上向分層充填法在實際生產中的應用與研究

代 楨

（云南錫業股份有限公司大屯錫礦，云南 個舊 661000）

礦體為急傾斜，受斷裂、構造影響，產狀復雜多變。升、探過程中，礦體在35～39剖，高程為1509m～1559m的區域突然變厚，厚度在8～40m。經過計算分析后，發現開采形成的采空區影響上部1028號盲斜井[1]。

1 礦體地質概況

礦體為東西走向，走向長102m。傾向北，傾角30°～60°,厚度1～40m，礦石類型為土狀氧化礦，較穩固，體重2.355 t/m3，上下盤圍巖均為大理巖，局部有蝕變礦化現象，在礦體的上下盤均有搭接層狀氧化礦。

2 開采技術條件

礦體上盤、下盤為青灰色細晶大理巖，中等穩固，硬度系數f=6～8。局部地方受斷裂影響較破碎。

區域內水文地質情況簡單，坑內水唯一來源為大氣降水。地表雨水經斷裂滲透至坑內。

3 技術方案選擇

（1）方案一：有底柱分段空場嗣后充填法。礦厚小于15m采場沿走向布置，厚度大于15m垂直走向布置。采場分層高6m，分層內布置鑿巖巷道，每隔12米垂直鑿巖巷道使用切割工程；充填斜井布置在采場最高分層，間距6m，斜井貫通上中段運輸平巷；采場底柱高6米，寬8米。采場采用有底柱電耙道出礦，電機車牽引礦車組運礦。

（2）方案二：上向分層充填法。礦體采用斜坡道開拓，運輸巷道布置在礦體上盤、下盤圍巖中。出礦進路布置于脈內，沿走向或垂直走向布置。礦房按4m高分為若干層，回采時由下至上依層回采。各回采平面可以按進路和寬進路兩種方式劃分回采單元[2]。

4 確定方案

通過參考同類礦山數據，并結合礦體開采技術條件及實際生產情況分析：充填成本較低，但采場千噸采切比大，生產效率低，且充填接頂工作較困難，難以保證充填體完全接頂。

（1）進路式開采。將每個分層按寬4m的進路平均分為若干個回采單元。先采的進路使用混凝土膠結充填，作為人工礦壁支撐采場，相隔的兩個回采單元采用底層塊石充填，頂層混凝土砂漿接頂。

（2）寬進路連續人工礦壁式開采。將每個分層按寬8m和寬4m的回采進路劃分為若干個回采單元。先采4m寬的進路，采空后用混凝土充填，作為人工礦壁支撐采場，相隔兩個8m的寬進路采用底層塊石充填，頂層混凝土砂漿接頂。

圖1 進路式

圖2 寬進路人工礦壁

通過計算分析方案二的充填成本較方案一的降低25%，綜合考慮后選用方案二上向分層寬進路人工連續礦壁充填采礦法。

5 采場主要工程布置

礦體采用無軌斜坡道開拓，主運輸斜坡道布置在礦體上盤和下盤大理巖中，線路布置為螺旋式，巷道斷面為五分之一三心拱，尺寸為4.0m×3.8m。從主運輸中段施工斜坡道至礦體最低點后開始施工斜坡段，斜坡段沿礦體走向繞礦體向上施工，直線段坡度14%，彎道坡度3‰轉彎半徑20m，斜坡坡腳設置一個錯車道，長25m，斷面尺寸7.0m×4.6m。

礦房借用開拓斜坡道作為新風通道，新風進入后洗刷工作面，再通過各回采分層的端部回風道排至主通風豎井，最后經礦體端部的主要通風豎井排出。

6 采場構成要素

開采進路垂直和沿礦體走向布置，上下兩層進路呈45°相交，分層高4m；每個分層按8m進路和4m礦壁換分回采單元。

7 礦房回采工藝

（1）鑿巖。使用鑿巖臺車在脈內鉆鑿水平淺孔，孔深3m，孔徑38mm，釬鋼為中空六角形，鉆頭為“一”字型硬質合金鉆頭。寬進路掘進時，先掘進4m×4m進路，再進行二次擴幫。擴幫使用鑿巖臺車在脈內鉆鑿水平淺孔，炮孔施與巷道幫呈45°夾角。

（2）爆破。爆破采用淺孔爆破，炸藥為巖石乳化炸藥，使用非電秒管微差起爆。

8 充填系統構成

采場充填系統采用不帶破碎機的井下移動式充填制備系統。制備站建設在礦體東邊的主運輸巷道中；充填所需的水泥、砂、瓜子石采用運載卡車由坑外運至充填料倉，經過計量器配比后，從混凝土料井及骨料井下放至混凝土攪拌機，經混凝土泵加壓后沿充填管道輸送至采空進路。

9 采場進路充填

根據礦山多年進路式充填累積的經驗，當進路斷面4m×4m，進路高4m，空頂距1m，空頂寬4m時，采用單次接頂長度5～8m，分次接頂的方式，充填接頂效果最佳。

10 結語

通過本文分析，上向分層寬進路連續礦壁充填采礦法能夠以較低的開采成本和較高的生產效率開采礦體，同時通過對采空區的充填，大大降低了礦體開采后對上部1028號盲斜井的影響，滿足了礦山今后的生產需求，達到了設計初衷。