上向分層充填法在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用與研究

代 楨

（云南錫業(yè)股份有限公司大屯錫礦，云南 個舊 661000）

礦體為急傾斜，受斷裂、構(gòu)造影響，產(chǎn)狀復雜多變。升、探過程中，礦體在35～39剖，高程為1509m～1559m的區(qū)域突然變厚，厚度在8～40m。經(jīng)過計算分析后，發(fā)現(xiàn)開采形成的采空區(qū)影響上部1028號盲斜井[1]。

1 礦體地質(zhì)概況

礦體為東西走向，走向長102m。傾向北，傾角30°～60°,厚度1～40m，礦石類型為土狀氧化礦，較穩(wěn)固，體重2.355 t/m3，上下盤圍巖均為大理巖，局部有蝕變礦化現(xiàn)象，在礦體的上下盤均有搭接層狀氧化礦。

2 開采技術(shù)條件

礦體上盤、下盤為青灰色細晶大理巖，中等穩(wěn)固，硬度系數(shù)f=6～8。局部地方受斷裂影響較破碎。

區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)情況簡單，坑內(nèi)水唯一來源為大氣降水。地表雨水經(jīng)斷裂滲透至坑內(nèi)。

3 技術(shù)方案選擇

（1）方案一：有底柱分段空場嗣后充填法。礦厚小于15m采場沿走向布置，厚度大于15m垂直走向布置。采場分層高6m，分層內(nèi)布置鑿巖巷道，每隔12米垂直鑿巖巷道使用切割工程；充填斜井布置在采場最高分層，間距6m，斜井貫通上中段運輸平巷；采場底柱高6米，寬8米。采場采用有底柱電耙道出礦，電機車牽引礦車組運礦。

（2）方案二：上向分層充填法。礦體采用斜坡道開拓，運輸巷道布置在礦體上盤、下盤圍巖中。出礦進路布置于脈內(nèi)，沿走向或垂直走向布置。礦房按4m高分為若干層，回采時由下至上依層回采。各回采平面可以按進路和寬進路兩種方式劃分回采單元[2]。

4 確定方案

通過參考同類礦山數(shù)據(jù)，并結(jié)合礦體開采技術(shù)條件及實際生產(chǎn)情況分析：充填成本較低，但采場千噸采切比大，生產(chǎn)效率低，且充填接頂工作較困難，難以保證充填體完全接頂。

（1）進路式開采。將每個分層按寬4m的進路平均分為若干個回采單元。先采的進路使用混凝土膠結(jié)充填，作為人工礦壁支撐采場，相隔的兩個回采單元采用底層塊石充填，頂層混凝土砂漿接頂。

（2）寬進路連續(xù)人工礦壁式開采。將每個分層按寬8m和寬4m的回采進路劃分為若干個回采單元。先采4m寬的進路，采空后用混凝土充填，作為人工礦壁支撐采場，相隔兩個8m的寬進路采用底層塊石充填，頂層混凝土砂漿接頂。

圖1 進路式

圖2 寬進路人工礦壁

通過計算分析方案二的充填成本較方案一的降低25%，綜合考慮后選用方案二上向分層寬進路人工連續(xù)礦壁充填采礦法。

5 采場主要工程布置

礦體采用無軌斜坡道開拓，主運輸斜坡道布置在礦體上盤和下盤大理巖中，線路布置為螺旋式，巷道斷面為五分之一三心拱，尺寸為4.0m×3.8m。從主運輸中段施工斜坡道至礦體最低點后開始施工斜坡段，斜坡段沿礦體走向繞礦體向上施工，直線段坡度14%，彎道坡度3‰轉(zhuǎn)彎半徑20m，斜坡坡腳設(shè)置一個錯車道，長25m，斷面尺寸7.0m×4.6m。

礦房借用開拓斜坡道作為新風通道，新風進入后洗刷工作面，再通過各回采分層的端部回風道排至主通風豎井，最后經(jīng)礦體端部的主要通風豎井排出。

6 采場構(gòu)成要素

開采進路垂直和沿礦體走向布置，上下兩層進路呈45°相交，分層高4m；每個分層按8m進路和4m礦壁換分回采單元。

7 礦房回采工藝

（1）鑿巖。使用鑿巖臺車在脈內(nèi)鉆鑿水平淺孔，孔深3m，孔徑38mm，釬鋼為中空六角形，鉆頭為“一”字型硬質(zhì)合金鉆頭。寬進路掘進時，先掘進4m×4m進路，再進行二次擴幫。擴幫使用鑿巖臺車在脈內(nèi)鉆鑿水平淺孔，炮孔施與巷道幫呈45°夾角。

（2）爆破。爆破采用淺孔爆破，炸藥為巖石乳化炸藥，使用非電秒管微差起爆。

8 充填系統(tǒng)構(gòu)成

采場充填系統(tǒng)采用不帶破碎機的井下移動式充填制備系統(tǒng)。制備站建設(shè)在礦體東邊的主運輸巷道中；充填所需的水泥、砂、瓜子石采用運載卡車由坑外運至充填料倉，經(jīng)過計量器配比后，從混凝土料井及骨料井下放至混凝土攪拌機，經(jīng)混凝土泵加壓后沿充填管道輸送至采空進路。

9 采場進路充填

根據(jù)礦山多年進路式充填累積的經(jīng)驗，當進路斷面4m×4m，進路高4m，空頂距1m，空頂寬4m時，采用單次接頂長度5～8m，分次接頂?shù)姆绞剑涮罱禹斝Ч罴选?/p>

10 結(jié)語

通過本文分析，上向分層寬進路連續(xù)礦壁充填采礦法能夠以較低的開采成本和較高的生產(chǎn)效率開采礦體，同時通過對采空區(qū)的充填，大大降低了礦體開采后對上部1028號盲斜井的影響，滿足了礦山今后的生產(chǎn)需求，達到了設(shè)計初衷。