无底柱分段崩落采矿法矿石的损失与贫化.doc

浅议无底柱分段崩落采矿法矿石的损失与贫化
摘要：本文主要从设计和生产两方面探讨了无底柱分段崩落采矿法矿石的损失与贫化的相关内容。
关键词：无底柱分段崩落采矿法；矿石损失；贫化；措施
中图分类号：tf041文献标识码： a 文章编号：
矿产开采过程中矿业主最为关心的两个问题无非就是矿石的损失和贫化了，在当前的矿产开采过程当中，存在着众多的因素导致了矿产的损失和贫化，下面我就根据个人经验简要的探讨下。
１设计中损失
１．１采矿方法选择不当
当矿体赋存条件、矿岩力学性质与无底柱分段崩落法的要求不相符时，矿石损失率将增高，如在倾角较缓的矿体中采用无底柱分段崩落法垂直走向布置回采进路时，其结果是上分段靠近底盘三角带的矿石，因受底盘岩石的贫化影响，不能在下分段进路中采出，靠近顶盘三角带的矿石因崩落矿层高度减低，另外，在掘进切割巷道形成切割槽过程中，都将使矿石损失与贫化增加。沿走向布置时，这两部分的损失贫化指标也比正常条件时差，国内一些矿山在这方面的教训不少。
１．２采准切割巷道的布置不合理
采准切割巷道应根据矿体赋存条件合理布置，否则将使矿石损失率增高，此外，若回采进路没有严格按菱形布置也会增大矿石的损失贫化，当回采进路通过巷道交叉口时，落矿时因崩落矿石涌入两侧巷道将炮孔埋住，不能正常崩矿，必须增大崩矿步距，这也是增大矿石损失贫化的原因。司家营铁矿在回采进路联络巷道时，一次爆破３排炮孔，崩矿量为１４００ｔ，实际采出矿石仅５００ｔ，矿石损失率达７４％，贫化率为１８％。当然回采下分段时部分残留矿石尚可回收，但由于贫化增大，其回收矿量是有限制的。
１．３采场结构参数选择不合理
实践表明，采场结构参数对放出体的发育和矿石损失贫化指标的影响很大，若分段高度、进路间距、崩矿步距等参数与放出体参数不符，将使矿石贫化率高，另外，采场结构参数必须和凿岩设备的性能相适应，否则损失贫化也要增加。如大庙铁矿在使用ｂｂｃ－ｄｏｆ重型凿岩机的条件下，曾将８６１水平的分段高度由１０ｍ增至１５ｍ，从采准工程量看可减少２０％，但由于炮孔深度过大，凿岩效率显著降低，炮孔合格率下降，爆破效果变差，经常发生悬顶、立槽等爆破事故，使矿石损失率增高，由此可见，在一定技术设备水平的条件下，不易过分增大分段高度。崩矿步距对矿石损失贫化指标也有较大影响，若崩矿步距过大，则矿石损失率增大，若过小，则矿石贫化率增高。
１．４覆盖岩层
覆盖层厚度越大，其下部松散矿石间的摩擦阻力和抗剪能力越大，放出体也就越瘦。反之，覆盖层越薄，放出体越肥大。覆盖层块度的大小与放矿指标的好坏有直接关系，当覆盖层的块度大于矿石块度时，能获得较好的矿石损失贫化指标，如块度较小或细粒岩石比重大时，矿石损失贫化指标将恶化。如崩落区地表覆盖有较厚的黄土层，需要特别值得注意，若处理不当，则不仅影响生产，还可能造成重大安全事故。
黄土的粒度很细，在放矿过程中流动速度极快，极易沿废石或矿石的间隙迅速流至放矿口，遇水时变成黄泥，量少时将使铲斗、车斗中粘上很厚的一层黄泥，量多时巷道中积满泥浆，从而增加装卸工作的困难，影响出矿设备的运行，使出矿效率显著降低。据板石沟铁矿统计在这种条件下，ｚｙｑ－１４型装运机在５０～８０ｍ运距内，往返一次的时间从５分钟增至１０～１５分钟，由于从采场运出的矿石含有大量泥浆，当将其倒入溜井后，易造成溜井堵塞或发生 “跑溜”事故，此外还将影响地面运轨效率。更严重的是在雨季，大量黄泥含水饱和后极易穿过崩落矿岩突然涌入进路，造成巷道堵塞和发生重大设备人身事故，采区距地表越近问题越严重，如安徽铜陵铜山铜矿，矿体一般距地表４０～５０ｍ，最小约１０ｍ，覆盖层为风化矽卡岩和黄土层，黄土层厚而细，－０．０７４ｍｍ以下占５０％，含水饱和后流动性很大，用低分段无底柱分段崩落法回采，地表已陷落，在雨季该矿曾先后发生３次黄泥突然涌入进路事故，涌入量少时约１４０ｍ３，最多达６００００ｍ３以上。由于含饱和水的黄泥流动性大，压力高，涌入时极难控制，不但将巷道全部堵塞，而且破坏风水管路和采矿设备，并造成重大伤亡事故，因此，地表土层厚度对应用无底柱分段崩落采矿法是不利的，严重影响矿石的损失与贫化。
２生产损失
２．１巷道施工质量差
进路规格不符合要求，将影响放出椭球体的正常发育。底板不平除影响凿岩质量和爆破效果外，还会影响铲、装设备的出矿效率，若切割天井开凿深度不够，则将影响切割质量，造成悬顶事故。进路掘进方向偏差大时，上、下分段进路不能严格呈菱形布置以及装矿不便等，这些都将使矿石损失和贫化指标产生不同程度的影响。
２．２中深孔合格率低及爆破效果差
