分段鑿巖階段充填采礦法底部結構的回收

李美富,王 旭

(1.安徽開發礦業有限公司， 安徽 霍邱縣 237404；2.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南 長沙 410012)

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0 前 言

2011年4月由原安徽開發礦業(李樓鐵礦)與諾普鐵礦(吳集鐵礦北段)合并組建安徽開發礦業。李樓鐵礦和吳集鐵礦(北段)聯合建設規模為采選750萬t/a，其中李摟鐵礦采礦規模530萬t/a ,吳集鐵礦(北段) 采礦規模220萬t/a。選礦廠處理能力750萬t/a。首采中段為-400 m中段，中段高度100 m，采場寬度20 m。-400 m水平為主出礦水平，布置有采場出礦的底部結構，底部結構為三角礦柱，采場回采結束后，龐大的底部結構若不回采，則會損失大量礦石，為此，對底部結構回采方案進行了試驗研究。

1 礦床地質及開采技術條件

李樓鐵礦和吳集鐵礦均為大型沉積變質型鐵礦床，集中賦存于周集倒轉向斜兩翼中的新太古界霍邱群周集組、吳集組地層中，所在的范圍內大部分被第四系覆蓋，由老至新分布有新太古界霍邱群吳集組(Ar4W)、周集組(Ar4Z)，新上元古界青白口系劉老碑組(Qnl)，中生界侏羅系毛坦廠組(J3m)、黒石渡組(J3hs)及第四系地層。

李樓鐵礦礦體厚度為32.68～130.03 m，平均厚度50 m，礦床主要為厚層第四系松散巖層所覆蓋。礦體頂板巖石主要為片麻巖、角閃巖、大理巖、片巖，裂隙基本不發育，整體完整性較好，穩定性較好，但在受外力影響下易沿片理裂開，其穩定性相對較差。礦體底板巖石主要為大理巖，片麻巖，裂隙、巖溶基本不發育，巖石完整性較好。吳集鐵礦礦床分為5個工程地質巖組，即松散巖組、古老變質巖區風化巖組、碎屑巖～火山巖巖組、古老變質混合巖組、巖漿巖組。礦體頂底板巖石主要為黑云斜長片麻巖、含磁鐵礦角閃斜長片麻巖、含磁鐵礦石榴石英片巖、磁鐵礦石榴石英鐵閃片巖，與礦體一般為漸變過渡，屬堅硬巖石。地質條件為簡單類型。地表有村莊建筑、農田、河道等，不允許塌陷，開采要保證地表建筑物不發生采動損害。

2 分段鑿巖階段充填采礦法[1-2]

(1) 礦塊構成要素。礦體均屬于中厚型，礦塊垂直礦體走向布置，分一步驟和二步驟采場分步回采，一、二步驟采場寬度均為20 m，礦塊階段高度為100 m，礦塊長度為礦體厚度，平均長度50 m，鑿巖分段高度25 m，在脈外沿脈巷每隔120 m布置一條礦石溜井和通風天井。

(2) 礦塊采準切割。

采準工程主要有鑿巖聯巷、出礦巷、出礦進路、受礦巷、分段鑿巖進路、切割巷、通風天井、礦石溜井等。-400 mm水平為出礦水平，布置有底部結構，出礦巷垂直礦體走向布置，兩個礦塊共用一條出礦巷，出礦巷間距40 m，出礦進路與出礦巷成45°角、間距10 m布置。每個礦塊內設3個鑿巖分段，鑿巖分段高度25 m。各分段鑿巖聯巷與采區斜坡道、電梯井相通。通風天井 、礦石溜井布置在礦體下盤脈外，間距120 m。

(3) 鑿巖爆破。選用Simba1354型液壓采礦鑿巖臺車施工上向扇形中深孔，炮孔直徑為Φ80 mm，炮孔排距1.7 ～1.8 m，孔底距2.6～3.0 m，中深孔施工結束后，在鑿巖進路及受礦巷內自上而下呈階梯狀進行爆破。采用Romec型裝藥車裝藥，采用乳化炸藥(或銨油炸藥)爆破，非電起爆系統雙路起爆，一次爆破1 ～ 2排炮孔，回采炸藥單耗量為0.45 kg/t。

(4) 采場出礦。出礦采用TORO1400E型電動鏟運機，斗容6 m3，每臺鏟運機負擔兩個礦塊出礦，采場內礦石利用鏟運機運往礦石溜井。采場溜井下部采用FZC4325型振動給礦機放礦。

3 底部結構回采

待一步驟采場回采結束并在空區充填前，利用一步驟采場出礦進路進行回采。在出礦進路鉆鑿礦柱回采孔對礦柱進行退采式爆破回采[2]。

(1) 礦塊布置及采準切割。礦塊布置及采準切割工程利用一步驟采場-400 m水平現已形成的工程，鑿巖進路為原出礦進路，切割拉槽工程為一步驟采場爆破空區。

(2) 鑿巖爆破。在原出礦進路內，自原鑿巖巷爆破空區開始，采用YGZ-90型鑿巖機鑿上向扇型孔，每條進路控制進路左右兩邊各一半的礦柱。炮孔直徑Φ60 mm，孔底距2.0～2.2 m，排距1.4～1.6 m。用BQF-100型裝藥器裝藥，采用導爆索非電微差雷管起爆，采用端部擠壓爆破。崩礦步距為1～2排，必要時可為3～4排。采用大孔距小抵抗線爆破和小崩礦步距3；回采后兩排爆破時間隔裝藥或孔口段不裝藥，增大末排孔及其前排孔之間起爆微差時間，降低爆破震動對出礦巷破壞。

(3)出礦。利用原有的6 m3電動鏟運機或是遙控鏟運機出礦。自每條進路退采式端部出礦運至采場附近溜井。

4 回采指標分析

(1) 每條進路回采礦石量為3712 t，需布置中孔1000 m，中孔爆破每米有效崩礦量為3.7 t/m。

(2) 回采底部結構前，其礦量損失占采場損失的9%～10%，而回采量占原損失量的46%，即回采底部結構后，采場的損失率減少了4%～5%。

(3)平均礦體厚為50 m，平均每個采場需對3條進路進行布孔回采，中孔施工3000 m，回采礦石量約1.2萬t。中孔施工、爆破、出礦時間大概需2.5個月(如提前施工中孔，周期將會縮短)，在允許空區暴露時間之內。

5 結 語

通過對底部結構的回采，降低了采場損失率，給礦山帶來了直接效益。與其他回采方案對比，有效的利用原有工程，降低了回采成本；回采結束后一次性充填，提高了作業安全性，并解決了其他回采方案面臨空區充填接頂等問題[4]，為以后礦山對礦柱回采提供了經驗。

參考文獻：

[1]中冶京城(秦皇島)工程技術有限公司．李樓鐵礦和吳集鐵礦(北段)聯合建設工程實施方案[R].秦皇島：中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司，2007.

[2]張立新．李樓鐵礦采礦方法和充填工藝探討[J].礦業研究與開發, 2012,32(2)：1-3.

[3]韋華南，古德生．某礦分段鑿巖階段礦房嗣后聯合充填采礦法試驗研究[J].黃金. 2010(6)：23-27.

[4]王喜兵，龐計來，李紅橋．新型全尾砂膠結充填采礦工藝技術[J].采礦技術, 2010,10(3)：1-5.