自然崩落法采矿在小型矿山应用分析1.doc

自然崩落法采矿在小型矿山的应用分析 万相宗 安徽省铜陵县牛山矿业有限责任公司 自然崩落法是一种生产能力大、成本低的采矿方法，同时它又是一种技术含量高、生产管理水平高、对矿体开采技术条件要求严格的采矿方法。目前这种采矿方法在国外和我国少部分大中型矿山在使用，在小型矿山很少使用。因为这种方法应用的局限性较大，还难以成为一种广泛应用的采矿方法，只能在一定的条件下适合应用。 关键词：自然崩落法 开采技术条件 局限性 自然崩落法是一种大规模和低成本的采矿方法，其生产能力大，开采成本低，是能与露天开采经济效益媲美的高效地下采矿方法。在一些国家，该采矿方法的工艺已趋于成熟，被应用于厚大矿体的开采。特别是那些特厚大、低品位的矿体，采用这种方法开采，能获得比较好的经济效益。 我国于20世纪60年代在云南易门铜矿、山东莱芜铁矿开展过自然崩落法的采矿试验，用于开采松软破碎矿体。20世纪80年代以来，国内许多科研单位分别在金山店铁矿、镜铁山铁矿、漓渚铁矿和铜矿峪铜矿等矿山开展自然崩落法的试验研究，已在理论研究和工程实践方面取得了重大进展。 目前应用自然崩落法采矿的适用条件主要是针对一些大中型矿山，而对于中小型矿山却是一个空白。下面我结合一个小型矿山对自然崩落法采矿方法的成功运用，来探讨一下自然崩落法采矿方法的的适用条件。对下一步自然崩落法采矿方法在小型矿山的应用也许能提供一些参考和借鉴。 1.自然崩落法采矿方法的基本理论 自然崩落法自1895年在美国诞生以来，迄今已有100多年的历史。因其生产能力大，开采成本低，是唯一能与露天开采经济效益相媲美的采矿方法，而备受各国采矿工作者青睐。在美国、智利、加拿大、南非、菲律宾、澳大利亚、赞比亚、俄罗斯等一些矿业大国的大型矿山得到了初步应用。 1.1自然崩落法采矿方法的原理 自然崩落法，也称矿块崩落法，是在拉底空间上，依靠矿体自身的软弱结构面，在自重应力、次生构造应力的作用下，使其进一步发展失稳崩落，通过底部的放矿使上部的矿岩逐渐崩落，直至上一个阶段或崩透地表的过程。 自然崩落法崩落原理是：在易于自然崩落的矿体中，利用矿体本身所固有的节理裂隙分布特征和低强度特性，在矿块底部进行一定面积的拉底形成矿石冒落的自由面，必要条件下辅以巷道、深孔割帮，削弱矿块与周围矿石及围岩的联系等诱导工程，改变矿体内应力的分布状态，促使矿石按要求逐渐产生破坏、失稳并借助矿体重力场的作用，自然崩落成适宜的矿石块度，达到最终落矿的目的。拉底工作是自然崩落法产生自然崩落的必然前提条件，它对矿体的崩落有着十分重要的影响。所谓拉底是指在出矿工程上部，整体岩体的下端，人工爆破开挖出有效空间，待该空间的连续水平面积足够大时，引起岩体发生崩落的系统工程。矿块大面积拉底后，破坏了矿块内矿体的应力平衡，引起应力重新分布，必然形成新的自然平衡拱，拱内矿石因受重力作用而周期性脱落。 1.2自然崩落法采矿方法的适用条件 目前应用自然崩落法采矿的适用条件是：①矿体必须厚大，具有足够大的开采规模；②矿化较均匀，矿体内夹石含量不宜多；③矿体必须是易于破碎的岩体；④地表允许塌陷。 前两项是矿体地质条件，是应用自然崩落法的基本条件；后两项是岩体物理性质条件和环境开采条件，是应用自然崩落法的必要条件。如何利用岩体自身特性，利用地应力，利用工程控制来进行自然崩落是岩石力学在采矿中的具体应用，也是自然崩落法的技术关键。 2.自然崩落法在铜陵县牛山矿业公司3#矿体的运用 2.1矿体的地质条件 铜陵县牛山矿业有限责任公司3#矿体属于小型铁矿体，总储量约为40万吨。位于牛山矿段94线至100线之间，走向135o，矿体宽10～25m不等，长约100m，矿体倾向北东，倾角近直立，矿体赋存标高为+63～-29m。矿体为褐铁矿，较松散不稳定，矿石品位较稳定，Fe在40%～55%之间，矿体不含水。 矿体呈墙状产出，矿体基本上控制在石炭系黄龙组与船山组之间，上盘围岩溶蚀少，较稳固，下盘围岩有较多溶洞发育，且溶洞均被矿岩充填，稳定性差。 该矿体虽小，但较适宜进行自然崩落法开采。 2.2自然崩落法的运用 铜陵县牛山矿业有限责任公司3#矿体于2005年初开始基建，生产规模为6万吨/年，划分为0m和-20m二个中段。至2006年底中段形成，但未形成采矿能力。 2.2.1自然崩落法采矿方法的选用 该矿体原设计方案为房柱法采矿方法。原方案有以下几个缺点，不能作为对该矿体开采的方法： 1、矿石结构松散，点柱预留不住，不能支撑顶板。 2、顶板也是矿石，结构松散易垮落，形成不了矿房。 3、从安全的角度看，作业人员在空区内作业，安全性差。 根据3#矿体的赋存情况，结合国内外必威体育精装版的采矿方法的研究成果。经与设计院专家进行论证，大家一致同意对3#矿体采用自然崩落法进行开采。 3#矿体选择的有底柱自然崩落法采矿方法,