探索金矿盘区机械化采矿技术

刘国栋

摘要：本文主要分析了金矿盘区机械化采矿方法，明确了在金矿盘区机械化采矿的过程中，应该采取的方案和对策，提出了具体的技术措施，希望能够为今后金矿盘区机械化采矿带来参考和借鉴。

关键词：金矿；盘区；机械化采矿技术

前言

在当前金矿的开采过程中，依然需要采取更好的开采方式，金矿盘区机械化采矿的技术，需要我们更加明确开采的技术方法，同时对于机械化的应用，也应该更加的清晰和明确，才能够提高开采的效果。

1、金矿开采技术概述

随着国民经济持续、稳定、快速发展，国家对矿产品的需求量不断增长。我国金属矿床贫矿多，富矿少，小型矿多，大型、特大型矿少的资源特点与国民经济建设高速发展的要求很不适应，加之浅部矿、富矿越来越少，大批矿山逐步转入深部采矿，开采深度不断增加，开采技术条件日趋恶化，采矿难度越来越大，造成资源供需矛盾更加突出。因此向深部及难采矿体开采领域进军，将是发展我国金属矿业开发战略的重要发展方向。

中国黄金矿床开采目前仍以岩金开采为主，伴生金和砂金开采为辅。岩金矿床一般赋存形态复杂，矿体厚度、品位变化较大，分布不均匀，开采条件复杂，岩金矿床的赋存及分布特点决定了采矿方法的多样性。

在中国岩金矿山生产中，以地下开采为主，露天开采为辅。岩金矿山地下开采技术经过多年发展，采矿方法种类较为齐全，出现了部分组合式方案。目前，中国三大类采矿方法在岩金矿山使用比例(空场采矿法∶充填采矿法∶崩落采矿法)约为6∶3∶1。由于矿体赋存条件、矿山规模、企业管理、技术水平、生产现状等因素，以浅孔留矿采矿法为主的空场采矿法仍然是岩金矿山地下开采的主要采矿方法。其次黄金是贵金属，国家一直提倡采用贫化损失指标均较低的充填采矿法;随着黄金价格提高和开采品位降低，崩落采矿法的使用也有所增加。

中国岩金矿床种类繁多，工业类型有10余种，且以石英脉型为主，破碎带蚀变岩型与其他类型为辅。中国黄金资源分布广泛，但是由于各地区成矿地质条件不同及地质程度差异较大，地区分布很不均匀，已探明的金矿资源储量相对集中于中国的东部和中部地区，其储量约占总储量的75%以上，集中分布于山东、河南、吉林、河北、陕西、江西，内蒙古等9个省区。

中国岩金矿床多为不规则脉状、扁豆状、透镜状、网脉状、团块状等，厚度变化范围大，绝大部分为3m以下的薄矿体与极薄矿体;矿体倾角以倾斜和急倾斜为主，矿岩稳固性一般较差。矿床规模上，大型、特大型金矿床少，中小型金矿床多。岩金特大型矿床数量占2%、大型矿床数量占10%、中型矿床数量占17%、小型矿床数量占71%。矿床品位上，富矿少，中等品位多，品位变化大，贫富悬殊。

空场采矿法主要借助于上下盘围岩或预留矿柱来支撑顶板，实现控制或管理空区地压的目的。主要包括全面采矿法、留矿采矿法以及由此演变而来的留矿全面法等。

全面采矿法是黄金矿山开采缓倾斜薄矿体和极薄矿体的一种重要的采矿方法。黄金矿山在应用全面采矿法时，利用该法回采时方便灵活、可以分采分运的特点，一般都在采场内留有不规则矿柱，或留有低品位矿柱、废石夹层等，以支撑顶板和降低矿石贫化率。其主要特点是，机械化水平低，矿块生产能力较小;工人体力劳动繁重，劳动生产率较低;在矿房间柱及顶底柱不能有效回收时，采矿损失率较高。

