階段礦房法在某傾斜厚礦體中的應用

胡友連

(銅陵有色設計研究院， 安徽 銅陵市 244000)

1 工程概述

皖南某方解石礦，位于低山丘陵地區，組建于1997 年5 月，1997年10 月建成投產，開始小規模開采。目前礦山開采及開拓已形成PD1～PD8 共8個平硐，自上而下有+460，+447，+410，+375，+330，+273，+245，+220，+190 m 共9個采礦中段和開拓水平，形成了年產30萬t的規模。

礦體呈層狀，走向北北東，傾向南東，傾角65°～88°。礦體在平面上呈長條狀延伸，該礦段由兩條剖面(12， 16線)控制，礦體控制長度218 m(南北鄰近礦界各留10 m隔離礦柱后，該礦實際可采長度198 m)，寬98～120 m，真厚度90～112 m，兩邊向相鄰礦段延伸。礦體出露最高標高+552.3 m，最低開采標高-20 m。由于礦體均出露于地表，最高出露標高為+552 m，留設40～50 m 厚的護頂礦柱。+190～+290 m 間4個中段(+273，+245，+220，+190 m)前期已開采，由于沒按規范留設礦柱，造成采空區面積過大 ，剩余的礦量全部作為永久礦柱留設。

目前礦區保有(122b+332+333) 類資源儲量方解石礦2688.31 萬t。其中(122b)類資源儲量方解石礦429.51 萬t,平均品位: CaO 55.06%，MgO 0.45%, SiO 20.34%，Fe2O30.036%，礦石白度93.47°。(332)類資源量方解石礦323.47萬t,平均品位: CaO 55.04%，MgO 0.46%, SiO20.36%，Fe2O30.037%，礦石白度93.41°。(333)類資源量方解石礦1935.33 萬t,平均品位: CaO 55.30%，MgO 0.40%, SiO20.17%，Fe2O30.034%，礦石白度93.70°。

該礦床為急傾斜厚礦體，巖石堅硬完整，質量良好，礦體及圍巖穩定性好；地表不允許陷落；且礦石價值不高。因此，原設計采用平底無軌出礦的垂直中深孔階段礦房法。礦房頂板暴露面積控制在1200 m2以下。

2 問題的提出

原采礦方法在生產中體現了諸多優點，如機械化作業水平高，勞動效率高；礦房生產能力大；采出礦石質量高；回采作業安全性好。

但在生產實踐中，發現該采礦方法還存在以下不足：

(1) 中深孔落礦在接近礦體頂、底板處要損失一部分礦石；

(2) 爆破規模大，對礦柱損傷的可能性稍大；

(3) 礦房需依次回采，各中段可同時回采的礦房少；

(4) 采切工程量較大。

針對上述問題，對垂直中深孔階段礦房法和扇形中深孔階段礦房法進行比較，以選擇更好的采礦方法，獲得更好的經濟效益。

3 采礦方案比較

3.1 垂直中深孔階段礦房法

采礦方法見圖1。礦塊布置和構成要素：中段高度28 m，礦塊垂直礦體走向布置，寬22 m，高28 m，礦房寬12 m，間柱寬10 m，頂柱高10 m，長為礦體水平寬度(98～120 m)，不留底柱，礦房采高18 m。間柱與頂柱為永久礦柱不予回采。平底式底部結構，裝載機裝礦，汽車運輸。

采準：在運輸水平靠頂、底板脈內各布置一條沿脈運輸巷道，與出礦穿脈巷形成環形運輸系統。裝礦穿脈布置在相鄰礦房的拉底層內，通過間柱內的出礦橫巷與回采礦房底部相通。每個礦房布置四條出礦橫巷，間距為礦房可采長度的1/4。在礦房頂部兩側沿礦房長度方向布置兩條鑿巖巷道。

切割：采準工程完成后，在礦房底部切割拉底到礦房的全寬度12 m(隨著回采工作面的推進分段進行)；再從拉底層靠頂板處的礦房開采邊界向上掘進切割天井，并將切割天井拓寬到整個礦房的寬度(12 m)，形成礦房垂直中深孔落礦的回采工作面，然后開始礦房回采。

回采：礦房回采時，T-100高壓潛孔鉆(配ASHP705E壓風機，礦房回采)從上部鑿巖巷道向礦房鉆鑿下向平行中深孔，炮孔直徑100 mm，孔間距2.0 m，最小抵抗線3 m 。由上盤向下盤逐次爆破落礦。爆破的礦石從出礦橫巷口處由WZL-220地下裝載機鏟出裝車；對于那些不能直接在出礦橫巷口鏟出的礦石，使用遙控的WJ-4Y裝載機(配EC211-WJY-SU 車載接受器)鏟出。裝載機從出礦橫巷鏟礦，在穿脈巷裝車。

圖1 垂直中深孔階段礦房法

3.2 扇形中深孔階段礦房法

采礦方法見圖2。

(1) 采場布置。采場布置形式與垂直中深孔階段礦房法相同。

(2) 采準、切割。出礦和鑿巖采準系統的布置與垂直中深孔階段礦房法出礦層采準系統的布置相同。將拉底巷與鑿巖巷合二為一。

(3) 回采、出礦。回采鑿巖選用SimbaH1354電動液壓鑿巖臺車鉆鑿上向扇形中深孔，炮孔直徑76 mm，孔底距2.0～2.5 m，排間距為1.6～2.0 m。鑿巖機一次鉆完一個采場的全部炮孔，分次裝藥爆破，爆破采用粒狀銨油炸藥。鑿巖效率90 m/臺班。

以采場上盤交界處的切割天井為自由面，采用上向中深孔鑿巖爆破形成切割槽。以切割槽為自由面側向崩礦。

出礦方式同垂直中深孔階段礦房法。

(4) 通風。新鮮風流由中段石門巷道，經聯絡道進入工作面，污風經回風穿脈排到回風巷道，經風井排出地表。

圖2 扇形中深孔階段礦房法

3.3 經濟指標比較

上述2種采礦方法進行了經濟技術指標比較，比較結果見表1。扇形中深孔階段礦房法的各項指標均優于垂直中深孔階段礦房法，因此，選擇扇形中深孔階段礦房法作為該礦床的開采方法。

表1 經濟指標比較

4 結 論

(1) 2種采礦方案在技術上都是可行的。

(2) 在 該礦開采中，扇形中深孔階段礦房法相

比垂直中深孔階段礦房法，具有采切工程量少，采切成本低的優點。

(3) 垂直中深孔階段礦房法，爆破時炮孔上部要進行堵塞，堵塞質量的好壞影響爆破沖擊波對安全頂柱的影響。而扇形中深孔階段礦房法側向崩礦，顯然對安全頂柱的影響相對小些。

(4) 扇形中深孔階段礦房法對礦體傾角較陡，礦石價值不高，厚大及中厚礦體來說具有一定的參考價值。

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