人工底部結(jié)構(gòu)構(gòu)筑工藝在高峰山基地的應(yīng)用研究

田茂旺

（云南錫業(yè)股份有限公司大屯錫礦，云南 個(gè)舊 661000）

1 項(xiàng)目研究的背景和意義

（1）背景。高峰山礦段為大屯錫礦接替資源，礦體開采技術(shù)條件復(fù)雜，礦巖揭露后，受空氣和水的影響，極易風(fēng)化，穩(wěn)定性快速下降。從生產(chǎn)實(shí)踐來看，在花崗巖中形成底部結(jié)構(gòu)，其施工難度大、成本高、安全風(fēng)險(xiǎn)大；在礦體內(nèi)形成底部結(jié)構(gòu)，礦石損失大，加之該區(qū)域礦體為無軌與有軌相結(jié)合開采的過渡區(qū)，部分礦體上部為采空區(qū)。

（2）意義。該項(xiàng)目的實(shí)施，一方面，有利于大屯錫礦提高采礦技術(shù)水平，提高資源回收率；另一方面，為類似礦體的開采積累經(jīng)驗(yàn)。

2 相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)調(diào)研分析

（1）國(guó)內(nèi)外技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀。羅紹文等人在室內(nèi)對(duì)混凝土假底進(jìn)行了均布荷載實(shí)驗(yàn)，該項(xiàng)成果為假底的設(shè)計(jì)和維護(hù)提供了理論依據(jù)；何紅選等人結(jié)合峪耳崖金礦的實(shí)際情況運(yùn)用盈虧平衡法推導(dǎo)出了適合運(yùn)用人工假底的開采臨界品位，為資源開采提供了科學(xué)依據(jù)。

（2）發(fā)展趨勢(shì)。鋼筋混凝土假底是目前金屬礦山應(yīng)用人工假底的主要形式，相關(guān)礦山還因地制宜創(chuàng)造出鋼結(jié)構(gòu)、膏體、坑木、鋼筋網(wǎng)柔性隔離等不同材料和形式的假底；假底的應(yīng)用范圍也由最初的極薄和薄礦脈發(fā)展到中厚以上礦體；適用的采礦方法也由最初的留礦法發(fā)展到充填法和有底柱崩落法。

3 人工假底在不同礦體的運(yùn)用概述

3.1 電耙出礦人工假底在5-1礦體運(yùn)用概述

（1）地質(zhì)概況。5-1礦體產(chǎn)于花崗巖與大理巖的接觸帶上，以磁黃鐵礦硫化物為主，礦體南北走向，南高北低，走向長(zhǎng)70m左右，向南西側(cè)伏，傾角10°～20°，礦體厚度20m～60m。

（2）采場(chǎng)及采切工程布置。礦房垂直礦體走向布置，劃分為7個(gè)礦房，礦房寬度為8m，長(zhǎng)為礦體厚度，高為11m～24m，分層高為6m～8m，切割間距為8m～12m。

（3）電耙出礦人工假底構(gòu)筑工藝。首先沿礦體走向布置一條主運(yùn)輸巷道，其次在主運(yùn)輸巷道內(nèi)每隔8m垂直礦體走向布置出礦底部，然后在出礦底部巷道內(nèi)采用鋼筋混凝土澆筑形成2m×2m的電耙出礦人工假底，并預(yù)留出礦漏斗；待出礦底部采充結(jié)束后，再沿澆灌后的出礦底部施工受礦V塹，最后采用混凝土充填受礦V塹并預(yù)留出受礦斗頸。

3.2 鏟運(yùn)機(jī)出礦人工假底在1-2礦體的運(yùn)用概述

（1）地質(zhì)概況。1-2礦體產(chǎn)于兩個(gè)花崗巖突起之間的凹槽中，以磁黃鐵礦硫化物為主，礦體南北走向，走向長(zhǎng)100m，北高南低，礦體向南傾斜，傾角10°～70°，礦體厚度20m～60m。

（2）采場(chǎng)及采切工程布置。礦房沿礦體走向布置，將礦體劃分為2個(gè)礦房，礦房間距15m，底柱高8m，長(zhǎng)為15m～75m，高為20m～32m，分層高為6m～8m，切割間距為8m～12m。

