1. 引言
该矿区位于巴基斯坦卑路支省查盖地区中部,矿区出露岩体包括页岩–砂岩、砂岩、次级火山岩和镁质火山熔岩(玄武岩、安山岩)。矿区周边山体河谷多出露安山岩,岩体切割强烈,风化程度较高。矿区内构造裂隙广为发育。目前开采工程只揭露一条矿脉,沿走向揭露长约15 m、沿倾向揭露深约20 m,揭露矿脉宽约1~5 cm、局部线状,总体产状较稳定,属于极薄矿脉。
极薄矿体是地下开采中典型的难采矿体。针对极薄矿体采取留矿法和削壁充填法较多,但是传统留矿法存在平场处理松石工作量大,未能实现机械化,工人劳动强度大,工人在大暴露面的顶板下作业,安全条件变差等缺点;削壁充填法则存在回采工序多且复杂,落矿效率低,材料消耗多,对垫层的铺设质量要求严格,矿块生产能力和工效低,人工搬运矿石时劳动强度大等缺点 [1] - [15]。
本文结合矿体赋存状况、开采技术条件及生产实际,通过技术经济比较,选择采用改进型留矿采矿法开采, 该法采取浅孔留岩和削壁剥脉混合采矿法,并对该采矿方法的采场布置形式、采准切割工程和回采工艺过程等进行了优化,实现矿岩分采,有效降低损失贫化率,同时减少岩石搬运量降低了成本,及时充填采空区,确保了回采作业安全。
2. 开采设计
1) 总体方案:该矿脉产状未控制、规模较小,且地表出露,建议采用“探采结合方式”对浅部矿脉进行探采,探采工程布置平面图见图1。

Figure 1. Layout plan of exploration and mining project
图1. 探采工程布置平面图
2) 探采顺序:以点C为中心沿走向先西后东向两翼逐步延伸、并沿倾向向下逐步延深,总体顺序为“下向式掘进斜井 + 前进式掘进平硐”探矿开拓采准切割和“前进或后退式挑顶 + 上向式分层留岩”回采,见图2。
3) 开拓、采准和切割工程:设置为走向沿脉下盘平硐和倾向沿脉脉中斜井组合。走向沿脉下盘平硐与倾向沿脉脉中斜井贯通后即完成开拓、采准和切割工程。

Figure 2. Layout of exploration and mining
图2. 探采布置图
4) 采场结构、采矿方法和回采顺序:以“走向沿脉下盘平硐和倾向沿脉脉中斜井”工程来划分开采单元(采场),采场沿走向长约50~75 m、沿倾向宽约0.8 m、垂高约10~20 m,视顶板岩体稳固情况在垂直分段间预留2~3 m安全顶柱。
采矿方法采用“浅孔留岩 + 削壁剥脉”为特征的“改进型浅孔留矿法”,回采顺序为:
第一、采用“平硐主运 + 斜井副提”,则从平硐口向平硐与斜井贯通处“前进式”上向分层挑顶。上挑层高1 m,沿倾向宽约0.8 m,崩落矿脉下盘围岩。
第二、上向分层挑顶工序包括:① 穿上向倾斜或水平孔;② 爆破:毫秒延期非电管 + Φ32 mm药卷孔内起爆,孔外电雷管 + 起爆药包总起爆,JK58-1No.3型局扇通风和吹炮烟;③ 敲帮问顶,检查安全;④ 提运约33%岩石至地表排弃,留1 m厚岩石平底,作为继续上向分层挑顶的工作平台(保证底板至上挑后顶板高度1.8 m);⑤ 削壁剥采上盘帮矿脉,出矿;⑥ 视岩体稳固性采取必要的木棚支护。这样可以实现矿岩分采,先挑顶出岩、后削壁剥脉,既降低矿岩混采造成的损失贫化,又减少岩石搬运量降低成本。
第三、完成第一次上向分层挑顶后,采用“厚1 m × 高1 m钢筋混凝土 + 长1 m × Φ22 mm锚杆锚固生根”支护封闭平硐与斜井贯通处作为采场安全间柱,每层支护高度1 m。
最后、完成两次上向分层挑顶,开采水平上升2 m,斜井封底盘同步上移2 m。同上工序继续上向分层挑顶,循环上采至地表或上分段平硐底板下2~3 m,预留本采场安全顶柱后支护封闭平硐与斜井贯通处,至此完成本采场采矿。
采场结构、采矿方法和回采顺序图见图3。



Figure 3. Stope structure, mining method and stoping sequence diagram
图3. 采场结构、采矿方法和回采顺序图
3. 结论和建议
极薄矿体采用该改进型浅孔留矿采矿法,既利用了留矿法结构简单管理方便,采准工程量小,工艺技术容易掌握,所需设备简单的优点,又结合了削壁充填法降低矿岩混采造成的损失贫化,并利用废石充填有效地支撑围岩的优点,可节约67%废石(按平底留岩1 m厚和松散系数1.5计算,1/1.5 = 67%)提运排弃成本,有效地降低生产成本。