深部厚大礦體回采順序設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究

劉 濤

（山東黃金（萊州）股份有限公司焦家金礦，山東 萊州 261400）

在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中礦產(chǎn)資源是其基礎(chǔ)所在，但在經(jīng)濟(jì)獲得快速發(fā)展的背景之下我國的淺部礦產(chǎn)資源不斷的趨于枯竭，在現(xiàn)階段乃至未來的發(fā)展過程中深埋厚大礦體都是我國礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要方向[1]。

但由于現(xiàn)階段我國對(duì)于深埋后大礦體研究較少，整體技術(shù)以及開采方式都處于一種落后的局面，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究和分析[2]。

1 深部厚大礦體

由于我國深埋厚大礦體處于比較高的應(yīng)力環(huán)境之下，一般會(huì)通過深孔爆破的方式強(qiáng)化開采，這些采礦行為極為容易導(dǎo)致高應(yīng)力場(chǎng)重新分布，最終新的應(yīng)力集中和降低區(qū)出現(xiàn)，非常容易引起工程災(zāi)害，比如說是巷道和采場(chǎng)周圍巖體變形、巖體破壞最終誘發(fā)巖爆、大體積塌方。不僅僅會(huì)對(duì)人員設(shè)備的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來極大的威脅，還會(huì)是的整個(gè)工程停滯不前甚至是面臨停工遭受非常大的損失，導(dǎo)致等工程災(zāi)害，危及人員設(shè)備安全。

其中地下活動(dòng)和回采順序之間的關(guān)聯(lián)尤為緊密，回采順序?qū)τ诘貕夯顒?dòng)所帶來的影響作用非常大，同時(shí)也會(huì)對(duì)采場(chǎng)的二次應(yīng)力分布產(chǎn)生比較大的影響作用。其中采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)會(huì)對(duì)在很大程度上影響圍巖二次應(yīng)力的分布，而保證菜場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理性可以保證采場(chǎng)力學(xué)狀態(tài)處于有利裝填，促進(jìn)圍巖應(yīng)力、應(yīng)變分布能夠更新一步的趨近于均勻化。通過對(duì)回采順序進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，采能夠保證巖體開挖所聚集的能量能夠及時(shí)有效的得到釋放，避免在開采過程中出現(xiàn)應(yīng)力能量集中和變形破壞，產(chǎn)生工程危害的現(xiàn)象。而在客觀因素的影響作用之下，合理的設(shè)置礦產(chǎn)回采順序是能夠保證采場(chǎng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在。

2 以安慶銅礦為例對(duì)開采條件和開采方法進(jìn)行分析

其中安慶銅礦本身是一座比較大型的銅鐵地下礦山，從其本身作為深部厚大礦體的設(shè)計(jì)采選能力進(jìn)行分析為3500t/d。安慶銅礦的主礦體的礦床屬于接觸交代矽卡巖型鐵銅礦床，賦存標(biāo)高為負(fù)180m～780m之間，走向是一百二十五度到三百零五度之間。安慶銅礦屬于急傾斜礦體總體傾向南傾向總體南西，但有一部則傾向于北東，厚度平在四十米到五十米的范圍之內(nèi)，其中的厚大區(qū)域達(dá)一百米。通過高階段大直徑深孔嗣后充填采礦法對(duì)主礦進(jìn)行回采，采場(chǎng)整體寬為十五米，長(zhǎng)度為礦體厚度，一般垂直礦體走向布置，在開采之后利用礦房尾砂膠結(jié)進(jìn)行一次性充填，但需要使用尾砂對(duì)礦柱部分進(jìn)行充填。使用炮孔直徑為一百六十五毫米的Simba-261型潛孔鉆機(jī)作為鑿巖設(shè)備，并使用斗容量在3.8m2～4.0m2范圍內(nèi)的ST系列鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行出礦作業(yè)，此套方法可以進(jìn)一步提升采礦效率，整體作業(yè)所需要耗費(fèi)的成本非常低，能夠以較低的礦石損失以及較小的礦石貧化達(dá)到較高的生產(chǎn)能力，總的來說非常具有優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于礦體屬于深部厚大礦體的部分進(jìn)行開采，發(fā)現(xiàn)其中1#主礦體西部的厚大區(qū)域一直延伸到-640m中段，而在對(duì)-640m中段采場(chǎng)的礦石開采進(jìn)行研究以及分析的過程中需要著重對(duì)：是否需要保留對(duì)-560m到-580m中段所存在的二十米水平隔離礦柱、-640m中段采場(chǎng)和上部-560m中段采場(chǎng)之間如何進(jìn)行銜接、設(shè)計(jì)-640m的開采順序等。通過對(duì)1#礦體-400m～-640m中段的開采方案進(jìn)行分析和研究，可以進(jìn)一步對(duì)-560m到-640m中段厚大區(qū)域之間的開采方案進(jìn)行數(shù)值模擬研究，其中主要有三種開采方案：方案一就是對(duì)-560m～-580m水平礦柱進(jìn)行保留；方案二就是舍棄-560m到-580m水平礦柱，并通過先才上部，再采下部的方式對(duì)-560m分上下部進(jìn)行分采；

