中深孔房柱法開(kāi)采水平厚礦體工藝探究

摘要：結(jié)合房柱法在國(guó)內(nèi)外的使用現(xiàn)狀，對(duì)中深孔房柱法開(kāi)采水平厚礦體的工藝進(jìn)行探究。結(jié)合現(xiàn)代化無(wú)軌自行設(shè)備和地壓通風(fēng)管理措施，提出了相應(yīng)的采準(zhǔn)切割辦法和礦房回采工藝，可以有效的降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，并且很好的改進(jìn)地下礦山的工作環(huán)境。

關(guān)鍵詞：水平厚礦體 房柱法 中深孔 回采工藝

1 國(guó)內(nèi)外房柱法應(yīng)用概況

房柱法采礦用于開(kāi)采水平和緩傾斜的礦體，在礦塊或采區(qū)內(nèi)礦房和礦柱交替布置，回采礦房時(shí)留連續(xù)的或間斷的規(guī)則礦柱，以維護(hù)頂板巖石。這種采礦方法應(yīng)用的基本條件是礦石和圍巖均穩(wěn)固，礦體水平或緩傾斜，不僅能回采薄礦體，也可以用于回采厚和極厚礦體[1-2]。

國(guó)內(nèi)緩傾斜中厚礦體應(yīng)用房柱法主要有淺孔錨噴或人工礦柱房柱法、淺孔普通房柱法、普通中深孔房柱法以及中深孔超前切頂房柱法等[3-4]。根據(jù)上世紀(jì)90年代統(tǒng)計(jì)資料，國(guó)外18個(gè)國(guó)家中100多個(gè)傾斜緩傾斜礦山用房柱法開(kāi)采的礦山占44%，而在美國(guó)有色金屬地下開(kāi)采礦山中所占比重達(dá)59%，法國(guó)的鐵礦山中所占比重高達(dá)98%。

中深孔房柱法應(yīng)用中深孔爆破，其余工藝基本不變，生產(chǎn)效率得到較大提高，支護(hù)技術(shù)的提高促進(jìn)了房柱法在礦巖中等穩(wěn)固礦山的應(yīng)用，護(hù)頂中深孔房柱法成為我國(guó)房柱法開(kāi)采的發(fā)展趨勢(shì)[5-9]。本文結(jié)合無(wú)軌鑿巖臺(tái)車(chē)、輪胎式鏟運(yùn)機(jī)以及錨桿護(hù)頂?shù)氖褂?，?duì)中深孔房柱法回采水平厚礦體進(jìn)行探究，提出相應(yīng)的礦石回采方法，以期達(dá)到提高生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率的目的。

2 采區(qū)布置及構(gòu)成要素

某鐵礦礦體厚度為15m，傾角為0°，礦體和圍巖較穩(wěn)固，不劃分階段，采用中深孔切頂房柱法回采。采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，由于鏟運(yùn)機(jī)的最佳運(yùn)距為150-200m，采區(qū)長(zhǎng)度確定為150m，寬度為45m，沿礦體走向布置。礦房跨度15m，房間礦柱選用間隔式方形礦柱，尺寸為5m×5m；采區(qū)間柱為連續(xù)式礦柱，寬度為10m?；夭蓵r(shí)采用礦體布置如圖1所示。

3 采準(zhǔn)切割

在礦體底板圍巖中掘進(jìn)平行的采區(qū)運(yùn)輸巷道，劃分出盤(pán)區(qū)。在盤(pán)區(qū)中用總回風(fēng)平巷劃分采區(qū)，總回風(fēng)平巷的斷面尺寸為4m×4m。礦石回采時(shí)使用鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)搬礦石，在采區(qū)的端部和中部各掘進(jìn)一個(gè)放礦溜井，斷面為2.5m×2.5m。采區(qū)內(nèi)采用超前切割分層回采，在礦體上層掘進(jìn)兩條通風(fēng)平巷，斷面均為4m×4m，與總回風(fēng)平巷接通。為了加強(qiáng)采場(chǎng)通風(fēng)，在每個(gè)放礦溜井的上風(fēng)側(cè)掘進(jìn)一個(gè)通風(fēng)井，斷面為2.5m×2.5m。

