臨時支護配合間隔進路式開采方法在頂?shù)字鶜埖V回采中的應用

馬 武，彭聯(lián)合，朱志華

（水口山有色金屬有限責任公司，湖南 衡陽421513）

隨著時間推移，國內(nèi)許多大型老礦山都面臨同一個問題，那就是隨著礦山生產(chǎn)向深部中段發(fā)展，礦量回采難度、提升運輸難度越來越大并難以滿足整體礦山生產(chǎn)需求，而由于歷史原因淺部仍保留大量頂?shù)字鶜埖V［1－3］。為保持礦山生產(chǎn)能力不大幅度下降，同時延長礦山服務年限，提高礦產(chǎn)資源有效回收利用率，開展頂?shù)字鶜埖V安全回采變得尤為重要［4］。

國內(nèi)頂?shù)字鶜埖V回采方法一般有兩種：1）中深孔落礦的全面法。該種方法主要適用留礦法回采采空區(qū)上部頂?shù)字蟮V體傾角較陡。該方法充填體垮塌可能性較大，采礦、出礦安全威脅較大［5］。2）垂直走向或沿走向布置的分條進路式采礦法。該種方法適用于礦體傾角較緩的充填采礦法頂?shù)字鶜埖V回采。特點如下：有效安全，資源回收率高，貧化率低；施工周期稍長，支護難度及費用較高。適合回收高品位、價值較高的貴重金屬礦物。

康家灣礦由于歷史原因，許多采場充填時不僅有尾砂膠結充填還有矸石充填，進而加大了頂?shù)字夭呻y度。單一采用間隔進路采礦法不能確保礦石的安全回采，須配合臨時支護進路。這樣既能滿足對頂板的 支護要求，確保生產(chǎn)安全，又能有選擇地對支護材料進行回收，節(jié)約生產(chǎn)成本。

臨時支護就是在進路施工中，在掘進工作面架設的維護進路安全和工作空間的一種臨時支架，以保護掘進施工人員的安全。進路臨時支護的特點是，服務期限短，并緊跟工作面；金屬支架支護，采用18kg／m的舊鐵軌、槽鋼或礦用工字鋼一般可分4～6節(jié)，按間隔1m鋪設，并配合松木條或坑木進行聯(lián)合護頂支護，臨時支架均可回收復用。

間隔進路式回采即針對充填尾砂體下頂?shù)字鶜埖V的安全有效回采而采取的一種采礦方法，它是將頂?shù)字鶜埖V劃分成一條條分進路，并按照錯開回采方式對其進行回采，采取回采一部分充填一部分對礦石進行分步回收［6］。

1 工程概況

康家灣鉛鋅礦屬于中溫熱液礦床，受康家灣隱伏倒轉背斜和F22逆沖斷層控制，主要礦體賦存于硅化破碎帶和F22斷層上盤的二疊系統(tǒng)下當沖組泥灰?guī)r中，礦體呈似層狀，少數(shù)呈扁豆狀疊加產(chǎn)出，其厚度、品位變化較大。礦體產(chǎn)狀與倒轉背斜或硅化破碎帶基本一致，走向近南北，東翼東傾，西翼西傾，頂部近似水平?？导覟炽U鋅礦屬于大型水體下開采的礦床，采取上向水平分層膠結充填采礦法進行開采［7］?？导覟炽U鋅礦本著“以探為主，探采結合，規(guī)模由小到大，分期改造的方針進行建設。經(jīng)過近20年開采，一期工程八中段以上高品位厚大礦體基本回采且充填完畢，充填骨料來自于康家灣礦選廠浮選所產(chǎn)生的尾砂，粒徑為74μm。充填漿料水灰比為1∶10，凝結后抗壓強度約為2．3MPa。由于尾砂膠結體黏結強度不高，加之之前很多采場為矸石充填采場，很多頂?shù)字戏降某涮钗锊⒉煌耆俏采绑w而是與之混合的矸石?，F(xiàn)在八中段以上約30萬t高品位殘富礦基本位于該類充填體采場下，采用常規(guī)做法回采時，受二次爆破和暴露空間面積過大影響，極易發(fā)生充填體垮塌。單獨使用臨時支護效果也不好，往往容易發(fā)生局部冒落事件，給安全生產(chǎn)帶來極大威脅。

為解決這一問題，經(jīng)過不斷嘗試，先后和南華大學進行技術方案革新探討，采用水壓力柱護頂?shù)纫幌盗许數(shù)字夭煞桨?，但效果都不是很理想。最后才采取間隔進路式回采方案并對分進路進行臨時護頂支護，既能滿足對頂板支護要求確保生產(chǎn)安全，又能有選擇地對支護材料進行回收，節(jié)約生產(chǎn)成本。

