楊明軍，宋忠寶

（山東欣鵬安全技術(shù)咨詢有限公司，山東 濟(jì)南 250100）

自然崩落采礦法主要應(yīng)用于地下采礦，它是當(dāng)前主流采礦方法中成本最低的方法。該方法主要通過集中原巖的應(yīng)力，當(dāng)其應(yīng)力超過礦體的強(qiáng)度時(shí)，引起礦體的崩落。該方法不但可以用于開采松散的礦體，而且可以用于開采中等穩(wěn)固的礦體。雖然這種方法具有成本低、生產(chǎn)率高等優(yōu)勢，但是其工藝不易掌握、條件要求嚴(yán)格、安全維護(hù)復(fù)雜等要求也不能忽視。隨著采礦技術(shù)的不斷發(fā)展，眾多先進(jìn)的采礦設(shè)備已經(jīng)開始應(yīng)用到我國的礦山采礦中。采用先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行該采礦法，不論是在出礦的結(jié)構(gòu)、安全性等方面，都有較大的改進(jìn)。本文從筆者的工作實(shí)踐出發(fā)，基于某鉬礦山的具體情況，對自然崩落采礦法中運(yùn)用的先進(jìn)技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 礦山礦體的背景

該鉬礦山位于安徽省境內(nèi)，日產(chǎn)量達(dá)2萬噸，已經(jīng)有十余年的歷史。對礦體進(jìn)行分析，上部礦體的底板主要為花崗斑巖，而頂板為白云巖；礦體的下部底板主要為白云巖，而頂板為花崗斑巖?；◢彴邘r屬于酸性巖白云巖主要由白云石組成，具有性脆、硬度大等特點(diǎn)。根據(jù)對礦體的巖石組成分析，這使得該礦體具有不易管理的頂?shù)装澹偌由戏€(wěn)定性較差的圍巖，使得該礦體在開采時(shí)極易發(fā)生塌落、冒頂?shù)葐栴}。因此，針對該礦體的復(fù)雜程度，采用自然崩落采礦法進(jìn)行開采。

2 創(chuàng)新技術(shù)在自然崩落采礦法中的運(yùn)用

2.1 礦塊的布置

運(yùn)用自然崩落采礦法對礦塊進(jìn)行布置，一般分為三層。自上而下分別是拉底層、無軌出礦層和有軌運(yùn)輸層。由于采用該方法需要集中原巖的應(yīng)力，勢必會造成底部出礦結(jié)構(gòu)的破壞。

為了避免底部結(jié)構(gòu)的破壞，就需要對巖柱進(jìn)行加大，從而增加底部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?？紤]到礦塊的結(jié)構(gòu)，把巖柱設(shè)置在16米以上，能夠很好地增強(qiáng)底部結(jié)構(gòu)的承載力。

2.2 出礦層的布置

此鉬礦的出礦使用鏟運(yùn)機(jī)，地下鏟運(yùn)機(jī)具備高效率、靈活、生產(chǎn)能力大等特點(diǎn)。布置出礦層時(shí)，由于地下鏟運(yùn)機(jī)的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)距為150m～200m，所以，隔120m設(shè)置一條出礦的聯(lián)絡(luò)道。

沿著這條出礦的聯(lián)絡(luò)道，隔90m設(shè)置一條礦石溜井。沿著垂直出礦聯(lián)絡(luò)道，隔30m設(shè)置一條出礦的平巷。為了增強(qiáng)出礦層的巷道的穩(wěn)定，以及降低暴露巷道的面積，出礦平巷兩側(cè)的出礦進(jìn)路，要進(jìn)行交錯(cuò)布置。在生產(chǎn)過程中，要對底柱進(jìn)行加高，同時(shí)，增強(qiáng)支護(hù)底部的巷道，以確保底部的穩(wěn)固。

