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摘要：文章围绕着浅孔留矿采矿法回采工艺问题，对采矿支护技术、新型回采工艺以及矿柱回采方法等进行了分析和探讨。
关键词：浅孔留矿采矿法；回采工艺；技术
中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：
引言
浅孔留矿法是我国地下开采矿山应用最广的采矿方法之一。在急倾斜极薄矿脉为主的钨矿开采中占80%以上;全国1000多座岩金矿山中使用者占85%以上,采矿量占40%左右，有色矿山占15%。随着充填技术进步和高效设备的运用,浅孔留矿法在中厚矿床的应用有缩小趋势,大部分脉状薄矿体使用浅孔留矿法开采过程中,在工艺和技术方面逐步完善。虽然,此法开采时采场因存留部分矿石而积压资金,矿柱回采时采矿两率指标差,采空区需要处理,但采场后生产能力较大,工人劳动生产率较高,采矿成本较低等,更适合中小矿山。
1 采矿支护技术
采场支护的目的：一是防止破碎的上下盘围岩在采矿过程中继续片落,引发不安全事故;二是阻止其在放矿时混入大量废石,导致放矿二次贫化率增大。目前,各矿山根据矿岩条件、破碎程度、材料来源以及支护技术等而选择不同的支护方式。
1.1 砂浆锚杆
水泥加筛分河砂,配比1:1，水灰比0.4~0.45配制水泥砂浆,锚杆使用Φ16~18mm螺纹钢自制,使用普通手持凿岩机钻凿炮眼,眼深与网度视矿岩破碎程度而定，一般1.0m×1.0m，深2~3m，使用自制压气注浆器注浆,然后插入锚杆。这种锚杆固帮技术,对于节理裂隙发育地段,由于有水泥浆充填,可提高岩层自身稳固性。
1.2 涨壳式锚杆
某岩金矿山采场顶板节理厚度在1.5~3.5m之间,用浅孔留矿法回采,根据不同节理厚度使用接杆或不接杆支护。其长度分别为2.0m与4~5m,锚杆直径20mm,支护网度1.0m×1.0m;在采场使用套管接杆凿岩,锚杆支护后减少了混凝土人工矿柱的应用,提高了作业安全性。
1.3 管缝式锚杆
管缝式锚杆属于全长摩擦式锚杆,采场支护后马上可以起到加固作用,是一种立竿见影的支护手段。锚杆长1.8m,外径47mm,使用YSP-45型上向凿岩机凿岩,炮眼打完后马上使用该凿岩机把锚杆送入钻孔,支护网度0.7m×0.7~0.9m×0.9m。
1.4 快硬水泥卷锚杆
选用中16mm螺纹钢自制,长度根据需要而定,锚杆中部需要焊接一个挡浆环,杆体外面还有一个托盘。使用由明矾、石膏、高铝膨胀水泥卷制成快硬水泥卷或外购,其长度为200mm,杆体里面(即挡浆环内)的安装水泥卷长度由锚杆眼长度而定。使用前水泥卷放在水中浸泡2min,然后放入眼内,插入杆体而固定。
此外,在空场采矿法中,根据矿岩条件、采场规格和其它一些情况,可采取特殊支护技术,如喷浆支护、锚网支护及长锚网支护等。
2 新型回采工艺
2.1 留矿全面采矿法
我国岩金矿山中,倾角30°~55°的薄矿体占相当大的比重,尤其小秦岭一带的河南、陕西两省,自20世纪70年代就广泛使用留矿全面采矿法采矿。因为在这类矿床开采中，应用普通留矿采矿法不能借助重力把矿石全部放出,而应用普通全面采矿法因为底板倾角太大，工人作业困难，因此,在生产实践中把留矿采矿法暂留矿石当做继续上采工作台的回采工艺,结合全面采矿法的顶板管理技术和矿石运搬方法,产生一种适合缓倾斜薄矿体新回采工艺——留矿全面采矿法。
