逆向采準(zhǔn)工程在上向水平充填采礦法中的應(yīng)用

于曙華，孫廣猛，薛超

(嵩縣山金礦業(yè)有限公司， 河南 嵩縣 471400)

0 引言

在嵩縣山金礦區(qū)北翼12-16線間有一條急傾斜薄礦體，礦體走向長(zhǎng)度約80 m，平均厚度約3.6 m。對(duì)于此類礦體采用常規(guī)的盤區(qū)式采準(zhǔn)工程布置方案工程量較大，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益低。因此針對(duì)此類礦體的采準(zhǔn)工程布置方式進(jìn)行了研究，創(chuàng)造性地提出了逆向采準(zhǔn)工程施工方案。這種方案極大地節(jié)約了采準(zhǔn)工程量，帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了該類礦體的安全高效經(jīng)濟(jì)回采，也為同類型礦體的回采提供了思路。

1 地質(zhì)概況

1.1 礦體特征

60中段北翼礦體賦存于M1構(gòu)造蝕變帶內(nèi)，礦體巖性為構(gòu)造角礫巖，角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；礦化以硅化、黃鐵礦化為主，黃鐵礦化呈浸染狀分布于巖石裂隙。礦體沿走向長(zhǎng)度約80 m，平均厚度約3.6 m。

1.2 構(gòu)造特征

該地段控礦主構(gòu)造的下盤構(gòu)造明顯，局部發(fā)育有斷層泥，構(gòu)造產(chǎn)狀為290°∠58°，12線以南構(gòu)造板上夾石發(fā)育，厚度逐漸增大，回采中注意結(jié)合取樣剔除。上盤構(gòu)造不明顯，與上盤石英斑巖呈漸變接觸。

1.3 圍巖地質(zhì)特征及脈巖

礦體上盤為碎裂巖，見(jiàn)有硅化、高嶺土化、綠簾石化等蝕變；礦體下盤為鉀化斑巖，具有鉀化、硅化，黃鐵礦化等蝕變，上盤邊界受構(gòu)造嚴(yán)格控制，有明顯的邊界；礦體下盤與圍巖呈漸變接觸關(guān)系，通過(guò)各分段采場(chǎng)聯(lián)巷控制礦體下盤邊界。

1.4 礦巖穩(wěn)固性

上盤圍巖局部受構(gòu)造應(yīng)力作用呈粒狀、泥狀，巖石破碎、完整性差、遇水易垮落，施工過(guò)程中應(yīng)密切注意采場(chǎng)上盤及頂板變化；礦體及下盤圍巖完整性較好，但在構(gòu)造節(jié)理發(fā)育地段穩(wěn)固性差。

1.5 水文地質(zhì)情況

該采場(chǎng)水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單，無(wú)涌水，穿脈14線下盤有淋水現(xiàn)象，其余局部上盤構(gòu)造有滴水。

2 采準(zhǔn)方案

2.1 采準(zhǔn)方案優(yōu)化原因

60中段北翼礦體走向長(zhǎng)度約80 m，平均厚度約3.6 m，構(gòu)造產(chǎn)狀為290°∠58°，屬于急傾斜薄礦體。對(duì)于此類礦體采用盤區(qū)式采準(zhǔn)方案布置，需施工脈外運(yùn)輸巷、斜坡道、采場(chǎng)聯(lián)巷、溜礦井等一系列采準(zhǔn)工程，施工工程量大，回采效率低。因此，針對(duì)此類礦體采準(zhǔn)方案進(jìn)行了優(yōu)化，以節(jié)約工程量，提高采礦效率，達(dá)到安全高效回采的目的。

2.2 逆向采準(zhǔn)施工方案的布置方式

北翼 12～16線礦體屬于急傾斜薄礦體，礦體和上盤圍巖穩(wěn)固性較差，資源儲(chǔ)量較少，但礦石平均品位高。綜合多種采礦方案，最終確定上向水平充填采礦法[1-7]，以降低貧化率和損失率，保證安全高效回收礦石。

北翼12～16線劃分為1612一個(gè)采場(chǎng)，采場(chǎng)長(zhǎng)度為80 m，采場(chǎng)中部布置有脈內(nèi)充填回風(fēng)井，與上部中段貫通，溜井及行人通風(fēng)井布置在脈外，通過(guò)采場(chǎng)聯(lián)巷聯(lián)通，采場(chǎng)聯(lián)巷通過(guò)壓頂作業(yè)對(duì)采場(chǎng)換層；采場(chǎng)采高3.5 m，共劃分11層，一分段采場(chǎng)聯(lián)巷擔(dān)負(fù)二分層采場(chǎng)回采任務(wù)，二至四分段采場(chǎng)聯(lián)巷各擔(dān)負(fù)三分層回采任務(wù)；為減少采準(zhǔn)工程施工量，將逆向采場(chǎng)聯(lián)巷施工方案應(yīng)用在上向水平充填采礦法，即分段采場(chǎng)聯(lián)巷完成對(duì)應(yīng)分層礦體回采，即將換層時(shí)，自回采完成的采場(chǎng)內(nèi)逆向施工采場(chǎng)聯(lián)巷與行人通風(fēng)井、溜井貫通，然后再反向壓頂至下一分層礦體底板標(biāo)高的方案。