2 臨時支護配合間隔進路式方法

2．1 臨時支護工藝及參數(shù)

首先，在已掘出分進路路口架設梯形鋼支架，鋼支架支柱和梁采用24kg／m的“工”字鋼，鋼支架盡量緊貼分進路邊沿，以方便電耙順利通過，鋼支柱間距一般為1．5m［8］；其次，在“工”字鋼橫梁上鋪設2 000mm×20mm×5mm的松木板，作為柔性支護，并在松木板和充填體空隙之間填塞一些樹枝木條做到盡量完全接頂；然后出渣，當進尺達到1．8m時停止，繼續(xù)架設梯形支架，進行下一循環(huán)。

一般按照正常施工可按掘進1天、支護1天進行施工，實現(xiàn)隔日掘進的效果，且護頂效果基本能滿足安全生產(chǎn)需要，進路支架支護后，可安全出礦。在施工時須控制好炮眼布孔，采取光面爆破，確保進路巷道一次成型率高、斷面規(guī)整。局部采用木板背緊關閉邊幫，防止側面松散礦巖進入進路，同時注意一次出渣進尺不能太大，防止暴露面積過大，造成充填體垮塌。在施工過程中還必須注意嚴格控制巷道規(guī)格，嚴禁超挖，確保安全回采。

2．2 間隔進路式回采工藝及參數(shù)

1）采準布置。間隔進路式回采的采準布置一般都布置在脈外即上方?jīng)]有采空區(qū)充填體的穩(wěn)定圍巖中，回采階段平面以上頂?shù)字鶜埖V時，一般在采場外布設天井、溜井平巷，并在平巷內(nèi)布置天井、溜井分別聯(lián)通主進路電耙道，主進路電耙道規(guī)格一般為2．4m×2．5m。再由主進路電耙道向頂?shù)字鶜埖V布置一條條規(guī)格為2．0m×2．0m的分進路?；夭呻A段平面以下頂?shù)字鶜埖V時則是布置下山連接主進路電耙道，并在主進路末端布置行人天井聯(lián)通階段回風巷，主進路電耙道規(guī)格一般為2．4m×2．5 m［9］。再由主進路電耙道向頂?shù)字鶜埖V布置一條條規(guī)格為2m×2m的分進路。

表1 回采工藝參數(shù)Table 1 Technology parameters for stoping

2）回采施工工藝順序。將分進路依次編碼，首先依次施工奇數(shù)進路，并在掘進2～3m時就立即進行臨時支護，待支護完成后再向前掘進，直至整條分進路礦體回采完畢?；夭赏戤吽衅鏀?shù)分進路后，選擇安全條件好的進路進行支架回收，待回收完畢后，對所有已回采的奇數(shù)進路進行充填接頂。待充填體凝結好后再回采偶數(shù)進路，重復上述操作，直至所有分進路充填完成，底柱進路采準布置圖如圖1、圖2。

圖1 底柱進路采準布置剖面圖Fig．1 Profile map of the drift layout plan for bottom pillar

圖2 底柱進路采準布置平面圖Fig．2 Planar graph of the drift layout plan for bottom pillar

2．3 經(jīng)濟效益分析

礦山從2003年以來一直采用臨時支護配合間隔進路式回采方案回采八中段以上頂?shù)字鶜埜坏V，通過多年來生產(chǎn)實踐證明，該方法安全可靠，工作效率較高，未發(fā)生較大的安全事故，近10年取得了很大的經(jīng)濟效益。據(jù)統(tǒng)計，八中段以上共采出殘富礦20余萬t，折合鉛鋅金屬量2萬t以上，20萬t×10%品位×88．5%回收率×6 000元／t＝10 620萬元，直接經(jīng)濟價值1億多元。殘富礦的回采回收了大量的礦產(chǎn)資源，延長了康家灣礦生產(chǎn)服務年限，提高了礦山整體出礦品位，取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。目前，八中段以上仍在進行殘礦回采工作，繼續(xù)為康家灣礦的生產(chǎn)經(jīng)營和可持續(xù)發(fā)展做出積極的貢獻。

3 結論

近10年來，臨時支護配合間隔進路式回采方法應用于康家灣礦頂?shù)字踩夭芍小嵺`結果證明，這種綜合回采方法有很強的實用性，可以有效地解決礦山頂?shù)字鶜埖V回采安全生產(chǎn)問題。此外，該方法也可在破碎礦體、垮塌區(qū)殘礦的回采中廣泛應用。

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