2.2 削壁留矿采矿法
削壁留矿采矿法是我国岩金矿山根据矿床开采技术条件及矿山生产要求并由国家资助试验成功的一种新型回采工艺。例如，内蒙古某金矿开采急倾斜石英脉与蚀变岩型金矿床,脉厚0.3~0.5 m,倾角大于60°,矿体形态稳定,矿岩稳固,水文地质条件简单。初期矿山生产能力从100 t/d扩大到250 t/d,而历年使用削壁充填采矿法的采场生产能力8~10 t/d,即使多中段、多采场作业也难以满足生产的要求。因此,选择脉厚0.43 m,长43.5 m,高37 m的采场进行试验研究。削壁充填采矿法是通过掏槽落矿采下矿石并通过采场内的放矿溜井由下部中段放出,削上下盘围岩充填采场而形成工作台;而削壁留矿采矿法则相反,把掏槽崩落矿石先充填采场,为了使采场有足够作业空间而削部分围岩从中间专用的放毛溜井放出,矿房回采结束后再从底部漏斗放出所有矿石,采空区再用废石充填。这是采矿方法的一种发明创造,或是浅孔留矿采矿法的变形方案,更是两种不同回采工艺相结合的一种新型采矿方法。
3 矿柱回采方法
浅孔留矿法回采矿块,一般划分为矿房与矿柱,矿房矿量约占70%,矿柱占30%,矿房用浅孔回采而矿柱一般用中深孔爆破回收。对于3m采场顶柱和上中段4~5m底柱,在矿房回采结束后暂不放矿,以此作为工作平台对顶柱施工垂直平行中深孔,上中段底柱则依靠沿脉巷道或电耙巷道施工垂直上向扇形中深孔,然后,在采场中间部位预先形成一个2m左右的切割槽,以该槽为自由面把本中段顶柱及上中段底柱一次性同时爆破崩落于本采场中。而对于8~12m宽度的矿房间柱,待两边采场放空后以采场联络道为凿岩巷道,以采空区为爆破自由面,施工上向垂直扇形中深孔,也一次性爆破崩落回收。对于此种间柱的回收方法,一般称之为分段空场法。这种矿柱回采方法,作业安全并且效率高,而缺点亦非常明显,尤其矿岩中等稳固以下的矿山危害甚大。因此,一些贵金属生产矿山或矿石品位高的富矿体回采,常用人工矿柱置换矿石矿柱,或采用浅孔留矿法与矿房同步回采。
3.1 人工矿柱
人工矿柱可分为人工底柱和人工间柱。人工矿柱均先于矿房回采,在构筑人工间柱后再用浅孔留矿法回采矿房。人工底柱是在矿房完成所有采准工程后,于采场底部全长与全宽切割2.5~3.0m高度的矿石,在出净矿石之后,在其底面施工一层0.3~0.5m厚的C15或C20号钢筋混凝土,养生后再按正常浅孔留矿法回采。这样的矿房,回采至采场顶柱之后,若上中段也有人工底柱,其3m矿石顶柱与4~5m厚底柱可以用浅孔留矿法回收,对减少损失和贫化以及提高出矿品位具有重要作用。至于人工间柱,可用浅孔留矿法先采4~6m长矿房,待矿石出净后用C20号混凝土可等量掘进废石连续充填,形成混凝土间柱;也有用上向干式充填法先回采间柱,或用块石砂浆砌墙或用混凝土构筑隔墙,其空间充填满废石而形成间柱。这种人工间柱一般在矿石品位最高处构筑,然后,再用浅孔留矿法回收相邻采场。
3.2 矿房和矿柱同步回采