在导致生产损失的各种因素中，凿岩爆破质量差尤其是中深孔质量差是极为重要的因素，如符山铁矿８２０水平以上矿石的生产损失为３３．７２％，究其原因主要是中深孔合格率低，以８２０水平９＃采场中的６条进路的中深孔验收数字为例，采场实际炮孔总延米数仅为设计的９１％，其中深度和倾角全部合格的仅为４．４％。这是造成经常发生悬顶、立槽等爆破事故的主要原因，必然引起矿石的大量丢失。爆破后的矿石中粉矿含量越高，含水量越大，爆破挤压越密实，放出体就越瘦小，脊部损失就会增多。另外，装药量不足，爆破施工和爆破不正确，也同样影响爆破效果，使矿石损失率增高。因此，提高凿岩爆破质量，是减少矿石生产损失的重要措施。
２．３回采顺序不合理
实践表明，当多条进路齐头后退回采 （即各进路回采工作面呈一条直线）时，矿石损失率、贫化率显著降低。反之，如分头后退回采，特别是滞后较远的单条进路，其崩落矿石的四周为废石所包围，矿岩接触面大，放矿时废石易乘隙渗入将矿石裹在废石中，造成早期贫化，从而增加矿石损失。因回采顺序不合理，而使前、后回采工作面相距较远时，则地压增大易造成进路冒顶，导致大量丢矿。为此，一定要按采掘计划进行回采。
２．４进路冒顶和眉线塌落
进路冒顶也是造成矿石的重要因素之一，造成进路冒顶的原因有：１）顶盘围岩崩落不及时形成压力转移在进路顶板处产生应力集中；２）矿石节理发育，构造复杂，矿体支撑能力差；３）装药结构不合理、起爆顺序不当。如符山铁矿四矿体西区，由于对顶盘围岩处理不利，再加上矿石节理发育，致使进路冒顶事故经常发生，矿石损失严重。以８２０水平为例，其冒顶损失达１６．１％，占生产损失的４６．３％，占总损失率的３７．４％，不仅如此，进路冒顶还将严重影响生产的正常进行和人员、设备的安全，当爆破和出矿时，不注意保护眉线，使后排炮孔不能正常装药，也将造成矿石损失。放矿口尺寸 （即眉线的宽度），放矿口越宽，松散矿石流动性好，大块堵塞的机率小，放出体越发育，放出椭球体就越完整，矿石的损失率越小。
２．５放矿管理制度不健全或贯彻执行不力
铲装深度和宽度对椭球体形态有较大影响，铲装深度越大，椭球体纵向越发育。铲装宽度越大，椭球体横向越发育。如不按设计规定的铲装方式出矿，不按规定的放矿顺序装矿，放矿时不及时处理大块，不严格掌握放矿截止品位和每次出矿量，都将影响矿石的损失贫化指标。当在放矿口一侧有大块堵塞时，矿石只能由另一侧放出，将影响放出体的发育。但大块在中间堵塞时，矿石由两侧流出，将使放出体变得肥大和改善放矿条件。
３降低损失贫化的主要措施
综上所述，影响矿石损失贫化的因素很多，因此，在研究与解决矿石损失贫化问题时，要因地制宜，分析原因，找出措施。多年来，国内各矿山为改善矿石损失贫化指标做了不少工作，取得了一定成绩。目前，降低损失贫化的主要措施：
1）加强生产勘探、地质素描和矿石取样工作，弄清矿体赋存条件、边界、地质构造和矿石品位分布，及时为设计提供详细和可靠的地质资料；
2）在考虑选用无底柱分段崩落法时，仔细考查矿体的地质条件，当地质条件与该采矿方法使用条件不符时，应与其他采矿方法进行详细的技术经济指标比较后再确定；
3）加强技术管理。进行矿块设计时要根据放出体形态正确选择采场结构参数和凿岩爆破参数。合理布置进路和选择切割槽位置。正确安排采掘生产计划，准确掌握和控制矿石质量与放矿截止品位。根据生产统计资料，分析设计损失的原因，提出改进措施；
4）建立健全生产管理制度，严格验收制度，如炮孔质量验收制度，井巷验收制度，出矿管理制度，矿石质量管理规程和制度，以及各种岗位责任制等；
5）加强矿山生产原始资料的统计与管理工作，尤其是要加强矿石产量和质量的管理工作，建立台账，准确掌握矿石储量和质量的变化情况，逐步提高计算精度，根据有关资料，定期分析研究，及时发现和解决生产中存在的问题；
6）详细记录设计损失和生产损失矿石的所在部位，并在下分段的设计图上标明，以便利用覆盖岩石下放矿的特点，在下部分段尽可能回收开采上部分段的残留矿石。无底柱分段崩落法的特点，是在进路两侧脊部以上残留的矿石，在下一分段可以回收，进路正面损失的矿石可在下两分段回收。
结语
降低损失贫化指标，提高经济效益是现在乃至将来采矿业所面临的一个重要课题。分析和研究其产生的原因，并针对不同情况采取有效的措施，对降低矿石的损失贫化，节约利用矿产资源具有十分重要的意义。
参考文献：
［１］ 熊国华，赵怀遥．无底柱分段崩落法 ［ｍ］．冶金工业出版社，１９８８（０７）．
［２］ 郑开顺，程潮铁矿矿石损失贫化影响因素调查分析 ［ｍ］．《武汉船舶职业技术学院报》，２００６（５）．
［３］ 宋洪勇，明世祥，张志军．放矿步距与端部放矿放出体的合理匹配关系研究 ［ｊ］．《采矿技术》，２００７（４）
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