 急倾斜极薄矿脉采用浅孔留矿法开采存在的主要问题

2.4.1 矿石贫化大

在落矿和出矿过程中混入了大量的废石或损失富矿，是产生矿石贫化的主要原因。

首先，在回采过程中会不可避免地崩落少量的围岩矿石。由于人员在采场中的作业空间有一定的宽度要求，当矿体厚度小于0.8m时，人员无法在矿体厚度范围内作业。为了保证采场内有必要的人员作业空间，在回采过程中必须将一部分围岩连同矿石一起采下，混入的废石没有与矿石分开，这样就造成了矿石的采下贫化。在矿山实际生产中，采幅宽度一般不小于1.2m ，这就是说矿脉越薄，废石混入率越高。

其次，在采矿过程中，大部分矿石暂时留在采场内，待采场全部采完后，方可进行大量放矿。当围岩不稳固时，暂留在采场内的矿石经常移动，不能防止围岩片落。尤其是在大量放矿时，随着放矿的进行，围岩的暴露面积逐渐增大，促使围岩大量冒落而混入矿石中，造成二次贫化。

另外，在落矿和搬运矿石过程中，会产生一些品位很高的粉矿，在底板起伏较大时，撒落在矿房底板上的粉矿不易被顺利放出，造成富矿损失。

2.4.2 作业安全性差

浅孔留矿法无法避免工人直接在矿岩暴露面下作业。当矿岩稳固性较差时，矿体和顶板围岩容易在回采过程中片落，不能保障工人的安全。此外，由于采幅相对较小，在部分放矿时矿房中容易形成空洞，常常危及在采场中作业的工人的生命安全。

2.4.3 工人劳动强度非常的高，机械率利用普遍偏低，积压大量资金

局部放矿后，采场内处理浮石，平整场地，破碎大块等琐碎大量的一系列工作。均需人力完成，工人综合劳动强度很大。采下的大部分矿石暂留采场内，不能及时运走周转，积压了大量的资金。

3 削壁充填法在开采急倾斜极薄矿脉中的应用

3.1 采场构成要素及采准切割工作

除在采场中央增掘一充填井外，其他均与浅孔留矿法相同。

3.2 回采方式

采用壁式连续回采，回采作业面与矿体走向垂直，矿岩分次爆破，先削围岩，后落矿。回采由一侧向另一侧推进。每个回采分层自下而上沿矿体回采，分层宽度1.0m~1.2m。采用定向抛掷爆破进行削壁充填后，再采用松动爆破进行落矿，采场顶板以充填料作为永久支护，并配合木立柱或水泥卷锚杆进行辅助支护（局部支护）。

3.3 矿石运搬

根据矿块倾斜长度，落下的矿石利用电耙运出。电耙出矿完毕，崩落下的底板粉矿需人工进行清理回收干净。采取废旧胶带铺垫方式，胶带顺荐搭接，搭接长度20cm~30cm。

3.4 削壁充填法开采急倾斜极薄矿脉的特点

削壁充填法虽能有效地控制采矿过程中的损失与贫化，但材料损耗非常的大且复杂，劳动强度大，采场生产能力比较低。

4 开采急倾斜极薄矿脉的改进方案――削壁留矿法

削壁留矿法借助矿石自重放矿，采场运搬采用小型电耙代替人工，克服了浅孔留矿法劳动强度大、采矿强度低的缺点；将削矿体两帮产生的废石从采场内集中放出，做到了矿石与围岩分别开采，通过合理布置漏斗，能尽可能多地回收富粉矿，弥补了浅孔留矿法矿石贫化大之不足；当矿体厚度接近最小采幅时，削壁厚度要小于削壁充填法，相应地减少了材料消耗，降低了作业成本，简化了回采工艺。

4.1 采场布置形式及主要采切工作

削壁留矿法矿房布置示意图

注：1.通风天井，2.预留顶柱，3.联络巷，4.电耙滑轮固定装置，5.胶垫，6.耙斗，7.电耙绞车，8.废石溜井，9.顺路天井，10.放矿漏斗。

如图所示，矿房沿矿体走向布置，长度40m~60m ，中段高度40m~50m ，一侧为先行通风天井，另一侧为顺路天井，中央为废石溜井。其它采切工作还有联络巷、拉底巷、放矿漏斗等。

4.2 回采工作

分层高度1.8m~2.2m ，在采场内以中央废石溜井为界，分两段分别进行掏槽落矿与削壁落碴。掏槽方法、炮眼排列、爆破器材、起爆方法与削壁充填法相同，凿岩、装药、爆破、通风、平场撬顶、破碎大块等工序与浅孔留矿法相同。

削壁落下的围岩集中从中央废石溜井放出。采用7.5kW小型电耙代替人工运搬，为了便于耙运，采场内逐渐采成“V”字型，其角度为3°~ 5°；削壁爆破之前，在矿石面上严密搭接好废旧运输胶板；电耙绞车可在采场内进行人工调向；中央废石溜井每节高0.5 m，用2mm~3mm铁板焊成，直径1.4m；为了防止大块废石卡住废石溜井，在其上设置一个0.3×0.3m2自制格筛；废石溜井与顺路天井随采场运搬工作面的上升而上升。

4.3 矿柱回收及空区处理

一般不留间柱，矿房内的矿柱一般不予回收，成为永久性损失。

5 结论

采用什么途径进行开采矿石，其是否合理性直接影响到采矿过程中工人的作业安全、资源回收和经济效益。选择正确合理的开采方式是提高采矿作业技术安全水平、合理利用资源，发展矿山生产和经济效益的重要方面。根据经济效益确定合理的采矿方式，不断的改进研究，发展和完善采矿方法是采矿工作者研究努力的一个重要方向。在矿山企业发展的过程中，根据矿脉地质的特点和变化，不断调整采矿方法，努力做到在保证安全作业的同时，提高经济效益，减轻人力成本，提高采矿强度的方向发展。

参考文献

[1]邓礼兵，郭忠林.极薄矿脉采矿方法研究与应用[J].有色金属设计，2004(2).