下向分層膏體充填采礦法的生產實踐與改進

黎 飛

（云南馳宏鋅鍺股份有限公司會澤礦業分公司，云南 曲靖 654211）

隨著某礦山開采深度的逐漸增加，礦體賦存及開采條件越來越復雜多變，圍巖破碎、涌水增加、應力集中等問題成為采礦作業的難題，特別是隨著伴生黃鐵礦石含量的上升，頂板易垮落、支護難度大、成本高的問題逐漸凸顯，為保障安全生產，礦山采取了下向分層膏體充填采礦法，并在實踐過程中不斷改進。

1 下向分層膏體充填采礦法的應用

1.1 工程布置及結構參數

根據礦體賦存情況及礦巖穩固性，分段沿脈、出礦道、溜礦井與充填通風井等工程統一布置于礦體下盤；中段垂高：60.0m，分段垂高：12.0m，分層垂高：3.0m；根據設備運行的相關參數要求，采準斜坡道、溜礦井聯道、出礦道與分段平巷斷面統一采用3.0m×3.0m的三心拱斷面，采礦進路斷面采用3.0m×3.0m的矩形斷面，充填通風井及溜井采用2.0m×2.4m的矩形斷面。

1.2 鑿巖爆破

采用YT-24淺孔鑿巖機鑿巖，炮孔直徑35mm，孔深2.0m，采用垂直掏槽。掏槽眼7個（6個眼裝藥，1個孔中自由面孔），輔助眼11個，周邊眼18個（頂部眼距假底50cm，邊眼距距膏體50cm），共計36個炮孔。采用高威力乳化防水炸藥爆破，電磁雷管起爆，裝藥系數0.8。掏槽眼裝藥量為：1.0kg/眼，輔助眼、周邊眼裝藥量為：0.8kg/眼，共計裝藥量：29.2kg，雷管消耗：電磁雷管1發，起爆秒管34發。爆破效率為80%，每循環進尺2.0m，礦量：72.0t，單位炸藥消耗量：0.406kg/t。

1.3 頂板管理

通風結束后，工人進入工作面，立即檢查爆破效果，有無啞炮和人工假頂的變化情況，撬掉浮礦和松動巖石，同時向爆堆進行噴霧灑水，對揭露的假底沒有接頂的采用垛木、簇柱人工輔助接頂。立柱支護，材料選擇要求：無腐蝕硬質圓木，?≥20cm，支護間距2.0m/棵～2.5m/棵，如假底發生變形，需根據實際情況加密。生產過程中主要的支護措施有事前支護與事后支護兩種。事前支護：每個分層在回采進路時上盤、下盤進路必須留作第二次回采，以確保假底的安全。中間厚大礦體在回采過程中可以在采空區兩幫預先做立柱支護（間距3m～5m，距幫0m～0.5m），以保證在回采相鄰進程過程中假底受膏體充填未接頂的影響。事后支護：主要是對膏體充填后未接頂的部分，采用垛木支護。支護材料要求：立柱Φ20cm，無腐蝕的硬質材料。

1.4 膏體充填

采場回采結束后，進行采場平底工作，在采場底部用3mm～5mm鋼筋鋪墊金屬網制作假底，假底形成后，建造封閉式隔墻，采場充填時，第一段用灰砂比1：4的充填料充填。

2 生產中存在的問題及措施

2.1 假頂破壞

整個人造假頂頂板經常出現人為破壞，膏體被炸落以及控制不好等現象，一是由于操作工責任心不強、頂眼布置不當、周邊眼數少、裝藥量不合理等造成。二是由于采用YT一24型或7655氣腿鉆機鉆鑿頂眼時，操作人員高度不夠，頂眼仰角大。在頂板凹凸不平的情況下，充填體與頂板的相對高度也相應變化，造成上部分層回采貧化損失，填充體與頂板位置如下圖所示。

圖1 填充體與頂板位置示意圖

同時，凹凸不平的頂板易產生浮石，降低作業安全度。為了有效保護假頂，打眼時頂眼底和假底的間距至少為50cm，保證不打在假頂上，同時對在裝藥過程中，保證盡量少裝藥，若在施工過程中，不小心頂眼打在假頂里，則該孔報廢，不允許裝藥爆破。

2.2 分層之間（轉層）生產能力的銜接

以某礦體15分段1分層單體設計為例，整個1分層賦存礦石量23600噸，布置2條出礦道，分為2個盤區，共有28塊礦房。每條出礦道或盤區所服務的礦房數量在人為設計時有多少之分。

為了轉層的銜接的平衡，在回采時可主要集中先回采礦房多的出礦道，搭配回采礦房少的出礦道，讓礦房多的出礦道先進入下一分層回采，分段采場所跨越的分層數不能超過2個分層。由于礦房多的出礦道先回采先轉層，轉層后，礦房多則采點多。礦房少的出礦道后轉層，由于礦房少收尾快則轉層快，最終分段采場所跨越的分層數不能超過2個分層，有利于生產能力的提升和協調。

2.3 充填接頂

根據實際生產情況，現場容易出現充填不接頂，特別是采用隔三采一或者隔一采一布置回采進路時，雖然能更加有效地控制圍巖的變形，減小對圍巖體的擾動，從而有效的控制圍巖應力釋放。但帶來的最大問題是不能保證接頂，引入了橋墩形式，對部分礦房進行強制性接頂，形成橋墩支撐假頂，詳細措施為一分層每條出礦道的最后一塊礦房先不充填，等待下一分層相對應的空區形成后，統一從高處對低處充填確保接頂；為了充填二分層的空區接頂，可在一分層預埋充填管充填二分層；盡量不采用隔三采一或者隔一采一布置礦房，而采用從兩端到中間的后退式回采，可以確保每一塊礦房都是一邊是礦體支撐一邊是膏體支撐，達到回采安全；部分礦房可對假底進行挑頂充填。

3 結論

通過采用下向分層膏體采礦法，假底下作業有效解決了礦山頂板易垮落的重大安全威脅，提高了作業安全保障，改善了作業環境。在生產實踐過程中，加強鑿巖爆破技術及管理要求，有效控制了假底破壞；結合礦體形態，合理布置出礦進路，組織協調開采順序，分層之間（轉層）有序銜接，確保了生產能力；引入了橋墩形式，對部分礦房進行強制性接頂，確保了充填接頂。為此類礦山生產提供了實踐參考依據。