無底柱淺孔留礦采礦法在巴姑礦的應(yīng)用

劉昭偉

（宜昌新洋豐，湖北 宜昌 443007）

1 無底柱淺孔留礦采礦法

巴姑礦地處四川涼山彝族自治州雷波縣牛牛寨復(fù)式背斜南段西翼，剎水壩～馬頸子斷裂帶西側(cè)。礦區(qū)礦層劃分為Ⅰ、Ⅱ號礦體，Ⅰ號礦體以底板等高線為界劃分為Ⅰ-1、Ⅰ-2采區(qū)；Ⅱ號礦體以走向構(gòu)造為界，劃分為Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3采區(qū)。

Ⅱ-1采區(qū)礦體走向144o，走向長度870m，傾向54o，傾角為46o～73o，平均傾角64o，控制工程為P42線→P44線，開采標(biāo)高+650m→+1600m。

Ⅱ-2采區(qū)礦體走向北北東，走向長度410m，傾向277o，傾角由南向北40o→46o，平均傾角43o，控制工程為P26線→P24線，開采標(biāo)高+1100m→+1700m。

Ⅱ-3采區(qū)礦體走向北北東，走向長度720m，傾向274o，傾角為28o～46o，平均傾角38o，控制工程由北向南P32線→P36線，開采標(biāo)高+1150m→+1550m。

Ⅰ號礦體綜合平均厚度2.68m，P2O5平均含量20.12%，MgO平均含量7.10%；Ⅱ號礦體綜合平均厚度2.52m，P2O5平均含量23.65%，MgO平均含量6.02%。礦石比重2.8 t/m3，堅(jiān)硬系數(shù)1.54，碎脹系數(shù)1.35，自然安息角38o，內(nèi)摩擦系數(shù)0.2，完整系數(shù)26.75。

礦層頂板為灰、深灰色厚層狀含磷礫屑粉晶～細(xì)晶白云巖，局部含黑色磷質(zhì)條帶；底板為深灰、灰黑色薄層～中厚層紋狀含磷砂屑白云巖、含硅質(zhì)條帶白云巖夾淺灰色薄層白云質(zhì)粉砂巖。

礦山生產(chǎn)規(guī)模100萬噸/年。Ⅱ-1采區(qū)生產(chǎn)能力30萬噸/年，“主平硐+盲斜井”開拓，“連續(xù)循環(huán)”工作制，每日2個循環(huán)，年作業(yè)日300天，獨(dú)立通風(fēng)，“架線式電機(jī)車+提升絞車+無軌卡車”聯(lián)合運(yùn)輸。

采礦方法上，Ⅱ-1采區(qū)試行了“無底柱淺孔留礦采礦法”、“有底柱淺孔留礦采礦法”，其它采區(qū)仍采用了“條帶式房柱法”、“爆力搬運(yùn)房柱法”。

“無底柱淺孔留礦采礦法”中段運(yùn)輸巷道布置在礦體的底板內(nèi)，距礦體20m，中段垂高設(shè)定為50m。中段運(yùn)輸巷道形成后掘石門進(jìn)入礦體，在與中段運(yùn)輸巷道同標(biāo)高脈內(nèi)，沿礦體走向布置拉底巷道（3m×3m），當(dāng)?shù)V體厚度小于4m時掘巷工程和拉底工程合并完成，當(dāng)?shù)V體厚度大于4m時需先掘拉底巷，待回采礦石前實(shí)施拉底工程。

礦塊兩端各設(shè)一條天井，進(jìn)風(fēng)側(cè)天井實(shí)行順路施工，回風(fēng)側(cè)天井實(shí)行先行施工。

天井形成后實(shí)施拉底施工，拉底帶出的礦石可以出完，以確?；夭墒┕ぷ鳂I(yè)面空間高度為3m?；夭陕涞V后，局部出礦量約為暴破落礦的30%（近50噸）?；夭勺鳂I(yè)循環(huán)施工順序?yàn)殍弾r→爆破→通風(fēng)→局部出礦→排險(xiǎn)平場，待礦塊回采完后進(jìn)行大量放礦，最后用廢石充填空區(qū)，采區(qū)內(nèi)中段間實(shí)行自下而上開采順序。同中段回采工作面按同方向推進(jìn)，各作業(yè)面間保持80m水平安全距離。礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)：長度56 m，寬度40m，礦厚2.54m，斗穿間距13m，中段運(yùn)輸巷規(guī)格3.2×3m，循環(huán)寬度15m，頂柱尺寸4m×4m，間柱尺寸4m×3m，礦體傾角64o，天井尺寸2m×2m，聯(lián)絡(luò)巷尺寸2m×3m，循環(huán)進(jìn)尺2.5m。