在采區(qū)端部放礦溜井處，從通風(fēng)巷道向采區(qū)兩側(cè)溜井口掘進(jìn)一條頂部水平切割巷道，從切割巷道開(kāi)始進(jìn)行后退式切頂，形成15m寬的頂部空間，切頂?shù)耐瑫r(shí)對(duì)頂板圍巖進(jìn)行錨桿支護(hù)，切頂崩落的礦石用鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)搬到采區(qū)左側(cè)放礦溜井口卸礦，采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。15m寬的切頂空間形成后，底部切割巷道的掘進(jìn)從采區(qū)端部的左側(cè)聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)始，掘進(jìn)一條斷面4m×3m（寬×高）。然后在巷道中打上向垂直中深孔，分2次進(jìn)行拉槽，每次崩落4m高的礦石，形成4m寬的初切割槽。然后從頂部切頂空間打三排下向垂直中深孔，進(jìn)行擴(kuò)槽爆破，最終形成10m寬的切割立槽，為了保護(hù)房間礦柱，第三排炮孔進(jìn)行不耦合裝藥，采用預(yù)裂爆破。切割工作如圖2所示。

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4 礦房回采

4.1 中深孔切頂層回采

切頂層高度為4m，切頂步距為7m，使用CTC14AJ1輪胎式氣動(dòng)采礦鉆車(chē)，孔徑為60mm，孔深8m。對(duì)靠近礦柱的炮孔進(jìn)行不耦合裝藥，采用預(yù)列爆破，保證礦柱的完整性和穩(wěn)定性。爆破時(shí)部分礦石崩落到下層底板，殘留在切頂層的礦石用推土機(jī)推至下層底板，然后用ACY-3鏟運(yùn)機(jī)搬至放礦溜井。

4.2 頂板支護(hù)

護(hù)頂采用注漿式錨桿支護(hù)，每次切頂爆破并進(jìn)行爆破效果檢查之后，即時(shí)進(jìn)行翹頂。然后工人站在爆堆上，用YT28氣動(dòng)鑿巖機(jī)鑿上向鑿巖鉆孔，用MJ-2型注漿器注漿。錨桿網(wǎng)度為1.8×2.0m，錨桿長(zhǎng)度為2m。注漿的泥漿配比，灰沙比1：2-2.2，水灰比1：0.4-0.45（用400號(hào)硅酸鹽水泥）。

4.3 主回采層的回采

設(shè)計(jì)主回采層11m，選用前進(jìn)式回采。在切割平臺(tái)上，利用Simba263地下潛孔鉆機(jī)打下向垂直中深孔，孔深121m，孔徑80mm，孔網(wǎng)參數(shù)1.5m×1.5m。對(duì)靠近礦柱的炮孔同樣進(jìn)行不耦合裝藥，采用預(yù)裂爆，保證礦柱的安全。在頂板支護(hù)工作完成后進(jìn)行爆破，礦石用CY-3鏟運(yùn)機(jī)出礦。

4.4 回采循環(huán)

一個(gè)采區(qū)分兩個(gè)礦房進(jìn)行同時(shí)開(kāi)采，左側(cè)礦房的開(kāi)采超前右側(cè)礦房15m，做到左側(cè)切頂回采和右側(cè)主回采層的回采同時(shí)進(jìn)行。同一側(cè)的切頂回采超前主回采層7m。切割立槽形成以后，在切割立槽的一端形成15m寬的切頂空間，循環(huán)回采從此開(kāi)始，包括以下內(nèi)容：

