关键词：机械采矿技术；金矿；倾斜厚重矿体；开采特点

        金矿中的倾斜厚重矿体赋存条件较为复杂，开采难度较大，为进一步解决传统采矿方法导致的效率低下、矿石贫化率高、开采风险大等问题，文章对机械采矿技术的实际应用细节展开深度分析，进而确保倾斜厚重矿体开采的效率与质量。就目前的金矿开采技术来看，机械采矿技术的类型较多，不同技术适配于不同的开采需求，通过整合智能化装备以及自动控制技术，能够解决倾斜厚重矿体开采期间的各项难题，具备深度探讨的价值。

        1   金矿倾斜厚重矿体的特点及开采难点

        倾斜厚重矿体是金矿中的典型矿体，其赋存特点主要呈现为以下状态，首先，倾斜角的范围较广，通常在 15。～85。，且呈现不规则变化特性 。如某金矿的 1 号矿体西部倾角为 13。～25。，东部倾角则为 26。～38。，而该矿区的 2 号矿体，主体倾角达到了 45。～63。。这种不规则的状态，让此类型金矿的开采难度急剧升高，开采期间也面临着多种风险。

        其次，矿体的厚度差异较大，最薄低至 1m，最厚达28~30m，平均厚度为6~19m。此类型矿体也呈现出了不规则的透镜状，厚度的连续性较差，在开采的过程中将面临着诸多不稳定因素。

        除此之外，倾斜厚重矿体的围岩稳定性均匀程度较低，就多个倾斜厚重金矿的地质勘查结果显示，矿体的顶底板围岩大部分为千枚岩、片岩以及大理岩等，其中只有大理岩的稳定性较强，而其他围岩结构的稳固性较低［1］，部分结构中夹杂着石墨夹层或其他杂质，胶结性较低，在开采期间容易出现冒顶风险。

        另外，倾斜厚重矿体的围岩界限较为模糊，部分矿体中夹杂着和围岩性质相近的夹石，此部分的金品位较低，存在较多杂质，在开采期间需要严格分选，进一步加剧了开采的难度。

        整体来看，金矿倾斜厚重矿体的开采难度集中在顶板管理、矿产资源筛选和确定、矿石搬运、开采风险管理以及资源回收方面，而传统的金矿开采方案往往无法满足金矿倾斜厚重矿体的实际结构特点，导致开采风险提升，资源浪费较为严重。

        2   常用机械采矿技术和适配性分析

        针对金矿倾斜厚重矿体的实际特质，在开采的过程中需要考虑矿体倾角、围岩稳定性等相关因素 。 目前，金矿开采领域的部分机械开采技术与此类矿体具有一定适配性，通过投入配套的机械设备，可提升开采的效率。

        2.1   机械化空场开采方案

        空场开采方案保留了采空区，并通过矿柱作为支撑，或对局部进行额外处理，能够根据矿区的实际情况进行针对性调整，适用于围岩稳固性较好、矿井质量较高的倾斜厚重矿体。在使用该技术时，投入的机械化装备主要以铲运机、凿岩机、电耙为主，可以有效优化采场结构，进一步提升开采推进的效率［2］。

        例如，在矿体赋存条件适宜的前提下，可采用沿矿体倾斜方向顺序推进的大跨度壁式全面采矿法开采。这种方法会沿着矿体的倾斜角构建回采工作面，直接利用凿岩机钻凿水平孔落矿以及上向炮孔，通过集中爆破方式进行开采，在开采期间可以运用电耙进行辅助作业，主要清理开采期间的部分散落矿石，将其运送到溜井 。电耙需要沿着矿体走向布置，以此提升矿石搬运的能力。

        在部分倾角过大的厚重矿体采矿中，可以使用小跨度房柱采矿法进行作业 。通过设计小范围的开采跨度合理增设矿柱，以提升顶板的稳定性，利用凿岩台车及铲运机等设备可以实现开采作业 。和大跨度的采矿方案相比，此种模式可应用在围岩结构稳定性相对较低、冒顶风险较高的区域，有助于提升回采效率。

