自然崩落采矿法技术创新研究

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摘要：随着采矿技术的不断发展，许多先进的采矿设备和创新的技术已经开始应用到自然崩落采矿法中。基于某钼矿山的具体情况，运用先进的设备，同时采用自然崩落采矿法的创新技术进行开采。详述了创新技术在矿块、出矿层、拉底层的布置方式和通风系统的设计方面的应用。经过实施对比，该方法在生产成本、生产力、安全性、通风效果等方面均有较好的改善。

关键词：自然崩落采矿法；技术创新；先进设备；矿体结构

自然崩落采矿法主要应用于地下采矿，它是当前主流采矿方法中成本最低的方法。该方法主要通过集中原岩的应力，当其应力超过矿体的强度时，引起矿体的崩落。该方法不但可以用于开采松散的矿体，而且可以用于开采中等稳固的矿体。虽然这种方法具有成本低、生产率高等优势，但是其工艺不易掌握、条件要求严格、安全维护复杂等要求也不能忽视。随着采矿技术的不断发展，众多先进的采矿设备已经开始应用到我国的矿山采矿中。采用先进的设备进行该采矿法，不论是在出矿的结构、安全性等方面，都有较大的改进。本文从笔者的工作实践出发，基于某钼矿山的具体情况，对自然崩落采矿法中运用的先进技术的特点及应用进行探讨。

1矿山矿体的背景

该钼矿山位于安徽省境内，日产量达2万吨，已经有十余年的历史。对矿体进行分析，上部矿体的底板主要为花岗斑岩，而顶板为白云岩；矿体的下部底板主要为白云岩，而顶板为花岗斑岩。花岗斑岩属于酸性岩白云岩主要由白云石组成，具有性脆、硬度大等特点。根据对矿体的岩石组成分析，这使得该矿体具有不易管理的顶底板，再加上稳定性较差的围岩，使得该矿体在开采时极易发生塌落、冒顶等问题。因此，针对该矿体的复杂程度，采用自然崩落采矿法进行开采。

2创新技术在自然崩落采矿法中的运用

2.1矿块的布置。运用自然崩落采矿法对矿块进行布置，一般分为三层。自上而下分别是拉底层、无轨出矿层和有轨运输层。由于采用该方法需要集中原岩的应力，势必会造成底部出矿结构的破坏。为了避免底部结构的破坏，就需要对岩柱进行加大，从而增加底部结构的稳定性。考虑到矿块的结构，把岩柱设置在16米以上，能够很好地增强底部结构的承载力。2.2出矿层的布置。此钼矿的出矿使用铲运机，地下铲运机具备高效率、灵活、生产能力大等特点。布置出矿层时，由于地下铲运机的科学、经济的运距为150m~200m，所以，隔120m设置一条出矿的联络道。沿着这条出矿的联络道，隔90m设置一条矿石溜井。沿着垂直出矿联络道，隔30m设置一条出矿的平巷。为了增强出矿层的巷道的稳定，以及降低暴露巷道的面积，出矿平巷两侧的出矿进路，要进行交错布置。在生产过程中，要对底柱进行加高，同时，增强支护底部的巷道，以确保底部的稳固。2.3拉底层的布置。此钼矿的拉底层高度为16m，并且是布置在出矿层之上，拉底层是沿着崩落矿体的底部，横向切割，以使矿石崩落。进行拉底工作时，在切割平巷中，凿上向平行孔，进行爆破，形成切割槽，此时，进行拉底工作。再在凿岩道中凿孔。因为矿体本身的因素，此矿不凿下向孔。钻凿了上向、水平扇形深孔，再进行爆破落矿，同时用设备进行出渣。当爆破了之后，堑沟上面便连通，形成了5m高左右的空间，便能作为暴露顶板。当拉底的初始面积达到时便能着手初始崩落，当拉底面积达到设计面积时便能持续崩落。2.4拉底顺序。拉底的方式有两种，前进式和后退式。两者的区别是拉底层的拉底与出矿层的劈漏的顺序不同。由于在拉底的时候，随着应力的集中，会较大程度的破坏巷道。所以若是运用后退式拉底，对巷道会产生较大破坏，也不易于实施劈漏。故该矿应运用前进式拉底。需要注意的是，拉底之前要先完成支护，再在凿岩道中掘孔，再拉底。故此，该矿经运用地应力，降低了所需要用的拉底面积，也降低了地压危害，稳定了底部结构。2.5破碎大块。由于自然崩落采矿法会产出较多的大块，这就需要做二次破碎。破碎大块有四种方法可选，分别是：药包破碎、移动式碎石锤破碎大块、凿岩爆破、劈裂台车劈裂大块。这四种方法，若是运用药包破碎大块，由于是自然崩落法采场，其对巷道破坏较严重，故不建议采用。移动式碎石锤破碎大块的方法，会产生大量的大块，会使移动式碎石锤破碎大块的效率无法达到，故也不建议使用。劈裂台车，因其受到工人的技术水平、矿岩性质的限制，故也不建议使用。所以，该矿选用了凿岩爆破方法。2.6通风系统。自然崩落采矿法，由于集中出矿，以及使用的设备多，故会导致产生大量的粉尘、尾气等等。为了降低污染，该矿使用了专用回风层的通风结构。无轨出矿层与有轨运输层之间布置专用回风巷道，同时，将回风小井布置于出矿平巷中，故此，污风导入了回风层，避免了污染巷道。同时，风流经联络道，平巷进到出矿层，又经回风小井进到专用回风巷道，防止了污染。2.7技术、经济指标。对比经一系列的生产实施对比，创新的自然崩落采矿法，其所需的成本较低，所需要的相应人员也比较少。采掘矿石，按每吨计，其所需要的凿岩、支护、爆破量也比较少。整体来看，采用自然崩落采矿法的创新技术能集中生产，管理也较为方便，同时，劳动效率高，生产力比较大。由此对比，了解到该方法的创新技术具备较好的应用范围。

3结论

针对该钼矿山的具体情况，采用自然崩落采矿法进行开采，运用先进的设备和创新技术进行方式布置，增强了矿体底部结构的稳定性，保证了出矿层的安全性。此外，布置了专用回风层的通风结构，改善了出矿层的通风效果。经对比，创新方法在生产成本、生产力通风效果等方面均有较好的改善。因此，该采矿法创新技术具有成本低、生产率高等特点。

作者:杨明军 宋忠宝 单位:山东欣鹏安全技术咨询有限公司