①對(duì)左側(cè)礦房進(jìn)行主回采層的鑿巖爆破，爆破區(qū)寬度為8m；②對(duì)右側(cè)礦房進(jìn)行主回采層的鑿巖爆破，爆破區(qū)寬度為8m，同時(shí)對(duì)左側(cè)礦房進(jìn)行切頂鑿巖鉆孔和上步驟崩落礦石的運(yùn)搬工作；③對(duì)左側(cè)礦房進(jìn)行切頂爆破，爆破后進(jìn)行翹頂和支護(hù)，支護(hù)的同時(shí)進(jìn)行右側(cè)礦房的主回采層爆堆的運(yùn)搬工作，左側(cè)礦房支護(hù)完成后，推土機(jī)把臺(tái)階上的礦石推至底板，即進(jìn)行左側(cè)主回采層的鑿巖鉆孔工作。④左側(cè)礦房鉆鑿下向垂直中深孔的同時(shí)，對(duì)右側(cè)礦房進(jìn)行切頂鑿巖鉆孔工作。⑤對(duì)右側(cè)礦房進(jìn)行切頂爆破，翹頂后用錨桿支護(hù)頂板，翹頂和支護(hù)的同時(shí)用鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)搬左側(cè)主爆區(qū)礦石，支護(hù)結(jié)束后，用推土機(jī)把右側(cè)切頂爆破下來(lái)的礦石推至底板，即可進(jìn)行右側(cè)礦房主爆區(qū)鉆孔鑿巖工作。

每次爆破前，位于頂部的鑿巖鉆車(chē)和風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)及注漿機(jī)可退至通風(fēng)平巷中，鏟運(yùn)機(jī)可推至采區(qū)兩側(cè)側(cè)聯(lián)絡(luò)通道中，確保設(shè)備的安全。切割回采時(shí)，對(duì)貼近頂板的炮孔均采用不耦合裝藥，進(jìn)行光面爆破，減少對(duì)頂板的破壞，減少翹頂工作量。礦石運(yùn)搬時(shí)采區(qū)兩側(cè)的放礦溜井都可卸礦，為加快礦石運(yùn)搬速度，一個(gè)采場(chǎng)可采用兩臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)同時(shí)出礦。在一個(gè)回采循環(huán)中，多項(xiàng)工作同時(shí)進(jìn)行，極大的提高了回采速度。礦房的回采工作如圖4所示。endprint

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5 礦柱回采

對(duì)于房間礦柱，予以有選擇性的回采，防止頂板塌落。在采區(qū)兩側(cè)間柱和端部間柱底部掘進(jìn)一條水平鑿巖巷道，巷道斷面為4m×4m。采區(qū)兩側(cè)間柱鑿巖巷道與每條采區(qū)運(yùn)輸巷道在空間上垂直，在每個(gè)交錯(cuò)的位置各鑿一條放礦溜井；采區(qū)兩側(cè)間柱鑿巖巷道與采區(qū)運(yùn)輸巷道平行，利用原來(lái)的采區(qū)放礦溜井放礦。用SimbaM3c采礦鉆車(chē)在巷道內(nèi)打上向扇形中深孔，巷道兩幫用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿淺孔，裝藥后從中間垂直中深孔向兩側(cè)傾斜炮孔分段起爆。充填材料覆蓋礦石，用CY-3鏟運(yùn)機(jī)出礦，必要時(shí)可進(jìn)入空區(qū)內(nèi)鏟運(yùn)礦石，如圖5所示。

6 通風(fēng)

新鮮風(fēng)流從盤(pán)區(qū)運(yùn)輸巷道經(jīng)采區(qū)右側(cè)通風(fēng)井進(jìn)入采場(chǎng)，通過(guò)工作面上行進(jìn)入通風(fēng)巷道，最終進(jìn)入總回風(fēng)巷。礦房在爆破結(jié)束后，為了減少風(fēng)量損失，可以把通往左側(cè)空區(qū)的端部聯(lián)絡(luò)通道用擋風(fēng)板封閉；工作面向前推進(jìn)經(jīng)過(guò)中部放礦溜井一段距離以后，為了減少礦柱引起的風(fēng)壓損失，則關(guān)閉采區(qū)端部通風(fēng)井，只采用中部通風(fēng)井進(jìn)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)。每次爆破后，可采用抽出式局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行加強(qiáng)通風(fēng)。

7 總結(jié)