        2.2   机械化充填采矿方案

        机械充填采矿方案主要指的是在回采结束之后及时进行采空区充填，这是防止结构塌陷、合理控制地压的重要手段，通常应用在围岩结构稳定性较差，且有着较高环保要求的矿区中。“采充并行”的开采方式对机械化设备的要求较高，需要同时配置出矿设备、充填设备及支护设备，才可以提升开采的安全性和稳定性，这种开采方式可分为空场嗣后充填法与上向分层干式充填方法，可以根据矿体的实际情况与围岩结构的特点进行选择［3］。

        分段空场嗣后充填方法是较为常见的技术，需要在第一阶段进行常规开采采场，回采结束之后及时进行胶结充填，充填体的养护工作完成后才可以进行第2阶段的回采 。使用该种开采方法时所使用的机械化装备包含了凿岩机、铲运机、充填管路、充填装置等 。在某金矿的开采中，每一阶段的采场宽度为 15m，分段高度为 15m，开采期间预留了水平隔离矿柱，将其作为安全隔离层，能够有效克服常规开采期间出现的地表塌陷问题，进一步提升开采的稳定性。

        对于厚度较大的倾斜厚大矿体，当矿体或围岩稳固性较差、需控制采场变形与地表沉陷，且对资源回收率要求较高时，可采用垂直上向分层充填采矿法作业，该方法能有效兼顾开采安全性与资源利用效率 。在开采方案规划阶段，核心布置原则为沿矿体走向将矿体划分成若干独立矿块，矿块间预留永久或临时矿柱以保障采场整体稳定性 。每个矿块内部采用“ 自上而下垂直分层”的充填开采模式，即先开采矿块最上层分层，完成落矿、出矿后及时进行充填，待充填体达到设计强度后，以上层充填体作为下层开采的作业平台，依次推进各分层开采与充填作业。

        关键支护与作业保障措施优化：需在矿房（矿块内的开采区域）与矿柱的边界处设置混凝土挡墙；为适配铲运机等大型出矿设备作业，需在充填体表层浇筑混凝土垫层，再铺设耐磨钢板，形成平整、稳固且耐磨的作业面，有效降低设备磨损与作业安全风险。

        该方法的经济效益优势显著：一方面，分层充填体可替代部分支护结构，大幅降低支护材料与施工成本；另一方面，能最大限度回收厚大矿体资源，减少矿石损失贫化；同时，充填体可有效控制采场围岩变形，避免因采空区坍塌引发的安全事故与后续治理成本，综合效益突出。

        2.3   机械化连续开采方案

        机械化连续开采方案主要围绕机械破岩及连续出矿展开作业。通常应用在厚度较为稳定且整体围岩质量较好的矿体中，该项技术所使用的机械化设备通常为连续采矿机、胶带运输机，利用自动控制系统对设备进行集成管理，可以实现落矿、出矿以及运输的连续化作业，对于提升生产效率有直观促进作用。

        该方案集成自动化控制系统等装备，实现落矿、出矿、运输的连续化作业，大幅提升了生产效率 。例如，某金矿属于倾斜厚重矿体，在实际开采的过程中，由于矿体的结构较为稳定，对连续厚度在 25~28m 的矿体中采用了高阶段大直径深孔侧向崩矿法进行开采 。此种开采方式属于机械化连续开采中的分支，在实际作业的过程中，利用直径为 165mm 的平行垂直深孔进行侧向崩矿，采用铲运机远程遥控出矿，生产能力达到了每天 1000~1300 吨。

        使用此种方法能够有效削减工程量，进一步提升生产效率，而该矿区存在多处空区，环境高应力明显，属于大型厚大矿体，其倾斜角不会影响部分阶段的开采安全，不仅提升了资源回收利用率，同时进一步缩短了开采周期。

        3   机械采矿技术的实际应用

        综合现有分析来看，金矿倾斜厚重矿体的机械开采方案类型较多，分支技术较为复杂，为了进一步提升理论研究的科学性和可行性 。文章以具体案例作为切入点，对实际机械开采技术的应用路径展开分析，为相关情况的开采提供参考。