重點(diǎn)介紹二分層回采準(zhǔn)備及三、四、五分層正常回采。

（1）首先完成對(duì)一分層回采、充填作業(yè)，隨后對(duì)一分段采場(chǎng)聯(lián)巷進(jìn)行壓頂作業(yè)，壓頂至二分層底板標(biāo)高，對(duì)二分層礦體進(jìn)行正常回采。同時(shí)需施工脈外溜井和行人通風(fēng)井，為下一步回采做準(zhǔn)備。

（2）對(duì)二分層礦體回采完成后在礦房采空區(qū)內(nèi)逆向施工二分段采場(chǎng)聯(lián)巷（見(jiàn)圖1），使二分段采場(chǎng)聯(lián)巷與溜礦井、行人通風(fēng)井貫通，施工采場(chǎng)聯(lián)巷產(chǎn)生的廢石可回填至第二分層采空區(qū)內(nèi)。

圖1 一分段平面圖

（3）對(duì)第二分層采空區(qū)進(jìn)行充填養(yǎng)護(hù)，充填期間鏟運(yùn)機(jī)存放在二分段采場(chǎng)聯(lián)巷內(nèi)。

（4）第二分層采空區(qū)充填養(yǎng)護(hù)完成后再對(duì)二分段采場(chǎng)聯(lián)巷進(jìn)行壓頂作業(yè)，壓頂至第三分層底板標(biāo)高，隨后對(duì)第三分層礦體進(jìn)行回采。

（5）第三分層礦體回采完成并進(jìn)行充填養(yǎng)護(hù)后，可對(duì)二分段采場(chǎng)聯(lián)巷繼續(xù)進(jìn)行壓頂作業(yè)，然后回采第四分層礦體，按此順序繼續(xù)回采第五分層礦體。

（6）回采完第五分層礦體后，二分段采場(chǎng)聯(lián)巷換層任務(wù)結(jié)束，繼續(xù)在五分層采場(chǎng)內(nèi)逆向施工三分段采場(chǎng)聯(lián)巷與溜井、行人通風(fēng)井貫通（見(jiàn)圖2），依次完成對(duì)應(yīng)分層礦體回采任務(wù)。

圖2 二分段平面圖

采場(chǎng)回采方案見(jiàn)圖1、圖2、圖3。

圖3 縱投影圖

2.3 出礦運(yùn)輸

采場(chǎng)主要通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)輸，在逆向施工采場(chǎng)聯(lián)巷過(guò)程中可將廢石回填至采空區(qū)內(nèi)，在礦石回采和采場(chǎng)聯(lián)巷壓頂過(guò)程中可將礦石（廢石）由采場(chǎng)聯(lián)巷倒入溜井，由震動(dòng)放礦機(jī)放入礦車，由電瓶車牽引礦車倒入中段主溜礦井，礦石下部中段運(yùn)輸巷經(jīng)振動(dòng)放礦機(jī)放出裝車，由電機(jī)車運(yùn)至馬頭門，經(jīng)主豎井罐籠提升至地表。

2.4 采場(chǎng)通風(fēng)

新鮮風(fēng)流經(jīng)主豎井→石門巷→北翼運(yùn)輸巷→通風(fēng)井→局部通風(fēng)機(jī)壓入采場(chǎng)，生產(chǎn)作業(yè)后，污風(fēng)→充填回風(fēng)天井→上部中段→運(yùn)輸巷→盲豎井石門巷→二級(jí)盲豎井→一級(jí)盲豎井→地表。

2.5 行人及支護(hù)材料運(yùn)輸

人員可通過(guò)上一階段運(yùn)輸巷經(jīng)行人通風(fēng)井出入采場(chǎng)，支護(hù)材料通過(guò)溜井上部由卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)輸至階段聯(lián)巷內(nèi)。

3 采準(zhǔn)方案經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

針對(duì) 60中段北翼礦體，若采用機(jī)械化盤區(qū)采礦，則需投入一系列分段巷、斜坡道、采場(chǎng)聯(lián)巷等工程，主要掘進(jìn)工程量見(jiàn)表1，主要掘進(jìn)工程費(fèi)用見(jiàn)表2。

表1 主要掘進(jìn)工程量/m

表2 主要掘進(jìn)工程費(fèi)用/萬(wàn)元

4 結(jié)論

針對(duì)嵩縣山金七中段北翼礦體走向長(zhǎng)度短、平均厚度薄、礦體傾角大、地質(zhì)品位高、巖石穩(wěn)固性較差的特點(diǎn)，為保證安全高效經(jīng)濟(jì)回采，提出了逆向采準(zhǔn)工程施工方案。與機(jī)械化盤區(qū)開(kāi)采相比，此方案采準(zhǔn)工程量少、施工效率快、經(jīng)濟(jì)效益高，同時(shí)又能根據(jù)巖石穩(wěn)固性在上向和下向開(kāi)采間靈活轉(zhuǎn)換，在保證安全的前提下可經(jīng)濟(jì)高效地回采礦體。