（3）鏟運(yùn)機(jī)出礦人工假底構(gòu)筑工藝。底柱分兩層施工，首先采用進(jìn)路充填法回采1606.5m的采準(zhǔn)工程，待1606.5m的工程采充結(jié)束后，在1602.5m先沿脈施工兩條出礦巷道，并在出礦巷道內(nèi)用混凝土置換礦柱，然后依次施工出礦進(jìn)路，分段式澆灌翻拱形成3m×3m的出礦底部和進(jìn)路。

3.3 扒渣機(jī)出礦人工假底在3-1礦體的運(yùn)用概述

（1）地質(zhì)概況。3-1礦體產(chǎn)于高峰山花崗巖突起的凹槽中，礦石類型為矽卡巖、錫石硫化礦。礦體北東走向，走向長(zhǎng)度約460m，向北西傾斜，傾向長(zhǎng)45m～134m，傾角12°～72°。

（2）采場(chǎng)及采切工程布置。沿礦體走向布置采場(chǎng)，采場(chǎng)長(zhǎng)65m，底柱高8m，出礦進(jìn)路間距16m，礦房寬為8m～3m，分層高為6m～8m，切割間距為8m～16m。

（3）人工假底（扒渣機(jī)出礦底部）構(gòu)筑工藝。底柱分兩層施工，首先采用進(jìn)路充填法回采1561m的采準(zhǔn)工程，待1561m的工程采結(jié)束后，在1557m先沿脈施工一條4m×4m的出礦巷道，并在沿脈巷道內(nèi)用混泥土置換礦柱，然后依次退采施工出礦進(jìn)路，最終形成出礦底部。

4 項(xiàng)目產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

指標(biāo)名稱電耙出礦人工假底鏟運(yùn)機(jī)出礦人工假底扒渣機(jī)出礦人工假底貧化率（%） 20 20 20損失率（%） 8 5 5出礦效率（t/d） 150 300 500底部結(jié)構(gòu)尺寸底部結(jié)構(gòu)高：4m，出礦底部間距：8m，受 礦漏斗間距：5m底部結(jié)構(gòu)高：8m，出礦底部間距：15m，出礦進(jìn)路間距：10m底部結(jié)構(gòu)高：8m，出礦底部間距：24m，出礦進(jìn)路間距：12m消耗鋼材（t） 15 29 1.8混凝土（m3） 4270 8955 4096多采出的礦石（t） 16410 34420 15750經(jīng)濟(jì)效益（元/t） 545.95 557.57 658.50

結(jié)論：由上表可以看出，三種不同的人工底部結(jié)構(gòu)，損失率由15%→8%→5%依次降低；出礦效率由150t/d→300t/d→500t/d依次提高，置換出來的礦石單位經(jīng)濟(jì)效益由545.95元/t→557.57元/t→658.50元/t依次升高。

5 存在的問題

（1）為滿足大型無軌設(shè)備運(yùn)行，底部機(jī)構(gòu)尺寸較大，對(duì)前期工程開挖的安全性有一定影響。

（2）混凝土人工底部機(jī)構(gòu)澆筑過程要求較高，出礦進(jìn)路和主出礦巷道搭接位置受力較大，兩個(gè)部位之間的搭接工藝復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。

（3）人工混凝土底部結(jié)構(gòu)需要承受大爆破沖擊波、崩落礦石沖擊作用以及二次爆破作業(yè)等破壞，需要有較高的承載能力，因此構(gòu)筑底部結(jié)構(gòu)的混凝土成本較高。

6 結(jié)語(yǔ)

上述工業(yè)試驗(yàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)模擬軟件模擬采場(chǎng)的開挖過程，分別從應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)和塑性區(qū)來判別人工底部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并在應(yīng)力集中和易發(fā)生較大塑性變形和破壞的區(qū)域，采取了相應(yīng)的加固措施，但是僅僅依靠工程地質(zhì)調(diào)查和數(shù)值模擬的方法來研究人工底部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以及巖體在整個(gè)開采過程中的動(dòng)態(tài)地壓、應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)分布規(guī)律是不夠的，未來應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)數(shù)值模擬方面的研究。