對(duì)房柱法開(kāi)采水平厚礦體的采準(zhǔn)切割工程進(jìn)行了探索，與傳統(tǒng)的房柱采礦法相比，采準(zhǔn)切割工程量減少了很多；同時(shí)研究了中深孔房柱法對(duì)于水平厚礦體的回采工藝，充分利用現(xiàn)代化無(wú)軌自行設(shè)備的優(yōu)越性，生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率會(huì)得到大幅度提高。采場(chǎng)中采區(qū)間柱和礦房礦柱相結(jié)合，并使用錨桿維護(hù)頂板有效地進(jìn)行了地壓管理。爆破時(shí)注意使用控制爆破的方法，既提高了頂板圍巖的穩(wěn)固和礦柱的完整，又能最大限度的減少貧化率。充填后回采采區(qū)礦柱，最大限度的降低了礦石損失率，并有效防止了地表下沉。有效的通風(fēng)措施和地壓管理，給工人提供了一個(gè)舒適安全的工作環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡慧明.房柱法地壓處理及人工礦柱結(jié)構(gòu)參數(shù)研究[D].江西理工大學(xué)，2011.

[2]趙林海，王春，王文麗，文義明.房柱法在二里河鉛鋅礦的典型應(yīng)用[J].金屬礦山，2013，12：20-22+26.

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[4]梁桂長(zhǎng).中深孔超前切頂房柱法在緩傾斜中厚礦體中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)沙礦山研究院季刊，1992（S1）：155-160.

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[7]盧光遠(yuǎn)，孫宏生，劉讓?zhuān)子眉?無(wú)軌設(shè)備在房柱法盤(pán)區(qū)中的應(yīng)用[A].全國(guó)金屬礦山采礦新技術(shù)學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流會(huì)論文集[C].

2007：3.

[8]余斌，李源泉.中深孔房柱法工業(yè)試驗(yàn)與工藝特征[J].沈陽(yáng)黃金學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，04：252-257.

[9]石求志，李春，蘭曉平.預(yù)切頂中深孔房柱法在香爐山鎢礦的應(yīng)用[J].中國(guó)鎢業(yè)，2011，03：6-9+18.

作者簡(jiǎn)介：王英?。?974-），男，河北承德人，助理工程師，研究方向：采礦工藝技術(shù)。endprint

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5 礦柱回采

對(duì)于房間礦柱，予以有選擇性的回采，防止頂板塌落。在采區(qū)兩側(cè)間柱和端部間柱底部掘進(jìn)一條水平鑿巖巷道，巷道斷面為4m×4m。采區(qū)兩側(cè)間柱鑿巖巷道與每條采區(qū)運(yùn)輸巷道在空間上垂直，在每個(gè)交錯(cuò)的位置各鑿一條放礦溜井；采區(qū)兩側(cè)間柱鑿巖巷道與采區(qū)運(yùn)輸巷道平行，利用原來(lái)的采區(qū)放礦溜井放礦。用SimbaM3c采礦鉆車(chē)在巷道內(nèi)打上向扇形中深孔，巷道兩幫用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿淺孔，裝藥后從中間垂直中深孔向兩側(cè)傾斜炮孔分段起爆。充填材料覆蓋礦石，用CY-3鏟運(yùn)機(jī)出礦，必要時(shí)可進(jìn)入空區(qū)內(nèi)鏟運(yùn)礦石，如圖5所示。

6 通風(fēng)

新鮮風(fēng)流從盤(pán)區(qū)運(yùn)輸巷道經(jīng)采區(qū)右側(cè)通風(fēng)井進(jìn)入采場(chǎng)，通過(guò)工作面上行進(jìn)入通風(fēng)巷道，最終進(jìn)入總回風(fēng)巷。礦房在爆破結(jié)束后，為了減少風(fēng)量損失，可以把通往左側(cè)空區(qū)的端部聯(lián)絡(luò)通道用擋風(fēng)板封閉；工作面向前推進(jìn)經(jīng)過(guò)中部放礦溜井一段距離以后，為了減少礦柱引起的風(fēng)壓損失，則關(guān)閉采區(qū)端部通風(fēng)井，只采用中部通風(fēng)井進(jìn)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)。每次爆破后，可采用抽出式局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行加強(qiáng)通風(fēng)。

7 總結(jié)

