上向進路充填采礦法在長田金礦的應(yīng)用

馬得鈺

（貴州紫金礦業(yè)股份有限公司，貴州 貞豐 562200）

長田金礦又稱簸箕田金礦，為貴州紫金礦業(yè)股份有限公司下屬礦山；礦區(qū)屬于水銀洞金礦區(qū)簸箕田礦段，開采范圍位于簸箕田礦段的中部，走向長度約1600m，寬約550m，面積為0.88km2。開采范圍內(nèi)礦體均呈層狀、似層狀分布于灰家堡背斜軸兩側(cè)近300m范圍內(nèi)，空間上多個礦體上下重疊，垂直間距10m～60m不等，在已控制的35個礦體中，主要開采礦體為Ⅳb、Ⅳc、Ⅲd、Ⅲc+1，產(chǎn)于長興組、龍?zhí)督M中下部。主要礦體賦存標(biāo)高620m～1260m，礦石量352.08×104t，（332資源量占56.29%），金資源量（332+333）：18381.18kg，平均品位5.22×10-6,平均厚度6.05m。

長田金礦設(shè)計生產(chǎn)能力為800t/d。開拓方式為：混合井開拓，罐籠+箕斗互為平衡提升方式，各中段產(chǎn)出礦石和廢石通過電機車運至主溜井，經(jīng)破碎計量后裝入箕斗經(jīng)提升后卸載至地表礦（巖）倉（廢石不破碎），礦石經(jīng)皮帶運至選廠，廢石由汽車轉(zhuǎn)運至地表排土場，人員、材料及設(shè)備上下都通過罐籠提升。

長田金礦主要礦體呈層狀、似層狀，埋藏于地表250m以下，平均厚度6.05m，傾角0°～60°，多為20°。礦體多為緩傾斜，局部傾斜至急傾斜（主要礦體賦存情況見表1）。礦脈薄，礦石中等穩(wěn)固，圍巖穩(wěn)固性差，頂板不允許有較大的暴露面積，地表不允許塌陷，根據(jù)礦體賦存狀態(tài)及開采技術(shù)條件，結(jié)合該礦的地質(zhì)情況及周邊礦山的實際生產(chǎn)情況，設(shè)計選擇兩種采礦方法：對傾角30°以上的礦體，采用上向分層充填法，所占比例約41%；對傾角30°以下的礦體，采用上向進路充填法，所占比例約59%。

表1 主要礦體賦存特征表

1 上向進路充填采礦法采準(zhǔn)切割參數(shù)

1.1 礦塊構(gòu)成要素

礦塊沿走向布置，長40m，中段高40m。采礦進路垂直走向布置，進路長為礦塊斜長40m～50m，根據(jù)進路開采的特點，應(yīng)用梁結(jié)構(gòu)極限穩(wěn)定理論分析礦體的寬度，設(shè)水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力分別為p、q，根據(jù)公式

式中，Ls為允許的礦體安全寬度，m;h為截面高度，即回采進路高度，4m;［σT］為巖石的許用應(yīng)力，MPa;σT為巖石的極限抗拉強度，MPa;q為進路頂板承受的均布載荷，MPa;n為安全系數(shù)，取6。通過計算，進路的寬度控制在4m～6m。

1.2 采準(zhǔn)切割

沿脈中段運輸平巷下盤脈外布置，從中段運輸巷向兩翼布置穿脈，在中段運輸平巷和穿脈巷道中掘進人行通風(fēng)天井和溜井通達礦體，沿礦體傾向脈內(nèi)或底板掘進采場聯(lián)絡(luò)道及電耙道，由采場聯(lián)絡(luò)道在采場上部掘進充填回風(fēng)巷，沿礦體傾向脈內(nèi)掘進切割上山連通采場電耙道和充填回風(fēng)巷。礦塊采切工程量1607m3，采切比62.13m3/kt，詳見表2。

2 上向進路充填采礦法回采工藝

將礦塊劃分為若干4～6寬的進路，間隔1～2個進路進行回采。進路回采從下端開始，以切割上山為補償空間采用前進式回采，采用淺孔鑿巖機YT28鑿巖，水平淺孔落礦，淺孔孔徑Φ38mm～42mm，孔深2m～3m。炮孔間距0.9m，最小抵抗線0.9m，每米崩礦量2.1t，崩落下的合格礦石塊度300mm～350mm。由于采用的是淺孔爆破，大塊產(chǎn)出率控制在3%以內(nèi)。爆破礦石后，進行通風(fēng)噴霧灑水，爆破崩落的礦石經(jīng)安裝在進路中的電耙耙運至脈外溜礦井，放至下階段運輸水平。出礦完成后，在工作面采用采用安裝錨桿聯(lián)合鋼網(wǎng)的支護方式，錨桿型號φ20mm×2.0m～2.5m，間距0.8m～1.2m左右，鋼網(wǎng)采用φ4mm鋼筋，網(wǎng)格距100mm×100mm,網(wǎng)片尺寸2m×1m。如此循環(huán)，一直到該進路全部采完為止。

表2 上向進路充填法采切工程量表

圖1 上向進路充填采礦法圖

3 上向進路充填采礦法充填工藝

為有效控制巖層移動，減小導(dǎo)水裂隙高度，確保相對隔水?dāng)鄬蛹案采w巖層不遭破壞，保證開采安全及提高回采率，結(jié)合開采工藝及礦巖的穩(wěn)固性，選擇全尾砂膠結(jié)充填。選礦后產(chǎn)生的全尾砂經(jīng)濃密后進入充填料倉，與水泥混合經(jīng)兩段攪拌后通過布設(shè)于鉆孔中的充填管道送至井下充填料漿分配硐室，再由泥漿泵分送至采空區(qū)充填。為保證充填的接頂質(zhì)量，各分層進路必須保持4°～6°的坡度，盡量提高充填濃度，有必要時增加脫水裝置。

充填采用管道充填，水泥與尾砂配比為1:10，充填管為φ78mm塑料管，用鏈子懸掛在進路頂部，掛鉤間距3.5m,在充填之前，在進路口架設(shè)木擋墻。

每塊木板之間留5mm的空隙，木墻內(nèi)襯塑料纖維布濾水，擋墻與礦石間砂漿抹縫。防止跑砂，為保證充填接頂，充填分兩次進行，第一階段充完，要停一個班，再進行第二階段充填，二階段充填，隨著充填高度的增加，開口處釘木板。在上開口處觀察充填已經(jīng)接頂時，在適當(dāng)位置鋸斷充填管，停止充填。

充填24小時后，拆除擋墻；充填一周后，開始相鄰進路的回采工作。

采場通風(fēng)采用局扇，新鮮風(fēng)流由φ600風(fēng)筒導(dǎo)入。另外，在施工時必須嚴(yán)格技術(shù)管理。

4 結(jié)論

長田金礦礦脈薄，礦石中等穩(wěn)固，圍巖穩(wěn)固性差，頂板不允許有較大的暴露面積，地表不允許塌陷，采用上向進路充填采礦法可以有效控制巖層移動和地表沉降，減少采場頂板暴露面積，提高了礦石開采的安全性。同時降低了礦石的損失貧化率，礦石的損失率和貧化率均能控制在5%以下的水平。但上向進路充填采礦法采礦效率較低，因此，采場提高采礦效率和靈活多變地應(yīng)用各種新型支護方式是今后的工作重點。