無斜坡道機械化生產在地采中的應用實踐

肖玉武

（新疆喀拉通克礦業有限責任公司 富蘊 836107）

1 引 言

喀拉通克礦業公司是新疆維吾爾自治區境內第一家集采礦、選礦、冶煉于一體的綜合性企業。礦山隸屬新疆維吾爾自治區經貿委下屬的新疆有色工業（集團）有限責任公司新鑫礦業股份公司，是新疆有色集團公司所屬的骨干企業。位于阿勒泰地區富蘊縣喀拉通克鄉境內，距216國道僅2.6 km，與富蘊縣、可可托海鎮、自治區首府烏魯木齊均有公路相連，運距分別為34 km、72 km和450 km，礦區運輸、交通便利。

喀拉通克礦業公司始建于1988年，一期開采對象為Ⅰ號礦體的特富礦，采礦規模為250 t/d，采用上向水平分層膠結充填采礦法，分礦房和礦柱兩步回采。二期工程于1998年開始建設，在原有采礦規模250 t/d特富礦的基礎上，擴大到1000 t/d，開采對象為Ⅰ號礦體的富礦和特富礦，采用上向和下向進路傾斜分層膠結充填采礦法。二期工程富礦回采自2001年投入生產，2002年全部過渡為下向進路傾斜分層膠結充填采礦法。三期工程于2005年開始建設，至2013年竣工，三期技改后生產力將達到5400 t/d，開采高程由830 m水平至650 m水平沿深至260 m水平，開采礦體由Ⅰ號礦體到Ⅱ號礦體東、西段以及Ⅲ號、九號礦體，生產戰線長達2 km。

2 制約生產的因素

2.1 地質情況

礦區位于哈薩克斯坦-準噶爾板塊與西伯利亞板塊的接合部位南側，準噶爾地槽褶皺系和阿爾泰地槽褶皺系接合部位的準噶爾地槽褶皺系一側，喀拉通克晚古生代島弧帶上，其次級構造位置處于卡依爾特-二臺大斷裂（F3）及瑪因鄂博-額爾齊斯深斷裂（F1）交匯點南西側及烏倫古河大斷裂（F2）以北。

礦區內出露地層主要為下石炭統南明水組，其次有中泥盆統蘊都哈拉組、下第三系古新-始新統紅礫山組,以及第四系全新統。其中南明水組上段是區內主要含礦巖體侵入部位。

2.2 采礦方法

由于礦體巖石結構破碎，節理裂隙發育，圍巖極不穩固，礦山現在的主要采礦方法為下向進路膠結充填采礦法。盤區沿礦體走向布置，其寬度為礦體的厚度。采準工程有分段巷道、分層聯絡道、礦石溜井、廢石溜井、溜井聯絡道、泄水井；切割工程有分層道。采切工程中只有分層道布置在脈內，其他工程均布置在脈外。通過采區斜坡道連接各個分段巷道，從分段巷道向礦體掘分層聯絡道。

下向進路膠結充填法的分層高度為4 m，分段高度為12 m，即每個分段巷道服務3個分層，通過分層聯絡道從分段巷道進入礦體。采準切割順序為：采區斜坡道→分段巷道→分層聯絡道→分層道→進路。

回采、出礦：下向進路膠結充填法回采工序包括：鑿巖、裝藥、爆破、通風、撬毛、出礦、支護。從分段巷道向盤區采場中央部分掘分層聯絡道、分層道直至礦體上或下盤，然后沿礦體走向以水平進路的形式進行回采，每條進路的長度為40 m，進路的規格為5 m×4 m。設計一個盤區有2條進路同時回采（不包括充填進路）。回采進路的選擇采用隔二采一的方式，便于回采進路的兩幫或者為礦體或者為已經凝固的充填體，有利于采場的穩定。當一條進路開采完畢后，馬上進行充填作業，當一個分層的進路全部回采完畢后，便轉入下一個分層進行回采。鑿巖采用YT-27/28氣腿式鑿巖機鑿巖，出礦采用JCCY-2型2 m3柴油鏟運機。每個循環鑿巖爆破出礦的順序為：掌子面用氣腿式鑿巖，每個炮孔的深度為2 m。整個掌子面的炮眼全部打好后一次裝藥爆破，采用非電導爆雷管起爆。爆破后進行2 h左右的通風（以排出全部炮煙為準），通風完畢，在爆堆上撒水噴霧降塵，并進行撬毛工作，必要時進行支護工作，然后用鏟運機出礦。