采场顶部矿柱和上中段底柱回采方法是：当矿房回采至顶柱时,首先在一端掘通一个天井至上中段,并切至上下盘边界,本采场顶柱用水平浅孔回收,上中段底柱用上向浅孔分两层后退式回收,分层高度1.5~2.5m。这种阶梯法回收该采场顶柱和上中段底柱的方法简单,可控制好上下盘围岩,从而减少矿石损失和贫化。间柱和矿房一起回收的方法是:当相邻浅孔留矿法采场回采结束后暂不放矿，并用同法回收毗邻采场及间柱，其关键技术一是要严格控制间柱下部的出矿量,有足够爆破空间即可,二是若间柱下部作业空间不足时,应从间柱内侧相邻的放矿口放矿或用炸药抛掷矿石的办法,完成間柱下的平场工作。其具体操作见图1：
图1矿房和矿柱同步回采工艺
a—后退式阶梯回采顶柱和上阶段底柱;b—矿柱和间柱同步回采
1炮眼;2活动梯子;3已结束回采矿房;4正在回采矿房;5间柱;6底柱;7顶柱。
4 结束语
浅孔留矿法所形成的采空区是一个值得研究的课题,目前很大一部分矿山均因开采矿量少或深度浅而未进行治理。采空区体积过大或互相连通其后患无穷。因此,在矿山生产初期就应有一个明确而合理的处理规划,无论是用封、崩、充、撑哪一种方法,应在矿山开发时逐步落实。此外,如何降低浅孔留矿法采矿损失贫化是一项永久性课题,因为其指标没有终点。
参考文献
[1]李明,伍衡山,李蒲姣.浅孔留矿法若干技术问题探讨[J]. 中国矿业. 2003(10)
[2]李明,伍衡山,李蒲姣,欧阳平文.浅孔留矿法在国内黄金矿山应用中的若干技术问题[J]. 铀矿冶. 2004(02)
[3]郭建伟,孙国飞,朱扬明.浅述留矿采矿法在我国的应用[J]. 黄金. 2002(11)
个人简历 ：高峰，男，1983年11月生人，山东省招远市人，毕业于山东科技大学，在招金矿业股份有限公司金翅岭金矿生产科工作，采矿工程师。
关键词：浅孔留矿采矿法；回采工艺；技术
中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：
引言
浅孔留矿法是我国地下开采矿山应用最广的采矿方法之一。在急倾斜极薄矿脉为主的钨矿开采中占80%以上;全国1000多座岩金矿山中使用者占85%以上,采矿量占40%左右，有色矿山占15%。随着充填技术进步和高效设备的运用,浅孔留矿法在中厚矿床的应用有缩小趋势,大部分脉状薄矿体使用浅孔留矿法开采过程中,在工艺和技术方面逐步完善。虽然,此法开采时采场因存留部分矿石而积压资金,矿柱回采时采矿两率指标差,采空区需要处理,但采场后生产能力较大,工人劳动生产率较高,采矿成本较低等,更适合中小矿山。
1 采矿支护技术
采场支护的目的：一是防止破碎的上下盘围岩在采矿过程中继续片落,引发不安全事故;二是阻止其在放矿时混入大量废石,导致放矿二次贫化率增大。目前,各矿山根据矿岩条件、破碎程度、材料来源以及支护技术等而选择不同的支护方式。
1.1 砂浆锚杆
水泥加筛分河砂,配比1:1，水灰比0.4~0.45配制水泥砂浆,锚杆使用Φ16~18mm螺纹钢自制,使用普通手持凿岩机钻凿炮眼,眼深与网度视矿岩破碎程度而定，一般1.0m×1.0m，深2~3m，使用自制压气注浆器注浆,然后插入锚杆。这种锚杆固帮技术,对于节理裂隙发育地段,由于有水泥浆充填,可提高岩层自身稳固性。
1.2 涨壳式锚杆
