关于无底柱分段崩落采矿法贫化损失的分析

时间：2024-11-06

李露

(中国华冶科工集团天津第三分公司，内蒙古巴彦淖尔 014423)

无底柱分段崩落采矿法具有高机械化、高强度、高安全性、低成本等一系列优点，自20世纪60年代在我国矿山开始使用以来，得到快速推广应用。矿石的贫化和损失是无底柱分段崩落法中最重要的技术经济参数，它的高低对于采矿的经济效益有着直接影响，也在一定程度上反映出矿山设计生产运营过程中存在的种种问题。因此，如何管控好这两个指标具有极重要的意义[1-3]。

1 概况

我矿矿体的直接顶底板围岩为片麻岩，部分矿体的矿头直接被第三系粘土岩或砾岩覆盖。已发现的矿体均为盲矿体，第四系覆盖层较厚，主要矿体埋深在100m以下，适合地下开采。矿体围岩稳固性在中等以上，倾角在58°以上，为急倾斜矿体,厚度在2m～55m之间，矿石化学成分较为简单，主要有益组分为铁，其他有益元素含量极少。该区矿体夹石层数较多，厚度也比较大，一般在10m左右，最大可达22m。矿体的构造受到存在的褶曲、裂隙、劈理、断层、破碎带、节理、应力等的影响，构造比较复杂。根据矿体赋存条件，采矿方法为无底柱分段崩落法。

2 矿石贫化、损失的主要原因

2.1 地质测量资料不准确造成的贫化与损失

我矿矿体形态复杂，矿体夹石层数较多，断层结构较难确定，如果地质人员的地质素描编录工作无法做到细致精确，没有及时准确地圈定矿体，再加上矿石界线由人为来推测，必定会有一定的误差，从而致使采准工程布置不够合理，造成回采过程中的矿石损失量和废石混入量。

2.2 边界品位的确定不当引起的贫化、损失

边界品位是区分矿石与废石的临界品位，边界品位过高会过多地损失可选矿石，过低又会让废石大量混入。所以，能否合理地确定边界品位关系到矿山矿产资源能否最优利用，也关系到贫化损失的高低。

2.3 采矿结构参数不合理引起矿石的贫化、损失

分段高度、回采巷道间距、崩矿步距是影响矿山采矿成本及矿石损失贫化的三个主要结构参数，这三个参数是相互联系与制约的，它们之间有一个最佳值，能使矿石回收及贫化率达到最佳，任何一个参数都不能单独存在最佳值，只有相互配合的最佳。选择的结构参数不够合理，会加剧正面脊部矿石量的损失，在下一个分段也往往无法过多回采出这部分损失的矿石。

2.4 现场管理不到位、出矿不均匀引起矿石的贫化、损失

由于爆破技术人员管理不到位，导致爆破效果不够理想，使大块比预期多，从而为出矿带来较多的困难，同时眉线口遭到破坏，无法均匀落矿，会废石混入比预期提前，往往还会引发爆破事故，如立墙、悬顶、拒爆等，以上这些方面都将增大矿石的贫化、损失[4-6]。

出矿时出到一定数量后，随着废石的混入，贫化也渐渐加大；为避免这种情况的发生，到达截止出矿品位后要立即停止出矿。另外出矿时出矿工未遵守出矿下达的任务单里的要求出矿，使矿石的落矿椭球体偏移，落矿椭球体两侧的废石提前进入出矿漏斗，提前产生贫化和损失。

2.5 凿岩参数不合理引起的贫化损失

爆破孔的底部距离太大，过度生长的矿块太大，这会影响矿石的流动性，也可能导致悬浮天花板和垂直墙的出现。如果炮孔孔底距过大，崩落的矿石块度也会增大，这样会对矿石的流动性造成影响，也大大增加了悬顶、立墙发生的概率；炮孔孔底距过小，会增加粉矿的产生，在运输过程中造成粉矿的流失，同时爆破时，炸药威力作用于炮孔之间，易将炮孔击穿，产生立墙。炮孔的边孔角度过小，根据放矿理论可知崩落的矿石会无法流出，容易过度挤压使边角孔产生拒爆，而且角度小的炮孔放炮后容易被矿堆埋住，造成下次爆破困难，从而造成了矿石的损失。

