楊福斗

（文山麻栗坡紫金鎢業(yè)集團(tuán)有限公司，云南 文山 663000）

我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源具有分布面積廣、種類(lèi)多和品位低等特點(diǎn)。礦體按照開(kāi)采技術(shù)條件一般劃分為緩傾斜、傾斜、急傾斜三類(lèi)。其中，緩傾斜礦體開(kāi)采難度較大。近水平及緩傾斜礦體是國(guó)內(nèi)外采礦業(yè)界面臨的重大技術(shù)難題。常用的采礦方法包括：全面法（房柱法）、進(jìn)路式充填采礦法。國(guó)內(nèi)許多學(xué)者就緩傾斜礦體采礦方法和設(shè)備改進(jìn)也進(jìn)行了研究，并提出了合理的方案[1-4]。

礦體傾角較緩，礦石無(wú)法自溜，需依靠機(jī)械進(jìn)行搬運(yùn)，緩傾斜礦井的空頂較高，頂板日常維護(hù)存在一定困難，根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)多個(gè)緩傾斜復(fù)雜礦體開(kāi)采進(jìn)行統(tǒng)計(jì)房柱采礦法占二分之一，底盤(pán)漏斗采礦法占三分之一，其它主要采用分層充填發(fā)及電耙留礦法，而國(guó)外對(duì)這種類(lèi)型的礦床開(kāi)采主要采用房柱法，其比例高達(dá)三分之二，采用填充法的只占一小部分，其它主要采用人工扒運(yùn)。

對(duì)于緩傾斜厚度變化不均、礦體穩(wěn)定性各異等特點(diǎn)的礦體，其開(kāi)采難度就很大。

筆者結(jié)合自身地下金屬礦開(kāi)采積累的經(jīng)驗(yàn)，就該類(lèi)礦體的采礦方法和安全保障進(jìn)行闡述，供國(guó)內(nèi)外類(lèi)似礦山安全高效開(kāi)采提供借鑒。

1 緩傾斜復(fù)雜礦體采礦方法選擇

1.1 緩傾斜復(fù)雜礦體定義

何為復(fù)雜礦體，主要考慮礦體厚度、礦巖穩(wěn)定性等影響因素。這里將礦體傾角10°以下，礦體厚度變化不均、礦巖穩(wěn)定性不一的礦體定義為緩傾斜復(fù)雜礦體。

1.2 采礦方法選擇基本原則

礦產(chǎn)資源開(kāi)采的基本原則是安全、高效。如何在保障安全的大前提下實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效回收利用是采礦方法確定的重要參照依據(jù)。

1.3 緩傾斜復(fù)雜礦體采礦方法

眾所周知，金屬礦地下開(kāi)采常見(jiàn)的有空?qǐng)龇?、崩落法和充填法。針?duì)不同開(kāi)采技術(shù)條件的礦體，其采礦方法也不是一成不變的。主要考慮從以下方面入手進(jìn)行采礦方法選擇。

（1）將復(fù)雜礦體進(jìn)行劃分歸類(lèi)。礦體賦存條件極少是突然發(fā)生變化的，在確定采礦方法之前，先將礦體按照礦體厚度以及礦巖穩(wěn)定性進(jìn)行分類(lèi)。先按照礦體厚度進(jìn)行劃分，劃分結(jié)束后可進(jìn)行開(kāi)拓、采準(zhǔn)工程具體設(shè)計(jì)；而后分局礦巖穩(wěn)定性分類(lèi)結(jié)果，針對(duì)不同區(qū)域的礦巖穩(wěn)定性采取相應(yīng)的支護(hù)措施。

（2）經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析。采礦方法選擇一方面考慮的是技術(shù)可行，另一方面也需要重點(diǎn)關(guān)注采用該類(lèi)方法后帶來(lái)的礦石損失率、貧化率以及生產(chǎn)能力等綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算模型，將上述指標(biāo)帶入計(jì)算，確定最優(yōu)的采礦方法。

圖1 節(jié)理裂隙掃描

圖2 傾角分布柱狀圖

2 安全保障措施

在確定好采礦方法后，相應(yīng)的開(kāi)拓、采準(zhǔn)工程也陸續(xù)投入。如何實(shí)現(xiàn)地下金屬礦的安全開(kāi)采是綠色礦山建設(shè)的必然要求。該類(lèi)礦體開(kāi)采時(shí)的主要安全保障措施有：

2.1 緩傾斜復(fù)雜礦巖穩(wěn)定性分級(jí)

由于礦巖受斷層、節(jié)理裂隙等影響，單純依靠礦巖硬度分級(jí)不能定量評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性。

目前國(guó)內(nèi)外經(jīng)常采用ShapeMetrix 3D非接觸節(jié)理裂隙掃描系統(tǒng)，配合RMR、Q和BQ等分級(jí)手段對(duì)礦巖穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)合礦巖巖石力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn)可準(zhǔn)確計(jì)算巖體強(qiáng)度，為后續(xù)頂板支護(hù)等提供重要的理論支撐，圖1和2所示為部分研究結(jié)果。

2.2 礦巖頂板分級(jí)支護(hù)

在前述礦巖穩(wěn)定性分級(jí)的基礎(chǔ)上，采用理論計(jì)算、數(shù)值模擬等手段對(duì)頂板支護(hù)類(lèi)型、支護(hù)網(wǎng)度參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)不同的礦巖穩(wěn)定性采取相應(yīng)的頂板支護(hù)措施，一方面能夠保障安全生產(chǎn)，另一方面能夠降低支護(hù)成本。

2.3 緩傾斜復(fù)雜礦體開(kāi)采監(jiān)測(cè)網(wǎng)布置

地壓監(jiān)測(cè)同樣是保障安全的重要手段之一，借助頂板離層儀、鉆孔應(yīng)力計(jì)、微震監(jiān)測(cè)設(shè)備可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開(kāi)采全程的頂板下沉變形、應(yīng)力集中程度，能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)工人作業(yè)和井下設(shè)備運(yùn)行提供重要的參考依據(jù)。

2.4 采空區(qū)隱患消除與治理

緩傾斜復(fù)雜礦體在開(kāi)采結(jié)束后，遺留采空區(qū)要根據(jù)實(shí)際情況，可采用封閉。也可采用廢石或尾砂充填采空區(qū)，一方面消除了采空區(qū)的潛在隱患，另一方面也能夠減少?gòu)U石出坑、尾礦入庫(kù)等，社會(huì)效益顯著。

3 結(jié)論與展望

（1）作者就緩傾斜復(fù)雜礦體的采礦方法選擇進(jìn)行了闡述，提出了劃區(qū)分類(lèi)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析等，同時(shí)就該類(lèi)型礦體開(kāi)采過(guò)程中的安全保障措施提出了意見(jiàn)，以期能為類(lèi)似開(kāi)采技術(shù)條件的礦山提供重要借鑒。

（2）緩傾斜復(fù)雜礦體開(kāi)采方法并不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)礦體實(shí)際情況確定合理的開(kāi)拓、采準(zhǔn)工程。在今后的開(kāi)采過(guò)程中，也應(yīng)因地制宜。