方案三就是不對(duì)-560m到-580m的水平礦柱進(jìn)行保留，并按照垂直交錯(cuò)的方式對(duì)礦房、礦柱進(jìn)行布置，最終經(jīng)過研究以及分析發(fā)現(xiàn)在三種方案中，方案三較前兩者更有優(yōu)勢(shì)，可行性會(huì)更高，能夠避免受到充填接頂?shù)膯栴}影響，其開采安全度能夠達(dá)到開采要求，使得整體的開采過程會(huì)相對(duì)順利。

3 以思山嶺鐵礦開采為例對(duì)回采順序設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究進(jìn)行分析

在對(duì)礦區(qū)內(nèi)部的工作區(qū)進(jìn)行劃分時(shí)，主要的劃分依據(jù)就是礦體賦存條件以及現(xiàn)場(chǎng)工程布置情況，最終礦區(qū)會(huì)被劃分為十二個(gè)到十三個(gè)盤區(qū)。而思山嶺鐵礦的產(chǎn)能要求為1500t/a×104t/a，因此將產(chǎn)能要求平均的劃分到每一個(gè)盤區(qū)中，需要保證每個(gè)盤區(qū)的生產(chǎn)能力達(dá)到3600t/d.而在開采過程中可以通過大直徑深孔階段礦房嗣后充填法將開采產(chǎn)能保持在700t/d～800t/d，而為了能夠?qū)ιa(chǎn)能力要求進(jìn)行滿足，每一個(gè)盤區(qū)內(nèi)都需要四個(gè)到五個(gè)采場(chǎng)同時(shí)出礦。

但是在對(duì)各個(gè)盤區(qū)內(nèi)的采場(chǎng)順序進(jìn)行優(yōu)化的過程中，需要遵循以及注意以下幾個(gè)原則：第一項(xiàng)需要采用回采的方式；第二項(xiàng)是則是在回采方式選擇過程中，可以采用“隔一采一”或“隔三采一”的方式，第三項(xiàng)需要先采礦房，后采礦柱，礦房和礦柱分開回采，第四項(xiàng)在每步采場(chǎng)回采完成之后，可以通過尾砂膠對(duì)采場(chǎng)進(jìn)行填充等原則，在對(duì)礦房和礦柱的回采順序方案進(jìn)行確定從而確定礦房、礦柱的布置情況。

4 以焦家金礦開采為例對(duì)膠結(jié)填充技術(shù)進(jìn)行分析

焦家金礦巖體破碎，采用進(jìn)路充填采礦法，依靠充填體支撐圍巖來控制地壓。因此，充填質(zhì)量和充填體強(qiáng)度的好壞直接關(guān)系到采場(chǎng)的安全，充填質(zhì)量不高，接頂不充分，頂板和兩幫控制不住，很容易出現(xiàn)傷害事故。在具體執(zhí)行過程中主要將其劃分為以下幾項(xiàng)步驟：第一，將防爆毯按照進(jìn)路高度、長(zhǎng)度進(jìn)行加工切割，上下均預(yù)留2m防止脫落，長(zhǎng)度、高度對(duì)接采用扎線、鐵絲綁定方法。第二，實(shí)幫整體鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)、防爆毯。

下部間隔采用鋼釘固定在底板，上層防爆毯距頂板預(yù)留40cm～50cm，采用鐵絲、扎線綁扎在木立柱上。第三，間隔3m采用木立柱上下固定楔緊，防止脫落。第四，進(jìn)行尾砂非膠結(jié)充填。第五，相鄰近路施工時(shí)采用掏槽爆破（或以底板為爆破自由面），禁止以防爆毯側(cè)作為爆破自由面，減少炮擊。

5 結(jié)語

本文主要對(duì)深部厚大礦體回采順序設(shè)計(jì)以及優(yōu)化研究進(jìn)行分析，合理的回采順序可以有效的保證礦產(chǎn)開采的高效、安全以及經(jīng)濟(jì)，但現(xiàn)階段通過數(shù)值分析方法對(duì)回采方法進(jìn)行分析的方法雖說能夠進(jìn)一步保證礦產(chǎn)回采的效率，但也需要做好相應(yīng)的支護(hù)防護(hù)措施，保證支護(hù)安全。