某岩金矿山采场顶板节理厚度在1.5~3.5m之间,用浅孔留矿法回采,根据不同节理厚度使用接杆或不接杆支护。其长度分别为2.0m与4~5m,锚杆直径20mm,支护网度1.0m×1.0m;在采场使用套管接杆凿岩,锚杆支护后减少了混凝土人工矿柱的应用,提高了作业安全性。
1.3 管缝式锚杆
管缝式锚杆属于全长摩擦式锚杆,采场支护后马上可以起到加固作用,是一种立竿见影的支护手段。锚杆长1.8m,外径47mm,使用YSP-45型上向凿岩机凿岩,炮眼打完后马上使用该凿岩机把锚杆送入钻孔,支护网度0.7m×0.7~0.9m×0.9m。
1.4 快硬水泥卷锚杆
选用中16mm螺纹钢自制,长度根据需要而定,锚杆中部需要焊接一个挡浆环,杆体外面还有一个托盘。使用由明矾、石膏、高铝膨胀水泥卷制成快硬水泥卷或外购,其长度为200mm,杆体里面(即挡浆环内)的安装水泥卷长度由锚杆眼长度而定。使用前水泥卷放在水中浸泡2min,然后放入眼内,插入杆体而固定。
此外,在空场采矿法中,根据矿岩条件、采场规格和其它一些情况,可采取特殊支护技术,如喷浆支护、锚网支护及长锚网支护等。
2 新型回采工艺
2.1 留矿全面采矿法
我国岩金矿山中,倾角30°~55°的薄矿体占相当大的比重,尤其小秦岭一带的河南、陕西两省,自20世纪70年代就广泛使用留矿全面采矿法采矿。因为在这类矿床开采中，应用普通留矿采矿法不能借助重力把矿石全部放出,而应用普通全面采矿法因为底板倾角太大，工人作业困难，因此,在生产实践中把留矿采矿法暂留矿石当做继续上采工作台的回采工艺,结合全面采矿法的顶板管理技术和矿石运搬方法,产生一种适合缓倾斜薄矿体新回采工艺——留矿全面采矿法。
2.2 削壁留矿采矿法
削壁留矿采矿法是我国岩金矿山根据矿床开采技术条件及矿山生产要求并由国家资助试验成功的一种新型回采工艺。例如，内蒙古某金矿开采急倾斜石英脉与蚀变岩型金矿床,脉厚0.3~0.5 m,倾角大于60°,矿体形态稳定,矿岩稳固,水文地质条件简单。初期矿山生产能力从100 t/d扩大到250 t/d,而历年使用削壁充填采矿法的采场生产能力8~10 t/d,即使多中段、多采场作业也难以满足生产的要求。因此,选择脉厚0.43 m,长43.5 m,高37 m的采场进行试验研究。削壁充填采矿法是通过掏槽落矿采下矿石并通过采场内的放矿溜井由下部中段放出,削上下盘围岩充填采场而形成工作台;而削壁留矿采矿法则相反,把掏槽崩落矿石先充填采场,为了使采场有足够作业空间而削部分围岩从中间专用的放毛溜井放出,矿房回采结束后再从底部漏斗放出所有矿石,采空区再用废石充填。这是采矿方法的一种发明创造,或是浅孔留矿采矿法的变形方案,更是两种不同回采工艺相结合的一种新型采矿方法。
3 矿柱回采方法