        3.1   工程概况分析

        某金矿位于华南地台的南缘。通过前期勘查确定矿区中的 1 号矿体是主体开采对象，该矿体属于较典型的倾斜厚重矿体，目前已投入生产较长时间，而早期企业在运营过程中受技术和相关资源的限制，主要使用全面采矿法和浅孔留矿法作业，导致生产效率较低，且矿石贫化率较高，损失率达到 15% 。另外，开采期间面临着多次片岩顶板冒顶事故风险，加重了对开采的威胁 。在更换开采主体后，为了打造规模化、标准化的开采模式，对现有矿山的实际情况进行了深层次的信息梳理，确定该矿体的实际情况，现有矿体倾角 16。～31。，平均厚度为 4.16m，走向长度为 798m，倾向延伸为362m。顶板有 30%的部分稳定性较差，以片岩为主，其中存在石墨夹层，余下 70%围岩结构为大理岩，围岩结构稳定性较高 。通过对现有机械开采技术的应用适配性进行分析，最终确定采用顺伪倾斜推进大跨度闭式全面采矿法进行作业，属于机械化空场采矿领域的技术。

        3.2   实际开采方案

        3.2.1   采场结构分析

        通过对 1 号矿体的采场结构进行精准勘查，确定该矿体的厚度均匀性较差，部分区域的顶板稳定性不强。矿块沿矿体走向布置，长度确定为 50m，为了提升开采效率，增强顶板的承载能力，中段高度确定为 30m，利用接力溜井划分出上下两个不同的采场，为了防止后续矿石搬运距离过远，每个采场的长度仅为 35~45m，提升了运输效率［4］。底柱的高度根据岩板的结构和性质进行调整：大理石岩板区域段底柱高度为 3.5~4.0m，片岩顶板区域段的底柱高度为 4.0~5.0m，以此提升顶板支撑效果 。矿柱的布置形式为 4m×4m 的方形结构，片岩顶板矿段的矿柱间距为 10~12m，采用分层布置和精准定位方式进行精准切割，具体方案如表 1 所示。

        3.2.2   机械化装备的设计

        为进一步满足倾斜矿体的开采需求，机械化装备的选型及适配性分析全面服务于凿岩作业、爆破作业、出矿管理以及支护管理，并严格按照全流程管控的原则进行设计 。设备的选型及配置，如表 2 所示 。在设备配置完成后，严格按照标准化流程进行开采作业：采准切割→分层回采→顶板动态监测与支护→溜井出矿与转运，构建了标准化、连续化的作业模式，满足安全高效开采的需求。

        3.3   开采成效

        采用不同方法对该金矿进行开采，实现了预期目标，首先，生产效率全面提升，前期的方案预测显示，若采用传统方法进行开采单日产量不足 20 吨，而使用机械化开采技术后，单日产量提升至 64.84 吨，年产量达到了 1.5 万吨以上，初步满足矿山的日常生产需求。

        其次，资源回收利用的效率显著提升 。矿石贫化率从最初的 18%降至 7%~9%，损失率降至 5%~7%，得益于精准的爆破、合理的矿柱设置、高效出矿方案，年均多回收含金矿石约780 吨。

        再次，开采的安全性有所提升 。全流程机械化管理提高了作业效率，减少井下作业人员数量，配合全过程智能化监测体系和自动控制方案，让开采风险从 13%降至 0%，做到安全生产、零事故、零隐患。

        4   结束语

        综上所述，机械采矿技术在金矿倾斜厚重矿体中的应用，具备较为可观的效果 。结合矿体自身实际情况，制定科学的开采方案，落实好机械设备的优化配置，可以做到高效连续生产、安全稳定运行 。理论分析和实践案例表明，在特殊金矿开采时要结合实际情况，合理选择机械采矿技术以及配套设备，能够有效提升开采效率和安全性 。未来，可将研究重点放在机械开采无人化管理、绿色生态建设等方面，为特殊情况的开采提供技术支撑。

参考文献

［1］王振闽，李振龙，李帅，等.机械化上向水平分层充填法在低品位缓倾斜多层金矿脉开采中的应用［J］. 中国矿业，2021， 30（11）：87-93.

［2］王金武，陈俊.平江地区金矿井下机械化开采现状与发展趋势［J］.湖南有色金属，2021，37（5）：5-7+23.

［3］陈维，杜坤，陈伟.地下金矿非爆破机械化连续协同开采技术［J］.金属矿山，2020（5）：70-75.

［4］李永辉，顾生春，王海文.机械化上向水平分层充填采矿法在哈图金矿的应用［J］.黄金，2019，40（12）：32-35.