3 降低矿石贫化、损失的措施

（1）加强地质管理工作,提高地质资料准确性。矿山地质人员绘制素描图时要对地质情况进行细致勘察,根据矿床的地质条件、厚度、品位的变化情况等及时改进取样工作，最大限度地保证地质资料的质量和精度。合理的确定边界品位，正确且有依据的圈定矿体，在最小误差范围内控制矿体形态质量，为开采设计提供可靠的地质资料和现场服务，减少废石混入量和矿石损失量。同时地质人员应提供合理准确的矿体品位、清晰的矿体产状，对矿石品位不确定、矿体基本特征不清、资料不全的信息不提供。

确定采场的围岩品位及放矿截止品位，在探矿工作中坚持探采结合，探矿设计尽量考虑能为采矿所用，在矿体形态变化大或矿体尖灭处，探矿网度加大。在回采过程中，进一步加强地质测量工作，为进一步明确采区地质资料做详细的记录，保证矿山工作和后续工作安全可靠的完成。

（2）合理的选择结构参数。特别是要合理确定分段高度，进路间距和崩矿步距，使崩落矿石形状与放出体形状相适应，已期矿石回收率达到最高。收到矿山地质资料时，设计人员在细致研究后必须到现场核对，做到有的放矢，设计过程中应进行多方案对比，保证所选方案安全可靠，技术可行，经济合理。巷道的掘进与采准工作必须严格按照设计进行施工，技术测量人员对凿岩工要严格进行现场交底，及时放好中腰线，同时把控好质量管理，使上下分段的回采巷道成菱形状交错布置。

（3）合理确定爆破参数。提高每一次爆破质量，避免破坏眉线，不产生立墙和悬顶。根据现场多年爆破经验和施工设备性能，现将本矿最小边孔角确定为45°,这样在保证炮孔质量的前提下，在放矿槽边壁上的矿石可全部放出，且能避免边孔被矿堆掩埋现象的发生；将排距定为1.5米，孔底距为2米，这样能使爆破矿石破碎均匀，避免块度过大，废石在能崩落下来的前提下适当提高其孔底距；炮孔充填长度由爆破技术人员现场根据矿岩性质、炸药性能和抵抗线的大小等来确定，保证眉线质量，这样能在一定程度上避免废石提前混入，改善爆破效果。

（4）加强现场出配矿管理。无底柱分段崩落法是在上覆岩层下放矿，在放矿过程中要妥善处理放矿计划和放矿方案两者之间的关系。对放矿及时进行调控。爆破技术人员确定每个步距的计划出矿量和截止出矿品位，并对有关人员进行现场交底；出矿人员严格执行放矿计划图表和出配矿管理制度，在回采进路端部全宽面上均匀出矿，使崩落的矿石能够均匀下落，减少矿石损失；到截至品位后及时停止出矿，减少矿石贫化。

（5）及时清理地表土覆盖层，用废石充填，使覆盖层变为废石覆盖层，覆盖层中的岩石块度要适当大，并采取措施防止表土下渗，这样能在一定程度上避免因覆盖层导致的矿石提前贫化损失。

（6）加强残矿回收管理。随着科学技术的不断发展与现代化采矿工艺的更新及进步，以前被视为废石的贫矿，其中一部分已经能够带来可观的经济效益，重新回收这一部分矿石，能够较大提高采场回收率，降低矿石的损失率，但随着损失率的降低，贫化率会有所增大。所以，应该充分考虑现有的采矿工艺水平与管理能力，制定合理的回收方案，做到残矿回收最优化。