多模式跨中段回填系統(tǒng)在焦家金礦寺莊分礦的研究與應用

張旭鵬 李?；? 王義海

摘要：焦家金礦寺莊分礦隨采掘能力的不斷擴大，開拓毛石量增加，提升能力受限，針對此瓶頸，在不同時段，以采掘能力為依據(jù)，實施多種模式進行毛石回填，形成一整套具有寺莊特色的毛石回填新技術，切實解決了生產(chǎn)難題，強有力的保證了礦區(qū)生產(chǎn)能力的快速和高效。

關鍵詞：提升受限 天井回填 無軌倒存 跨中段回填

一、背景情況

2011年初，焦家金礦寺莊分礦采掘能力僅為900t/d，隨著井下生產(chǎn)的不斷擴大，截止到目前平均采掘能力達到3250t/d，比2011年提高了3.61倍，寺莊分礦利用一年的時間，由小型礦山壯大到中大型礦山，實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，但發(fā)展期間，為了實現(xiàn)飛躍性發(fā)展，加大淺部、深部開拓和探礦工程力度，以及各中段溜礦運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、泄水系統(tǒng)的改造工程，毛石量逐月上升，雖然地表輔助斜坡道得以投入，但提升系統(tǒng)仍無法滿足井下日益增長的生產(chǎn)能力，因此，礦區(qū)通過查找生產(chǎn)“瓶頸”，針對溜礦運輸和提升能力小于采出礦能力的瓶頸問題，在不同時段，以采掘能力為依據(jù)，實施多種模式進行毛石回填，切實解決了生產(chǎn)難題，強有力的保證了礦區(qū)生產(chǎn)能力的快速和高效。

二、設計方案：

1、初期方案，采掘能力900t/d，通過“增加各機械化采場專用回填井或利用原采場行人天井”，利用無軌設備與常規(guī)設備進行相互配合，回填中段內(nèi)毛石。

2011年初寺莊分礦井下正處于改、擴建初始階段，采掘能力900t/d，溜礦運輸系統(tǒng)不完善，中段掘進工程量多，而機械化采場進路空區(qū)相對較多，單純采用無軌設備進行回填毛石，鏟運距離遠、油耗高、效率低下，針對此類問題，在各機械化采場內(nèi)“增加專用回毛天井”（規(guī)格2.0m×2.0m）與各中段運輸巷相連通或“利用原有行人天井”，在天井上口架設格篩，通過電機車牽引，利用礦車將掘進產(chǎn)生的大量毛石通過回毛天井下放至采場內(nèi)，再利用鏟運機將天井下口毛石回填至進路空區(qū)內(nèi)，緩解生產(chǎn)初期提升量受限、掘進量大、無法回毛的生產(chǎn)現(xiàn)狀，初期回填方法總共回填毛石20417t，總投入工程量367m3。

2、中期方案，專設臨時存毛點，利用無軌設備進行毛石倒存。

中期，寺莊分礦掘進能力由500t/d上升到1500t/d，采掘能力由1800t/d上升到3100t/d，機械化采場的進路空區(qū)不能隨時供給，而毛石量卻逐步攀升，針對此類問題，主要采用如下幾種方式：

（1）在機械化采場內(nèi)指定某條一步采進路作為臨時存毛地點，待其它進路回采結(jié)束后，進行毛石倒存。

（2）在機械化采場分段巷內(nèi)增加掘進工程，規(guī)格3.0m×3.0m，長度15m，做為專用存毛點，待其它進路回采結(jié)束后，進行毛石倒存。

（3）在運輸中段內(nèi)，將廢舊巷道作為永久回填地點，進行整體回毛，減少中段毛石排放量。

中期回填方法總共回填毛石量為124478t，投入工程量270 m3。

3、后期回填方案，優(yōu)化機械化采場采礦方法，將出礦方式與新采礦方法相結(jié)合，直接利用坑內(nèi)卡車進行跨中段毛石回填，減少鏟運次數(shù)，減少鏟運距離，節(jié)省油耗。

此階段采掘能力維持在3200t/d-3300t/d，采充循環(huán)不斷加快，但隨著淺部和深部掘進工程的增加，中部機械化采場進路空區(qū)出現(xiàn)“無毛可回”或“采回失衡”現(xiàn)象的發(fā)生，針對此類問題，對井下機械化采場的采礦方法進行改進，引進“分段鑿巖塹溝階段出礦嗣后充填采礦法”，崩落礦石經(jīng)出礦巷道用鏟運機運出，嗣后充填采空區(qū)，如今該采場正在進行中深孔爆破，而采空區(qū)約為1.5萬立方，可以緩解后期03以上中段的開拓和采準毛石壓力。根據(jù)圍巖穩(wěn)固程度，選擇“錨桿護頂大規(guī)格進路充填采礦法”，優(yōu)化機械化進路規(guī)格，將采場聯(lián)巷規(guī)格由3.0m×3.5m擴大到4.0m×3.5m，將圍巖穩(wěn)固的進路規(guī)格由3.0m×3.5m擴大到6.0m×4.5m，坑內(nèi)卡車CA-12將毛石裝載后，利用斜坡道直接進入礦房進行跨中段毛石回填，解決了單一中段無毛可回的瓶頸問題，保證了“采回平衡”。

后期回填方案采用后總共回填毛石量為60066t。

三、經(jīng)濟效益分析及推廣前景：

1、經(jīng)濟效益分析：

“多模式跨中段回填系統(tǒng)”的形成，既節(jié)省了充填費用，又減少了毛石提升費用，更多的是為礦石提升增加了時間，具體分析如下：

⑴此套方案歷時21個月，共回填毛石量為204961t。

⑵為完善回填系統(tǒng)，共投入工程量637m3，工程費用約為16.39萬元。

⑶回填系統(tǒng)的形成共節(jié)省充填費用461.67萬元；節(jié)省提升費用約為164.99萬元；消耗鏟運費用約為165.81萬元

⑷多模式回填系統(tǒng)形成后，共節(jié)約費用為：

節(jié)約費用=461.67+164.99-165.81-16.39=444.46萬元

2、推廣前景：

在目前黃金價格低迷的情況下，“多模式跨中段回填系統(tǒng)”的形成，可以最大限度的釋放提升空間，減少毛石提升時間，節(jié)約井下充填等成本消耗，更多的為年黃金利潤的完成提供優(yōu)越條件。

參考文獻：

[1]解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

[2]北京有色冶金設計研究總院.采礦設計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1989.

作者簡介：

張旭鵬，山東萊州人，采礦工程師，從事井下工程設計及現(xiàn)場指導