應用遙控鏟運機出礦時階段礦房法回采方案優化

徐祥熙，毛瑞軍

(山東金嶺礦業股份有限公司，山東 淄博市 255007)

0 引言

山東金召礦業有限公司召口礦（以下簡稱召口礦）主要采用一步房分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法回采礦房、二步房上向分層膠結充填采礦法回采礦柱的方法回采礦石，損失礦石主要為永久礦柱、房內存窿礦石、崩落回收角以下三角礦柱，礦石損失率為15.2%。隨著科學技術不斷發展，礦山采掘設備不斷更新，召口礦逐步推廣、采用遙控鏟運機進行礦石回采。通過優化分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法礦塊結構參數，使遙控鏟運機進入空區出礦，可以將礦房存窿礦石和崩落回收角以下三角柱礦石進行有效回收，提高房內回采率。

1 原設計回采方案

1.1 礦體賦存條件

召口礦主礦體為北金召礦床Ⅰ號礦體，該礦體走向北偏東30°，傾向南東，淺部傾向較緩，為30°～40°，深部-570 m以下傾角在50°～65°之間。Ⅰ號主礦體平均厚度16.33 m，傾向延深方向上部淺薄（3～4 m），深部厚，最厚達70余m。礦體頂板圍巖穩固，水文地質條件簡單。

1.2 原礦塊結構參數

召口礦主要采用一步房分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法回采礦房、二步房上向分層膠結充填采礦法回采礦柱。分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法礦塊結構參數如下：

（1）礦房布置和結構參數。礦體厚度大于25 m時，礦房垂直礦體走向布置，礦房長度控制在50 m內，礦房寬度為16 m；礦體厚度小于25 m時，礦房沿礦體走向布置，礦房長度控制在32 m內，寬度為礦體厚度。礦房高度為50～70 m，分段高度10～15 m，頂部留設10 m頂柱，底部采用塹溝結構。

（2）采準、切割。切割天井、拉槽巷道、鑿巖巷道等工程布置在礦房內，出礦聯絡道、出礦進路、溜井等工程布置在礦柱內或礦體上下盤脈外巖石內，階段運輸大巷布置在礦體下盤脈外巖石內。

（3）回采工藝。礦房自上而下分段回采。中深孔施工采用KQJ-100B潛孔鉆機，在鑿巖巷道內施工上向扇形中深孔炮孔。炮孔爆破采用乳化銨油炸藥，爆破時以切割槽為自由面進行爆破，用微差爆破方式，依次爆破 1～2排炮孔，上下分段保持垂直工作面或上分段超前一排炮孔。崩落的礦石下落至底部出礦水平，由鏟運機裝入礦車運輸。

（4）主要技術經濟指標。礦房生產能力：400 t/d；采掘比：65 m/萬t（平均值）；房內礦房回采率：84.8%；貧化率: 10%。

1.3 存在問題

遙控鏟運機受底部塹溝影響，只能推進至鑿巖巷道位置，無法深入礦房，部分存窿礦石不能回收；崩落回收角以下、出礦進路以上的三角礦柱作為永久損失無法回收；爆破效果不理想時，存窿礦石內大塊無法處理，影響遙控鏟運機深入推進。

2 優化設計回采方案

為提高房內回采率，充分發揮遙控鏟運機可以進入深孔礦房空場作業的優勢，針對原回采方案存在的問題，對分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法回采方案進行優化。

2.1 變更底部結構布置方式

原回采方案分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法中礦塊底部結構采用塹溝形式，鑿巖巷道寬 3.0 m，一般抬高1.5～2.0 m，為適應遙控鏟運機深入空場出礦，將底部結構改為平底形式。采用平底結構后，遙控鏟運機可以深入推進3.0 m。根據軟件數值模擬及生產現場數據統計，遙控鏟運機每深入推進 1 m，增加礦石回采 0.4萬 t，提高房內回采率1%。

2.2 增加出礦進路深孔布孔

為回收出礦進路以上的三角礦柱礦石，在出礦進路內增加深孔布置，待礦房排孔爆破完畢后，利用礦房形成的空場作為自由面，崩落回收出礦進路以上的三角礦柱礦石，利用遙控鏟運機進入空場將崩落礦石挖出。考慮到此舉造成出礦進路眉線將后退至礦房邊緣，應適當增加出礦進路長度或采用將出礦進路布置為魚骨形，以保障遙控鏟運機有足夠挖礦距離。詳見圖1。

圖1 增加出礦進路深孔布孔

在出礦進路內布置深孔，回收出礦進路以上的三角礦柱礦石，可提高房內回采率4%。

2.3 優化深孔鑿巖爆破參數

為避免存窿礦石中存在大塊，影響遙控鏟運機深入空區，對深孔鑿巖爆破參數進行了優化。

（1）深孔鑿巖參數。為提高爆破效果，相鄰的兩排炮孔盡可能做到交錯布置，深孔設計參數見表1。

表1 Φ100 m深孔設計參數

（2）深孔爆破參數。孔口留設參數：孔口依據深孔填圖資料設計間隔裝藥，出礦水平兩側邊孔留2 m孔口，其余全部裝藥；中段水平兩側各兩個邊孔留2 m孔口，其余全部裝藥，后從兩側邊孔往中間推算，相鄰炮孔之間抵抗線參數見表2。

表2 相鄰炮孔之間抵抗線參數表

深孔爆破參數：炮孔斷面面積為 0.00785 m2（Φ100 mm孔）、裝藥密度為 800 kg/m3、返粉率10%，經計算：Φ100 mm深孔裝藥量為6.3 kg/m；總裝藥量計算公式為：藥量=裝藥長度×6.3×110%。計算后藥量采用收尾法取整，且為30的倍數。

優化深孔鑿巖爆破參數后，嚴格執行相關規定操作，房內基本不出現大塊現象，礦房大塊率明顯降低，十分利于遙控鏟運機深入礦房挖取存窿礦石。

3 結 論

召口礦通過優化分段鑿巖階段礦房法回采方案，將礦房底部結構由塹溝形式改為平底形式，延長出礦進路長度，增加出礦進路內深孔布孔，優化深孔鑿巖爆破方案，充分發揮了遙控鏟運機可以進入深孔礦房空場作業的優勢，有效回收了礦房存窿礦石和崩落回收角以下三角柱礦石，房內回采率從90%提高至97%，極大提高了資源利用率，極具經濟效益和社會效益。