緩傾斜中厚礦體采礦方法研究

汪海濤 謝卿

通化鋼鐵集團板石礦業有限責任公司 吉林白山 134300

1 礦山概況

某礦體傾角為20°-30°，平均厚度為13m-15m，品位為2.8g/t-4g/t，礦體連續性程度較好，目前開采深度已經達到了900m。整體上來說，礦體巖石屬于穩固-中等穩固類，巖石的完整性較好，局部區域存在不穩固的情況。礦脈上側破裂帶區域內的巖層軟弱破碎，穩固性差。下盤圍巖，小斷層和軟弱帶處的巖石穩固性較差，其他圍巖較穩固。一般情況下，下盤開拓采準巷道使用外部手段維持穩定，局部采用錨桿+掛網+水泥漿，或者直接用鋼支架。在開采過程中揭露上盤破裂帶后，圍巖極其容易出現塌落或冒頂。

2 中深孔菱形礦房分段充填采礦法

2.1 方案特征

中深孔菱形礦房分段充填采礦法如圖1所示。工人在鑿巖巷道中使用YGZ-90鉆機或者是鑿巖臺車作業，不需要進入裸露的空區中，保障了人員和設備的安全性；采用中深孔鑿巖落礦，大大提升了效率，增大了生產能力；爆落下的礦石直接在分段鑿巖巷道中通過鏟運機運送至溜井出礦，有效提高了出礦效率。由于礦體傾角較緩、厚度較大，將礦房布置成菱形狀的礦塊，最大程度回收礦產資源，待每個菱形礦塊出礦結束后，立即進行充填工作。該法各分段按順序自下向上進行回采，隨著工作面逐步向上推進，依次填充采空區，以免上盤出現大面積的冒落。

2.2 礦塊布置

采場沿礦脈的走向布置，長度為50m-60m，寬為礦脈厚度，中段高度為60m。中段內按照每個分段從下往上沿著礦脈的走向布置菱形礦房，分段高度根據礦體的傾角設置成5.5m左右，寬為礦脈厚度。底部鑿巖巷道布置在菱形礦房的最下面與下盤交界的位置，該位置大約在礦房的中間，待鑿爆工作完成之后，該巷道可以兼作出礦巷道。

2.3 采準切割

采準切割工程從脈外斜坡道開始進行，主要的采切井巷有：分段沿脈巷、采場聯絡道、穿脈巷道（同時可兼充填回風道）、鑿巖巷（兼運輸礦石）、切割井等。在下盤脈外中段內布置運輸巷道，由采場聯絡道、穿脈巷道連通礦體。從斜坡道掘進分段聯絡道后與分段沿脈巷道貫通，每條分段沿脈巷道負責承擔上下2個小分段內礦石運輸。自分段運輸巷道向礦體開挖上山或者下山來連通作業面、分段穿脈巷道，作業面的聯絡巷與分段穿脈巷交界的位置（礦體下盤邊界與圍巖交界處），開挖1條和礦脈走向方位一致的分段鑿巖巷。采準工程結束后，從底部分段鑿巖巷道的中央向上掘進1條切割天井，考慮到采完之后空區需填充處理，切割天井的端部應與上部探礦穿脈接通，作為后期的充填下料點。在切割井的邊幫位置（上下盤）垂直礦體走向平行該井布置拉槽孔，爆破時的拋擲方向為兩幫往該口井內進行，炮孔按照與切割井的距離，由近及遠依次按順序爆破完成拉槽工作，爆落的礦石由溜井下放至中段運輸巷道裝礦運出[1]。

2.4 回采工藝

2.4.1 鑿巖爆破

采場內采用YGZ-90鉆機鉆鑿中深孔，作業人員直接在鑿巖進路內鉆鑿上向扇形孔，這樣可避免在暴露的空區頂板下作業，保障了人員和設備的安全。炮孔鉆鑿好之后采用高壓風裝藥器（BQF-100）向孔內輸送2#巖石粉狀乳化藥，爆破方式為排與排之間按先后順序依次爆破，每次爆破3-5排炮孔，當補償空間足夠大時，可一次微差擠壓爆破。在每個礦房的中央區域布置切割井，在切割井的邊幫位置（上下盤）垂直礦體走向平行該井布置拉槽孔，以切割井為補償空間進行鑿巖爆破，實現拉槽，由中間位置向兩頭進行后退式崩礦。

2.4.2 通風

新鮮風流從斜坡道、分段聯絡巷、分段沿脈巷道、采場聯絡巷道經鑿巖巷到達井下工作面，經過工作面后，污風經上分段穿脈巷道流至上中段的回風巷。當采場中的通風效果不好時，應采取機械強制通風，如增加局扇等，確保采場通風效果[2]。

2.4.3 采場頂板管理與支護

由于礦體的部分區域節理裂隙發育，以及上盤破碎帶的存在，采用該法時空區暴露面積大。為了防止頂板冒落，增大貧化率，在工人進行開采作業之前必須要在上分段做好礦體頂板長錨索護頂支護工作，錨索的密度應由采場內的具體情況確定。為縮短空區暴露的時間，作業人員應當嚴格遵守強采、強出、強充的原則。

2.4.4 出礦

采場采用2m3或3m3鏟車進行運送、出礦工作，采場中崩落的礦石由鏟車裝到鏟斗后從采場分段聯絡巷、溜井聯絡巷倒入溜井中。由于爆破時礦石會有一定的拋擲性，導致空場下存有一部分礦石，為了保證運礦工作的安全進行，此時需采用遙控鏟運機進行運礦。

2.5 充填

當每個分段完成落礦和運輸作業后，立即開展充填空區的籌備工作。充填前在回采分段下部鑿巖巷道口構筑充填擋墻，從上分段的穿脈巷道下放1根濾水管穿過充填擋墻。充填時，填充物料從上分段穿脈巷道進入采空區內。形成的充填體強度應達到下步開采的強度要求，充填要嚴格接頂[3-4]。

3 結語

針對某礦山緩傾斜不穩固中厚礦體開采存在的問題，從開采的安全性、生產能力和控制貧化損失等角度出發，研究了中深孔菱形礦房分段充填采礦法，實踐表明，當礦體傾角為20°-30°，厚度為13m-15m時，該采礦法的采場生產能力為400t/d，損失率為13.5%，貧化率為11.3%，不僅能夠滿足該礦的生產要求，也實現了礦山安全、高效回采的目的。