采場通風：新鮮風流由中段運輸巷道通過進風井進入分段巷道，經分層聯絡道、分層道進入回采進路工作面。污風由采場順路充填回風井排到上中段回風平巷，最后經回風井排出地表。

采場進路采用灰砂比為1∶4的膠結充填料漿充填，上部（2 m高）采用灰砂比為1∶8的膠結充填料漿充填。進路底板需鋪設鋼筋網，主筋直徑為Φ12 mm，網度1000 mm×1500 mm；副筋直徑為Φ6.5 mm，網度300 mm×500 mm。

2.3 斜坡道工程

我礦一號礦床開拓系統包括4條通地表豎井、4個開拓中段，即1#主井、2#副井、1#風井和箕斗井以及830 m中段、770 m中段、710 m中段、650 m中段、590 m中段。

現階段我礦一號斜坡道從地表延伸至770 m中段，能夠利用斜坡道實現機械化回采的盤區只有770 m水平以上的3個盤區。而770 m中段以下近10個盤區因沒有斜坡道而無法使用械化生產，其全部為人工回采。

人工回采時工人在強度較高的充填體假頂下作業，安全程度高。在開采不穩定和比較破碎的礦體時，能很好的保證工人的安全，而且礦石損失率、貧化率小，適合開采品位較高的礦體，適應礦體形態變化能力強、靈活性大，可實現特富礦、富礦、貧礦的分采。但這樣也導致了我礦的生產效率低下，生產能力不足。

3 無斜坡道輔助工程鏟運機在生產中的應用

我礦井下生產盤區沿走向分布，約70 m劃分一個礦塊，為提高生產能力，采用聯合回采，分段轉層的方法，選取710 m水平在同一水平生產且相連的25線、28線盤區為應用采場。

3.1 設備選型及下放

我礦采用充填法，每分層高度為4 m，故選取CY-2C型鏟運機，在地表拆卸后用罐籠提到710 m水平，在井下710 m水平石門處進行組裝，并通過25線盤區分層巷與石門段貫通，將鏟運機開至25線盤區進行回采。

3.2 聯合回采

在生產過程中，選取25線盤區北面進路以及與之相連的28線盤區南面進路貫通，作為臨時通道，這樣鏟運機便可在兩個盤區之間生產，大大的釋放勞動力，提高生產能力。由于采區可選相連進路多，可靈活選取聯絡通道，不受充填影響。

3.3 充填配比、養護

使用機械化生產，使得工作斷面控制困難增加，同時為了防止分層巷長時間暴露導致充填體受地壓影響，為此在充填時適當提高充填假底的配比，由于采用充填回采，存在盤區轉層充填養護時間的問題，為此在生產協調時，有意提高一個盤區的生產進度，這樣，待25線盤區回采完畢、進入轉層充填養護時，鏟運機便可在28線盤區作業。

3.4 分段轉層

25線盤區充填養護期到后，且可以進入下分層回采時，鏟運機在高于25線盤區一分層的28線盤區回采，通過鏟運機14°的最大爬坡能力，以及3.5 m的高差計算，在28線盤區S1#進路距S充填道14 m處開始施工聯絡斜坡道與25線盤區N充填道貫通，這樣鏟運機就可以順利轉到25線盤區生產（圖1、圖2）。

圖1

圖2

4 效果檢查

圖3

5 結束語

隨著現代化生產的迅速發展，人工生產已經不能滿足生產的需求，機械化將是提高生產的必然趨勢，當大多礦山由露天開采轉為地下開采，如何合理的運用井下機械化是眾多礦山值得考慮研究的課題，本方案合理運用井下現有條件，結合實際情況，提出聯合回采、分段轉層的方法，解決脈外施工斜坡道造價高，切實的從勞動強度、產能及安全等方面都得到很大的提高。