浅孔留矿法回采矿块,一般划分为矿房与矿柱,矿房矿量约占70%,矿柱占30%,矿房用浅孔回采而矿柱一般用中深孔爆破回收。对于3m采场顶柱和上中段4~5m底柱,在矿房回采结束后暂不放矿,以此作为工作平台对顶柱施工垂直平行中深孔,上中段底柱则依靠沿脉巷道或电耙巷道施工垂直上向扇形中深孔,然后,在采场中间部位预先形成一个2m左右的切割槽,以该槽为自由面把本中段顶柱及上中段底柱一次性同时爆破崩落于本采场中。而对于8~12m宽度的矿房间柱,待两边采场放空后以采场联络道为凿岩巷道,以采空区为爆破自由面,施工上向垂直扇形中深孔,也一次性爆破崩落回收。对于此种间柱的回收方法,一般称之为分段空场法。这种矿柱回采方法,作业安全并且效率高,而缺点亦非常明显,尤其矿岩中等稳固以下的矿山危害甚大。因此,一些贵金属生产矿山或矿石品位高的富矿体回采,常用人工矿柱置换矿石矿柱,或采用浅孔留矿法与矿房同步回采。
3.1 人工矿柱
人工矿柱可分为人工底柱和人工间柱。人工矿柱均先于矿房回采,在构筑人工间柱后再用浅孔留矿法回采矿房。人工底柱是在矿房完成所有采准工程后,于采场底部全长与全宽切割2.5~3.0m高度的矿石,在出净矿石之后,在其底面施工一层0.3~0.5m厚的C15或C20号钢筋混凝土,养生后再按正常浅孔留矿法回采。这样的矿房,回采至采场顶柱之后,若上中段也有人工底柱,其3m矿石顶柱与4~5m厚底柱可以用浅孔留矿法回收,对减少损失和贫化以及提高出矿品位具有重要作用。至于人工间柱,可用浅孔留矿法先采4~6m长矿房,待矿石出净后用C20号混凝土可等量掘进废石连续充填,形成混凝土间柱;也有用上向干式充填法先回采间柱,或用块石砂浆砌墙或用混凝土构筑隔墙,其空间充填满废石而形成间柱。这种人工间柱一般在矿石品位最高处构筑,然后,再用浅孔留矿法回收相邻采场。
3.2 矿房和矿柱同步回采
采场顶部矿柱和上中段底柱回采方法是：当矿房回采至顶柱时,首先在一端掘通一个天井至上中段,并切至上下盘边界,本采场顶柱用水平浅孔回收,上中段底柱用上向浅孔分两层后退式回收,分层高度1.5~2.5m。这种阶梯法回收该采场顶柱和上中段底柱的方法简单,可控制好上下盘围岩,从而减少矿石损失和贫化。间柱和矿房一起回收的方法是:当相邻浅孔留矿法采场回采结束后暂不放矿，并用同法回收毗邻采场及间柱，其关键技术一是要严格控制间柱下部的出矿量,有足够爆破空间即可,二是若间柱下部作业空间不足时,应从间柱内侧相邻的放矿口放矿或用炸药抛掷矿石的办法,完成間柱下的平场工作。其具体操作见图1：
图1矿房和矿柱同步回采工艺
a—后退式阶梯回采顶柱和上阶段底柱;b—矿柱和间柱同步回采
1炮眼;2活动梯子;3已结束回采矿房;4正在回采矿房;5间柱;6底柱;7顶柱。
4 结束语
浅孔留矿法所形成的采空区是一个值得研究的课题,目前很大一部分矿山均因开采矿量少或深度浅而未进行治理。采空区体积过大或互相连通其后患无穷。因此,在矿山生产初期就应有一个明确而合理的处理规划,无论是用封、崩、充、撑哪一种方法,应在矿山开发时逐步落实。此外,如何降低浅孔留矿法采矿损失贫化是一项永久性课题,因为其指标没有终点。
参考文献
[1]李明,伍衡山,李蒲姣.浅孔留矿法若干技术问题探讨[J]. 中国矿业. 2003(10)
[2]李明,伍衡山,李蒲姣,欧阳平文.浅孔留矿法在国内黄金矿山应用中的若干技术问题[J]. 铀矿冶. 2004(02)
[3]郭建伟,孙国飞,朱扬明.浅述留矿采矿法在我国的应用[J]. 黄金. 2002(11)
个人简历 ：高峰，男，1983年11月生人，山东省招远市人，毕业于山东科技大学，在招金矿业股份有限公司金翅岭金矿生产科工作，采矿工程师。