由于黄金矿山采矿技术不断进步，留矿采矿法在采场结构参数、采准布置、回采工艺以及使用范围等方面，不断改进和完善，形成不少留矿采矿法的变形方案，大幅度地降低采矿损失与贫化，扩大该采矿法的使用范围。留矿采矿法主要缺点是在矿房回采时期，撬顶、二次破碎和平场量大，劳动强度高，作业安全性差。这些作业对于中小型黄金矿山，在现阶段几乎不可能实现机械化作业;回采厚度较大的薄矿脉(2~5m)时，矿柱需用大爆破方法回采，采矿损失与矿石贫化很大;岩金矿山应用留矿采矿法回采后，在地下残留大量的采空区，存在较大安全隐患。中国的岩金矿床中，倾角为30°~35°的倾斜薄矿体占相当大的比重。

2、传统采矿方法

某矿山过去主要采用下向水平分层进路高水固结全尾砂充填采矿法。矿房沿矿体走向布置，长度为50m，中段高度为40m，矿房宽度即为矿体厚度，分层高度3m。采场从上中段大巷水平开始逐层向下回采，下部分层回采作业在上分层的充填体保护下进行，在水平分层内，将采场平均划分为沿矿体走向布置的回采进路，进路长度25m左右，宽2.0~3.0m，高度3.0~3.5m。回采顺序由下盘向上盘(采准天井布置在矿体下盘时，顺序相反)后退式回采。采场回采方式为一步回采，不留矿柱，矿石采出后即对采空区进行充填。

采用该采矿方法存在的问题是采矿效率较低。受回采工艺、充填材料及出矿方式等因素的影响，回采进路的长、宽、高等各项参数已基本固定，矿房每班只有一条进路作业，落矿、出矿、打板墙、充填、挪电耙等工序在时间上需要依次进行，劳动组织形式单一。采场生产能力与相同条件的先进矿山相比，是比较低的。

3、盘区机械化充填采矿法的创新应用

根据该区段内矿体的赋存特点，借鉴其他矿山的成功经验，企业决定对下向水平分层盘区机械化充填采矿法进行试验应用，空区充填选用价格相对低廉的新型尾砂固结材料作为胶结料。

3.1矿房构成要素

试验矿房长度40m左右，阶段高度40m，在垂向上将矿房分为4个分段，分段高度10m。每分段分为3个分层，分层高度3.3m，从上往下逐层回采。在每一分层内，沿矿体走向或垂直于矿体走向布置回采进路，进路长度15~30m，宽度3.0m。

3.2采准工程布置

试验方案采用下盘脉外斜坡道加分段运输巷采准方式。斜坡道采用“之”字形沿矿体走向布置，断面2.8m×2.6m，直线段倾角10°。斜坡道标高到达每个分段高度时，由斜坡道向矿体方向掘进水平分段运输巷。从各分段运输巷垂直于矿体掘进联络巷与采场连通。在采场下盘分层联络巷内布置一条溜井，溜井与四条分段运输巷贯通，作为采场矿毛转运的通道。

3.3回采工艺

采场自上而下顺序回采，分层高度3.3m，每条分段运输巷服务于3个分层，第一分层联络巷以10°倾角上坡掘至矿体，回采上部3.3m矿体;第一分层回采充填结束后，将原分层联络巷以0°倾角前掘至矿体，在上层充填体下回采中部3.3m矿体;第三分层联络巷以-10°角度下坡前掘，回采下部3.3m。分段范围内矿体回采结束后即转到下分段回采。

每分层内进路的布置形式与原采矿方法基本相同，只是矿房可以实现多条进路同时回采。进路布置一般要保证最佳运输距离和采场生产能力，在维持顶板安全的条件下，最多可同时回采30%~50%的工作面。

(1)落矿与出矿。采场崩落的矿石，由铲运机铲到矿石溜井内，经溜井进入下中段外运。

(2)通风。采场通风方式与原采矿方法相同。采场通风采用局部强制通风，局扇安装在采场上部水平大巷新鲜风流处，风筒经人行井、分层电耙道进入采场，冲洗工作面后的污风经原路返回上中段大巷，随大巷主风流进入回风系统。

4、结束语

综上所述，金矿盘区机械化采矿技术的应用，进一步提高了开采的效果，同时机械化的采矿技术的应用，也提高了开采的效率和质量，进一步确保了开采的效果，保证了开采能够更加顺利的进行。

参考文献

[1]周登辉.川口钨矿半风化矿脉群难采矿体采矿方法研究[D].中南大学，2017.6.