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极薄矿脉开采中的削壁充填法

引言

在矿产资源开采领域，极薄矿脉的开采一直是个难题。极薄矿脉，一般指厚度小于1米的矿脉，这类矿脉在我国贵金属和有色金属矿山中占有一定比例。随着矿产资源的不断开发，易采的厚大矿体逐渐减少，极薄矿脉的开采愈发重要。削壁充填法作为开采极薄矿脉的一种干式充填法，在采矿领域发挥着举足轻重的作用。其独特的回采方式，即分别崩落围岩和矿石，采下矿石经溜井放出，崩落的废石则存留在采空区进行充填，支撑围岩并作为回采工作平台，使得它成为极薄矿脉开采的关键技术之一，为有效开发这类矿产资源提供了重要手段，也因此备受采矿工程师们的关注。

一、基本特征及适用条件

削壁充填法作为一种独特的采矿工艺，是专门用于开采极薄矿脉的干式充填法。在回采过程中，它有着区别于其他采矿法的显著特征。在作业时，会分别崩落围岩和矿石，采下的矿石会经溜井放出，而崩落的废石则存留在采空区进行充填，这一过程有着多重意义。一方面，废石充填能够有效支撑围岩，防止围岩因采空而发生垮塌，保障采矿作业的安全进行；另一方面，充填后的废石堆还作为回采工作平台，为后续的采矿作业提供了稳定的操作空间。

在自下而上分层回采时，先采矿石还是先采围岩需要根据具体条件灵活决定。当矿石易于采掘，且有用矿石不易在开采过程中因震动等原因脱落，就可以先采矿石；反之，若围岩比矿石更稳固，或者矿石在开采时容易因震动等因素而受到破坏，则先采围岩。一般来说，开采急倾斜矿脉时，若围岩稳固条件较好，通常先崩落矿石；而当围岩稳固条件差时，为了保障开采安全和顺利进行，应先崩落围岩。在开采缓倾矿脉时，通常先崩落围岩，若矿石稳固性差，则应崩落顶板围岩。

这种采矿方法适用于特定的矿体条件。它要求矿脉产状稳定，这样才能保证在开采过程中，采矿工艺能够按照既定的方案顺利实施，不会因为矿脉的不稳定而频繁调整开采方式，影响开采效率和安全性。同时，矿脉与围岩接触明显且易于分离，这使得在分别崩落围岩和矿石时能够较为准确地操作，减少矿石与围岩的混杂，提高矿石的纯度。围岩不含矿或矿化少也是削壁充填法适用的重要条件之一，否则，在崩落围岩进行充填时，可能会导致大量低品位矿石混入，降低整体矿石的质量和价值。此外，该方法主要适用于矿脉厚度在0.2-0.7m的极薄矿脉，对于这类矿脉，削壁充填法能够在保障开采安全的前提下，最大限度地回收矿产资源。

二、采场结构参数

采场结构参数的合理确定对于削壁充填法的高效、安全开采至关重要，这些参数直接影响着采矿作业的各个环节，包括开采效率、矿石回收率以及作业安全性等。

?矿房布置方向：一般沿矿体走向布置。这种布置方式能够充分利用矿体的走向特点，便于采矿设备和人员在采场内的作业。沿走向布置矿房，可使采准工程如运输平巷、通风天井等的布置更加合理，有利于矿石的运输和通风系统的构建，减少运输成本和通风阻力。在实际开采中，若矿体走向较为规则且稳定，沿走向布置矿房能够更好地控制开采进度和质量，提高采矿效率。

?阶段高度：通常在30-50m之间，具体数值会随围岩稳固程度和矿体形态而变化。围岩稳固性是确定阶段高度的关键因素之一。若围岩稳固性好，能够承受较大的采空区暴露面积和压力，阶段高度可以适当增大，这样可以减少采准工程的数量，降低开采成本。相反，若围岩稳固性差，为了防止围岩垮塌，保障开采安全，阶段高度则应减小。矿体形态也会对阶段高度产生影响，若矿体形态复杂，变化较大，为了更好地适应矿体变化，准确开采矿石，阶段高度也需要相应调整。

?矿房长度：一般为40-60m，其长度主要取决于工作面的顶板和上盘围岩所允许的暴露面积。当顶板和上盘围岩稳固性好，允许有较大的暴露面积时，矿房长度可适当增加，如围岩稳固可高达80-120m。增加矿房长度可以减少矿房之间的矿柱数量，提高矿石回收率。但如果顶板和上盘围岩稳固性差，过长的矿房长度会导致顶板和围岩的暴露面积过大，增加垮塌风险，此时就需要缩短矿房长度。

?矿柱尺寸：一般不留间柱，顶、底柱厚2-3m。不留间柱可以提高矿石的开采量，减少矿石损失。顶、底柱的存在主要是为了支撑顶板和底板，保障采场在回采过程中的稳定性。顶柱能够防止顶板岩石在回采过程中垮塌，保护采场内的作业人员和设备安全；底柱则为下部采场提供支撑，确保下部采场的安全开采。顶、底柱的厚度需要根据矿体的赋存条件、围岩的稳固性以及开采工艺等因素综合确定，若这些条件发生变化，顶、底柱的厚度也应相应调整。

?最小工作面宽度：一般为0.8-0.9米。这个宽度是保证采矿作业人员和设备能够正常工作的最小空间。工作面宽度过小，会影响人员的操作和设备的运行，降低采矿效率，同时也会增加安全风险。在实际开采中，需要根据具体的采矿设备和作业要求，合理确定工作面宽度，在满足安全和生产要求的前提下，尽量减小削壁量，提高矿石的开采效率