無底柱分段崩落采礦技術的應用研究

2015-04-27 01:27:48內蒙古大中礦業股份有限公司內蒙古巴彥淖爾015000

山東工業技術 2015年4期

劉　明（內蒙古大中礦業股份有限公司,內蒙古　巴彥淖爾　015000）

無底柱分段崩落采礦技術的應用研究

劉明
（內蒙古大中礦業股份有限公司,內蒙古巴彥淖爾015000）

作為地下鐵礦開采的重要方法，無底柱分段崩落采礦技術的應用對于改進采礦企業生產效益具有重要作用。本文首先對無底柱分段崩落采礦技術進行概述，然后具體探討了無底柱分段崩落采礦技術的應用，以期為相關技術與研究人員提供參考。

無底柱；分段崩落采礦技術；應用

無底柱分段崩落采礦技術是一種具有高采礦強度、高機械化程度的采礦技術，因其結構簡單，且安全性能優越，被廣泛應用于各類地下技術礦山中。然而在實際應用中，該技術在不同礦山也出現了回采異常、采場地壓高、難以達到預定產量等問題。因此，加強有關無底柱分段崩落采礦技術的應用研究，對于改善采礦效率及質量具有重要的現實意義。

1　無底柱分段崩落采礦技術概述

無底柱分段崩落采礦技術是將礦塊采用分段回采巷道劃分成多個階段，自上而下進行逐段回采，然后利用崩落圍巖對采空區進行充填，分段底部安設出礦底部結構，按照小步距爆破下的礦石會在圍巖的覆蓋下直接通過回采進路端放出的一種方法技術。

1.1技術特點

在回采進路端部于崩落圍巖遮蓋下實施放礦及爆破；爆破、鑿巖、出礦等工藝流程共同在同一回采進路內一次進行；上下分段進路依照菱形方式進行交錯安設；礦石回采先從回采進路的上盤開始，依照步距次序逐次回退回采，指導下盤礦體邊界結束；每個分段均不安置放礦的底部結構，不預留任何礦柱[1]。

1.2技術優缺點

優點：（1）方便采礦作業實現綜合機械化，回采與采準工序均在進路內開展，易于應用采礦鑿巖臺車、掘金臺車、裝運機等大型無軌自行設備；（2）結構簡潔，無底部結構，不留設礦柱，各分段與礦塊間不留間柱，無需掘進施工難度較高的斗頸、漏斗、電耙、斗穿等切割巷道，在礦塊中僅需布設采礦進路，將巷道聯通，對天井和巷道進行切割即可，施工簡便；（3）作業安全性能高，作業人員工作在水平巷道內，頂板暴露面積較少，當發生意外情況時便于發現和處理；（4）回采工藝簡便，各回采工序均在不同分段內開展，相互之間無干擾，便于進行專業化處理；（5）具有較高的靈活性，可依據礦體條件對進路方式及回采順序進行調整；各進路回采寬度僅有10m左右，崩礦步距僅2m，生產中發生意外情況時影響范圍較小。

缺點：通風條件較差；礦石貧化率與損失率較高。

2　無底柱分段崩落采礦技術的應用

某金礦礦體控制走向長度約為780m，控制斜身高于440m。礦體厚度在1～5m左右，平均礦體斜角為45。，平均地質品味為3.79×10-6。礦體底板、頂板都屬于中-弱硅化粉砂巖、細砂巖和泥巖。因該礦的選礦尾礦出現泥化而未充填粗骨料無法選用充填采礦法，選用空場法又難以確保施工安全，所以選用無底柱分段崩落采礦技術。

2.1分段高度與回采順序

采場分段高度主要由礦體開采環境條件決定，如礦體走向長度、水平厚度、礦巖穩定性、傾角等；其次是礦山設備及礦山生產能力等。巖金礦山基本上沒有垂直礦體走向布置鑿巖和進路的條件，也就是礦體厚度通常在20m以下，確定分段高度時需考慮兩方面因素：（1）對于施工狀況，分段高度增加則施工中深孔長度也會增大，在炮孔深度超過一定值時，鑿巖速率會顯著減小，偏斜度增大，意外事故率增加而影響爆破質量。因此分段高度不能過高。（2）回采巷道選用脈內巖脈布設方式，礦體坡度較緩，分段高度過大很可能導致下盤礦石損失過大，同時需考慮出礦巷道的施工難易程度及另行布置方式，分段高度不能過高。該金礦選用單進路菱形布設方法，分段高度定位10m[2]。

回采順序選用由上至下，先從采場沿溜礦井方向依順序回退作業，也就是等到整體采場采切完成后，先對上分段礦體回采，隨后回采下分段礦體。

2.2巷道支護與掘進

脈外分段平巷、穿脈平巷掘進，可選用普通掘進方式開展作業，若局部地段穩固性較差，可依照光面爆破掘進，同時選用噴漿支護或噴錨金屬網支護。脈內回采進路掘進則按照光面爆破方式進行，每隔4m需進行支護后才可向前掘進，支護選用噴錨金屬網方式。

支護參數：脈外巷道噴漿支護，選用M20噴漿強度，噴層厚度控制在50mm。脈內先噴灑一層厚度為30mm的砂漿，隨后進行錨網支護，錨桿一側應安置擋漿環，錨桿網度為1m，金屬網網格按照50mm×50mm布置；掛網支護過程中網間應設置100mm的重疊搭接。若回采進路穩定性較差，需將噴錨金屬網掛至巷道底部，并使用強度為M 20、厚度為70mm的噴漿支護。

光面爆破施工：先掘進4m的斷面，隨后采用光面爆破，也就是依照巷道外周輪廓實施鑿巖，巷道拱部和幫部孔距需分別控制在300mm和400mm。鉆鑿的光面爆破炮孔應和巷道縱向中心線保持平行，并使用間隔不耦合方式裝藥。

2.3鑿巖工程

因該礦礦巖屬于易爆、易鑿礦巖，可依照相似礦山鑿巖參數采用類比法進行優化選擇。相關試驗參數為：拉槽部分由于夾制性過大，炮孔選用垂直方式布置，排距控制在1.4～1.5m，其他則為1.5～1.6m，孔距為1.4m，孔底距控制在2.5m。為保證中深孔落空質量，在各鑿巖巷道完成后，應先對中深孔進行審核。審核標準為：（1）鉆孔孔深應高于設計孔深至少0.2m，否則為廢孔；（2）鉆孔傾斜角應低于設計角度2°左右。炮孔設計時接近礦體上、下盤的破碎帶應預留0.5m的護礦礦壁，以防止混入亂石[3]。

2.4出礦方式與采場通風

崩落礦石選用WJD-1.0型鏟運機進行出礦。因含有放礦橢球體，鏟運機鏟礦過程中應盡可能從礦體下盤鏟出，利用脈外巷道運輸到溜礦井，礦石經過礦井漏斗進入礦車，通過斜井提升運至地表。出礦選擇截止品位法，在出礦品味小于1.2g/t時需終止出礦。

中深孔爆破后利用自然通風系統風流實施通風。爆破形成污風可利用上山巷道排至上中段，直至排出地表，通風時間大約為8h。