2.3 拉底層的布置

此鉬礦的拉底層高度為16m，并且是布置在出礦層之上，拉底層是沿著崩落礦體的底部，橫向切割，以使礦石崩落。

進(jìn)行拉底工作時(shí)，在切割平巷中，鑿上向平行孔，進(jìn)行爆破，形成切割槽，此時(shí)，進(jìn)行拉底工作。再在鑿巖道中鑿孔。因?yàn)榈V體本身的因素，此礦不鑿下向孔。鉆鑿了上向、水平扇形深孔，再進(jìn)行爆破落礦，同時(shí)用設(shè)備進(jìn)行出渣。當(dāng)爆破了之后，塹溝上面便連通，形成了5m高左右的空間，便能作為暴露頂板。當(dāng)拉底的初始面積達(dá)到時(shí)便能著手初始崩落，當(dāng)拉底面積達(dá)到設(shè)計(jì)面積時(shí)便能持續(xù)崩落。

2.4 拉底順序

拉底的方式有兩種，前進(jìn)式和后退式。兩者的區(qū)別是拉底層的拉底與出礦層的劈漏的順序不同。由于在拉底的時(shí)候，隨著應(yīng)力的集中，會較大程度的破壞巷道。所以若是運(yùn)用后退式拉底，對巷道會產(chǎn)生較大破壞，也不易于實(shí)施劈漏。故該礦應(yīng)運(yùn)用前進(jìn)式拉底。需要注意的是，拉底之前要先完成支護(hù)，再在鑿巖道中掘孔，再拉底。故此，該礦經(jīng)運(yùn)用地應(yīng)力，降低了所需要用的拉底面積，也降低了地壓危害，穩(wěn)定了底部結(jié)構(gòu)。

2.5 破碎大塊

由于自然崩落采礦法會產(chǎn)出較多的大塊，這就需要做二次破碎。破碎大塊有四種方法可選，分別是：藥包破碎、移動式碎石錘破碎大塊、鑿巖爆破、劈裂臺車劈裂大塊。這四種方法，若是運(yùn)用藥包破碎大塊，由于是自然崩落法采場，其對巷道破壞較嚴(yán)重，故不建議采用。移動式碎石錘破碎大塊的方法，會產(chǎn)生大量的大塊，會使移動式碎石錘破碎大塊的效率無法達(dá)到，故也不建議使用。劈裂臺車，因其受到工人的技術(shù)水平、礦巖性質(zhì)的限制，故也不建議使用。所以，該礦選用了鑿巖爆破方法。

2.6 通風(fēng)系統(tǒng)

自然崩落采礦法，由于集中出礦，以及使用的設(shè)備多，故會導(dǎo)致產(chǎn)生大量的粉塵、尾氣等等。為了降低污染，該礦使用了專用回風(fēng)層的通風(fēng)結(jié)構(gòu)。無軌出礦層與有軌運(yùn)輸層之間布置專用回風(fēng)巷道，同時(shí)，將回風(fēng)小井布置于出礦平巷中，故此，污風(fēng)導(dǎo)入了回風(fēng)層，避免了污染巷道。同時(shí)，風(fēng)流經(jīng)聯(lián)絡(luò)道，平巷進(jìn)到出礦層，又經(jīng)回風(fēng)小井進(jìn)到專用回風(fēng)巷道，防止了污染。

2.7 技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

經(jīng)一系列的生產(chǎn)實(shí)施對比，創(chuàng)新的自然崩落采礦法，其所需的成本較低，所需要的相應(yīng)人員也比較少。采掘礦石，按每噸計(jì)，其所需要的鑿巖、支護(hù)、爆破量也比較少。整體來看，采用自然崩落采礦法的創(chuàng)新技術(shù)能集中生產(chǎn)，管理也較為方便，同時(shí)，勞動效率高，生產(chǎn)力比較大。由此對比，了解到該方法的創(chuàng)新技術(shù)具備較好的應(yīng)用范圍。

3 結(jié)論

針對該鉬礦山的具體情況，采用自然崩落采礦法進(jìn)行開采，運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)備和創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行方式布置，增強(qiáng)了礦體底部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證了出礦層的安全性。此外，布置了專用回風(fēng)層的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，改善了出礦層的通風(fēng)效果。經(jīng)對比，創(chuàng)新方法在生產(chǎn)成本、生產(chǎn)力通風(fēng)效果等方面均有較好的改善。因此，該采礦法創(chuàng)新技術(shù)具有成本低、生產(chǎn)率高等特點(diǎn)。