對(duì)房柱法開(kāi)采水平厚礦體的采準(zhǔn)切割工程進(jìn)行了探索，與傳統(tǒng)的房柱采礦法相比，采準(zhǔn)切割工程量減少了很多；同時(shí)研究了中深孔房柱法對(duì)于水平厚礦體的回采工藝，充分利用現(xiàn)代化無(wú)軌自行設(shè)備的優(yōu)越性，生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率會(huì)得到大幅度提高。采場(chǎng)中采區(qū)間柱和礦房礦柱相結(jié)合，并使用錨桿維護(hù)頂板有效地進(jìn)行了地壓管理。爆破時(shí)注意使用控制爆破的方法，既提高了頂板圍巖的穩(wěn)固和礦柱的完整，又能最大限度的減少貧化率。充填后回采采區(qū)礦柱，最大限度的降低了礦石損失率，并有效防止了地表下沉。有效的通風(fēng)措施和地壓管理，給工人提供了一個(gè)舒適安全的工作環(huán)境。

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作者簡(jiǎn)介：王英?。?974-），男，河北承德人，助理工程師，研究方向：采礦工藝技術(shù)。endprint

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5 礦柱回采

對(duì)于房間礦柱，予以有選擇性的回采，防止頂板塌落。在采區(qū)兩側(cè)間柱和端部間柱底部掘進(jìn)一條水平鑿巖巷道，巷道斷面為4m×4m。采區(qū)兩側(cè)間柱鑿巖巷道與每條采區(qū)運(yùn)輸巷道在空間上垂直，在每個(gè)交錯(cuò)的位置各鑿一條放礦溜井；采區(qū)兩側(cè)間柱鑿巖巷道與采區(qū)運(yùn)輸巷道平行，利用原來(lái)的采區(qū)放礦溜井放礦。用SimbaM3c采礦鉆車(chē)在巷道內(nèi)打上向扇形中深孔，巷道兩幫用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿淺孔，裝藥后從中間垂直中深孔向兩側(cè)傾斜炮孔分段起爆。充填材料覆蓋礦石，用CY-3鏟運(yùn)機(jī)出礦，必要時(shí)可進(jìn)入空區(qū)內(nèi)鏟運(yùn)礦石，如圖5所示。

6 通風(fēng)

新鮮風(fēng)流從盤(pán)區(qū)運(yùn)輸巷道經(jīng)采區(qū)右側(cè)通風(fēng)井進(jìn)入采場(chǎng)，通過(guò)工作面上行進(jìn)入通風(fēng)巷道，最終進(jìn)入總回風(fēng)巷。礦房在爆破結(jié)束后，為了減少風(fēng)量損失，可以把通往左側(cè)空區(qū)的端部聯(lián)絡(luò)通道用擋風(fēng)板封閉；工作面向前推進(jìn)經(jīng)過(guò)中部放礦溜井一段距離以后，為了減少礦柱引起的風(fēng)壓損失，則關(guān)閉采區(qū)端部通風(fēng)井，只采用中部通風(fēng)井進(jìn)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)。每次爆破后，可采用抽出式局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行加強(qiáng)通風(fēng)。

7 總結(jié)

對(duì)房柱法開(kāi)采水平厚礦體的采準(zhǔn)切割工程進(jìn)行了探索，與傳統(tǒng)的房柱采礦法相比，采準(zhǔn)切割工程量減少了很多；同時(shí)研究了中深孔房柱法對(duì)于水平厚礦體的回采工藝，充分利用現(xiàn)代化無(wú)軌自行設(shè)備的優(yōu)越性，生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率會(huì)得到大幅度提高。采場(chǎng)中采區(qū)間柱和礦房礦柱相結(jié)合，并使用錨桿維護(hù)頂板有效地進(jìn)行了地壓管理。爆破時(shí)注意使用控制爆破的方法，既提高了頂板圍巖的穩(wěn)固和礦柱的完整，又能最大限度的減少貧化率。充填后回采采區(qū)礦柱，最大限度的降低了礦石損失率，并有效防止了地表下沉。有效的通風(fēng)措施和地壓管理，給工人提供了一個(gè)舒適安全的工作環(huán)境。

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作者簡(jiǎn)介：王英?。?974-），男，河北承德人，助理工程師，研究方向：采礦工藝技術(shù)。endprint