缓倾斜中厚矿体的机械化采矿技术分析

【摘 要】在矿产开采过程中，经常会遇到矿区地形地质复杂的问题，对于一些地形相对特殊的矿区，矿产的开采工作会变得非常困难。本文针对缓倾斜中厚矿体的开采难点，对其机械化采矿技术的应用进行了分析和探讨。

【关键词】缓倾斜中厚矿体；机械化采矿技术；应用

在经济发展的带动下，我国社会对于矿产资源的需求不断增大，矿产资源紧缺问题也受到了人们的广泛关注。随着浅部资源的逐渐枯竭以及易采矿体的不断减少，对于复杂地形矿体的开采技术问题逐渐突显出来。在我国的矿产储备中，缓倾斜矿体占据着相当大的比例，同时也是难采矿体的典型代表。做好缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的分析和研究，对于解决能源紧缺问题是非常关键的。

1 缓倾斜中厚矿体的开采难点

所谓的缓倾斜中厚矿体，是指厚度在4～15m，倾角在5°～30°之间的矿体，此类矿体在我国的矿产储备中占据着相当大的比例。例如，在目前已经探明的磷矿资源中，有近86%的矿产都属于缓倾斜中厚矿体，其他各种锰矿、粘土矿、硫铁矿等都有相当的比例。在对缓倾斜中厚矿体进行开采的过程中，存在着许多的难点：

（1）由于矿体的倾角较缓，在开采过程中，崩落的矿石很难借助自重从底部完全放出，必须借助机械设备或者人工搬运，在这种情况下，如何保证人员安全，提高矿石的搬运效率，是需要重点解决的问题；

（2）采空区的顶板或随着开采作业的进行，暴露出的面积会越来越大，但是护顶技术却并没有得到相应的发展，在安全性和经济性方面存在着一定的问题，导致大型无轨设备无法进入采矿区进行作业；

（3）由于矿体相对较厚，如果从底部开始挖掘，一旦底盘的挖掘面积过大，很容易使得矿体出现漏斗，采切比较大，岩石巷道工程也较大，会在一定程度上影响矿物开采的成本。

2 缓倾斜中厚矿体的机械化采矿技术

一直以来，在采矿行业，对于缓倾斜中厚矿体的开采，属于一项非常困难的技术性难题，开采起来非常困难。而现代机械技术的发展，使得无轨采掘设备在缓倾斜中厚矿体的开采中得到了较为广泛的应用，并且取得了一定的成效。这种新技术的应用，不仅对房柱法开采的范围进行了扩大，而且使得分段空场采矿法得到了更加广泛的应用。同时，随着大型深孔液压凿岩设备的使用，使得采切工程变得愈发简单，工程量也越来越小，为缓倾斜中厚矿体的开采工作提供了相应的技术支撑。

从目前的实际情况看，在对缓倾斜中厚矿体进行开采的过程中，通常采用的是房柱法，如果矿体的底部结构较好，也可以采用分段空场采矿法，只有对于一些比较特殊的矿区，才会使用爆力运搬空场法、留矿全面法等技术进行作业。这里结合某缓倾斜中厚矿体的实际情况，对其机械化采矿技术进行分析和探讨。

2.1 工程概况

某矿在开采过程中，探测到其中一部分矿区属于缓倾斜中厚矿体，不仅厚度变化幅度相对较大，而且在矿区中广泛分布有断层破碎带，节理裂隙也比较大。同时，由于矿区地表存在大量的建筑和国防光缆，不能破坏，对于矿产的开采工作带来了很大的困难。

2.2 地质条件

2.3 采矿技术

结合该矿区的地质勘察数据，从主矿体的赋存状况出发，决定采用无轨采掘设备，配合房柱法进行开采。房柱法是指矿房与矿柱交互布置，矿柱一般为圆形、矩形或者条带形，宽度多在3～6m，而矿房一般宽6～12m。如果矿区顶板的稳固性较差，矿石价值相对较低，又或者需要将采空后的矿区作为地下建筑，则应该采用条带形连续矿柱，而且矿柱一般情况下不再回采，多占据矿量的15%～40%。与其他采矿技术相比，房柱采矿法的优势在于，采准工作量较小，采矿强度大，劳动生产率高，而且采矿成本较低，矿石的贫化率小。但是，其缺点也比较明显，就是矿石的损失率较大，适用于开采围岩和矿石都稳固的水平或缓倾斜矿床。在对房柱法进行应用的过程中，一般情况下，会将阶段运输巷道布置在底板岩石中，而矿房则会沿矿体的倾斜方向布置，在矿房的下端，布置相应的矿石溜井，确保其与运输巷道相互连接。回采工作面需要沿着矿房的长轴，逆着倾斜方向向上推进。在回采前，相关技术人员应该首先沿着矿房的长轴方向，掘进切割上山，对上下阶段的运输巷道进行贯通，然后，在矿房的下端，设置切割槽。由于矿体属于中厚矿体，因此采用浅眼分层或者垂直深孔落矿。对于矿房中落下的矿石，如果条件允许，可以采用相应的机械设备进行运输，如果设备难以进入，则需要通过人力扒运的方式进行。在该矿区，由于属于缓倾斜矿体，矿房的空间较大，可以采用自行设备直接将矿石运出。在开采过程中，如果采用上向分层回采的顺序，则应该先对最下层进行开采，对矿房进行拉底，然后依次对上部各分层进行回采；如果采用的是下向分层回采顺序，上部分层超前，形成下向台阶工作面，通过下向垂直又或者倾斜深孔落矿。

2.4 技术改进

由于房柱法会造成矿石的大量损失，影响采矿的有效性，需要相关技术人员的改进和创新。但是，受技术条件等的限制，房柱法的改进并不是短时间内可以实现的。对此，部分采矿企业在对缓倾斜中厚矿体进行开采的过程中，采用的是下盘漏斗崩落法，从实践经验看，这种方法在技术上是可行的，而且安全性和可靠性较好。但是，由于这种方法需要掘进下盘采切工程，采切比会随着矿体厚度的减小而急剧增大。不仅如此，许多矿山的矿体下盘并不是规则形状，没有能够对矿体进行及时圈定，如果采用下盘漏斗崩落法，下盘的采准布置会比较困难，也可能造成残矿和残柱的损失。因此，加强对于下盘漏斗崩落法的技术改进，同样是当前采矿企业需要重点解决的课题。

3 结语

总而言之，在社会发展的带动下，我国的采矿行业得到了飞速的发展，机械化采矿技术也因此得到了普及和应用。作为在我国矿产贮存中占据主要地位的缓倾斜中厚矿体，是矿产开采中的一个典型难题，其机械化开采理论和相关技术需要引起充分重视，进行更加深入的研究，不断发展新的机械开采设备，提高矿产开采的技术水平，进而促进我国矿产业的持续快速发展。

参考文献：

[2]马士敏.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].科技与企业，2013（13）.