回采作業(yè)采用鑿巖機(jī)打孔，爆破落礦，裝巖機(jī)出礦，電耙平場。主要設(shè)備：YT-27氣腿子鑿巖機(jī)2臺；Z-30W鏟斗式裝巖機(jī)1臺；2JPB-15電耙1臺；KC2.0側(cè)卸式礦車6臺；CJY10/7B架線式電機(jī)車2臺（采區(qū)共用）；5.5KW局扇風(fēng)機(jī)1臺（備用）。

“無底柱淺孔留礦采礦法”經(jīng)濟(jì)性評價(jià)：“無底柱淺孔留礦采礦法（表中簡稱無底柱留礦法）”與“有底柱淺孔留礦采礦法（表中簡稱留礦法）”、“條帶式房柱法”、“爆力搬運(yùn)房柱法”主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對比見附表。

“無底柱淺孔留礦采礦法”安全性評價(jià)：該采區(qū)礦體傾角為46o～73o，平均64o，無底柱淺孔留礦采礦法在天井形成后，根據(jù)礦塊礦體傾角，在天井內(nèi)設(shè)有金屬梯子和安全繩，便于人員上下和采掘所用材料、設(shè)備、工具的搬運(yùn)，工作面所需新鮮風(fēng)流經(jīng)中段運(yùn)輸巷道進(jìn)入穿脈石門巷，再經(jīng)順路天井、聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)入回采工作面，對工作面洗刷后，污風(fēng)進(jìn)入先行天井至上中段運(yùn)輸平巷，最后進(jìn)入總回風(fēng)巷通過主扇風(fēng)機(jī)，再經(jīng)凈化后排放至大氣中。作業(yè)人員沿風(fēng)流方向進(jìn)入工作面，站立在經(jīng)平整后的礦堆上作業(yè)，作業(yè)空間高度為3m，頂邦均事先經(jīng)過排險(xiǎn)處理，鑿巖設(shè)備架設(shè)在礦堆上穩(wěn)定可靠。采礦過程中當(dāng)?shù)V塊遇到斷層破碎帶時留設(shè)有臨時礦柱，對易風(fēng)化冒落頂板或局部不穩(wěn)固地段，采用了錨噴或錨噴網(wǎng)支護(hù)，確保了采場安全。

“無底柱淺孔留礦采礦法”較有底柱留礦采礦法，減去了礦塊底部結(jié)構(gòu)中的斗頸掘進(jìn)工程和劈漏工程，拉底巷道由高位降到了與中段運(yùn)輸巷道同標(biāo)高水平，礦塊底部結(jié)構(gòu)建造施工屬平巷掘進(jìn)，作業(yè)環(huán)境得到很大改善，施工難度明顯降低，安全隱患排查治理更加快捷，安全生產(chǎn)可靠性得到進(jìn)一步提高，為防治職業(yè)危害創(chuàng)造了本質(zhì)條件，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2 結(jié)論

通過“無底柱淺孔留礦采礦法”在巴姑礦II-1采區(qū)18個多月的應(yīng)用，結(jié)論認(rèn)為，當(dāng)?shù)V體傾角大于自然安息角，內(nèi)摩擦系數(shù)較小，頂?shù)装鍒?jiān)固性系數(shù)≥4屬中等穩(wěn)固以上巖體，礦石化學(xué)成份中MgO含量≤7%時，選用“無底柱淺孔留礦采礦法”，能有效地彌補(bǔ)條帶式房柱法和爆力搬運(yùn)房柱法施工中存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)的缺陷；彌補(bǔ)了出礦設(shè)備選型嚴(yán)重受限的缺陷。具有生產(chǎn)效率高，礦石回采率高，資源損失量少，礦塊掘進(jìn)工程量小，機(jī)械化作業(yè)程度高，生產(chǎn)成本低，施工安全，綜合效益明顯等優(yōu)點(diǎn)。

附表