下向進(jìn)路十字交叉采礦在新疆阿舍勒銅礦中的成功應(yīng)用

韓鋒偉 栗盼平

(新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700)

1 概況

目前阿舍勒銅礦700m以上礦巖極其破碎，易發(fā)生冒落，很難適用于用其他比較經(jīng)濟(jì)的采礦方法回采，采用進(jìn)路采礦比較經(jīng)濟(jì)合適?，F(xiàn)有的沿著礦體走向布置進(jìn)路采礦方法進(jìn)路長(zhǎng)度40～70m～90m，進(jìn)路暴露面積大，頂板易垮落，支護(hù)工程量大，暴露時(shí)間長(zhǎng)，維護(hù)多，回采時(shí)危險(xiǎn)系數(shù)高，充填接頂不嚴(yán)密，相鄰進(jìn)路開(kāi)采時(shí)空區(qū)跨度加大，回采作業(yè)面溫度高，通風(fēng)困難，加之充填體水化熱，使得現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件差，嚴(yán)重影響生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)以上問(wèn)題，阿舍勒銅礦在750m分層進(jìn)路初步試驗(yàn)，上分層進(jìn)路沿著礦體走向布置，下分層進(jìn)路垂直礦體走向方向布置，上下兩層進(jìn)路形成十字交叉，利用巖體穩(wěn)固性和自承載性，通過(guò)合理的優(yōu)化回采方案，進(jìn)路順利回采，有效地解決支護(hù)和維護(hù)成本高、回采時(shí)危險(xiǎn)系數(shù)高、回采作業(yè)面溫度高等“三高”問(wèn)題，該技術(shù)的成功應(yīng)用為指導(dǎo)進(jìn)路采礦回采有著關(guān)鍵性的意義。走向回采存在的問(wèn)題：

（1）進(jìn)路暴露面積大、支護(hù)多、暴露時(shí)間長(zhǎng)、維護(hù)工程量大，支護(hù)和維護(hù)成本高。

（2）充填接頂不嚴(yán)密，相鄰進(jìn)路開(kāi)采時(shí)空區(qū)跨度加大，回采時(shí)危險(xiǎn)系數(shù)高。

（3）通風(fēng)困難，加之充填體水化熱，回采作業(yè)面溫度高。

2 技術(shù)方案設(shè)計(jì)

進(jìn)路回采在中段內(nèi)劃分分段，分段高度一般為16.0～17.0m，每分段正常分5個(gè)分層，分層高度3～4m，回采進(jìn)路首層沿礦體走向布置，下層垂直礦體走向布置。進(jìn)路規(guī)格設(shè)計(jì)為3×(3～4）m2，矩形斷面。采用YT-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)掘進(jìn)，工字鋼支護(hù)，首層進(jìn)路頂板為原巖，巖石破碎區(qū)域采用超前桿配合工字鋼支護(hù)，2m3鏟運(yùn)機(jī)出礦?；夭身樞驈纳媳P到下盤回采。

每條進(jìn)路回采完畢必須進(jìn)行膠結(jié)充填，防止空區(qū)暴露時(shí)間較長(zhǎng)帶來(lái)危害。進(jìn)路回采完畢，先平整回采進(jìn)路底板，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，并焊接拉筋，然后在進(jìn)路口砌筑厚度為600mm紅磚擋墻或木質(zhì)擋墻，沿進(jìn)路頂板架設(shè)充填管和排氣管。充填時(shí)，必須及時(shí)排水，充填接頂時(shí)，等到排氣管大量有充填漿流出時(shí)，才能停止充填。上分層進(jìn)路充填凝固后，開(kāi)采下分層進(jìn)路，下分層進(jìn)路回采為充填體頂板，與上分層進(jìn)路垂直布置，采用十字交叉支護(hù)，上下分層形成組合梁，圍巖的穩(wěn)固性較好，可有效地減少鋼材的支護(hù)量。

3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

在阿舍勒銅礦井下調(diào)研，并選擇750中段4線745分層和742分層采用下向進(jìn)路十字交叉分層開(kāi)采法做試驗(yàn)，主要是該段礦體進(jìn)路走向較長(zhǎng)，40～70m,暴露面積150～245m2,通風(fēng)距離長(zhǎng)；垂直礦體走向進(jìn)路長(zhǎng)20～30m，暴露面積70～110m2，通風(fēng)距離短，寬度較為適中。

4 回采成本及效果評(píng)價(jià)

（1）下向進(jìn)路十字交叉采礦，空區(qū)暴露面積減少40.9%～55.0%,空區(qū)暴露時(shí)間減少50.0%～58.3%，開(kāi)采安全性提高。

圖1 下向進(jìn)路十字交叉分層開(kāi)采采礦法布置示意圖

圖2745 分層進(jìn)路沿礦體走向布置

圖3 742分層垂直礦體走向布置

（2）支護(hù)間距由1.2～2m擴(kuò)大到2～4m,支護(hù)間距的擴(kuò)大，不必“1掘1支”，可“2掘1支“組織施工,提高施工效率，確保爆破效果，防止充填體、廢石等爆落，防止已支護(hù)的材料被炸毀，對(duì)于破碎區(qū)域，可適當(dāng)支護(hù)拱架，掘進(jìn)速度提高33%，供礦能力提高33%。

（3）通風(fēng)距離減少50%，作業(yè)面舒適度提高。

（4）傳統(tǒng)的上下分層進(jìn)路采礦均沿著礦體走向布置，無(wú)拱架支護(hù)，工字鋼支護(hù)費(fèi)用為2422元/m，支護(hù)總費(fèi)用為2422元/m，鋼材單耗為211.2kg/m；垂直礦體走向進(jìn)路，工字鋼支護(hù)量為1534.2元/m，拱架支護(hù)費(fèi)用為479元/m，支護(hù)總費(fèi)用為2013.2元/m，支護(hù)鋼材單耗為147.3元/m。巷道支護(hù)總費(fèi)用降低409元/m，進(jìn)路總長(zhǎng)760m，節(jié)約支護(hù)成本31萬(wàn)元，支護(hù)成本降低17%。

各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)表明,控制效果明顯，提高了回采效率，使生產(chǎn)能力大大提高，有效地降低進(jìn)路采礦的損失率、貧化率，從安全和經(jīng)濟(jì)方面均可取得顯著的效益。

5 結(jié)語(yǔ)

采用下向進(jìn)路十字交叉采礦，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及后續(xù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果得出以下結(jié)論：

（1）提高安全系數(shù)，空區(qū)面積減少40.9%～55.0%，暴露時(shí)間減少50.0%～58.3%。

（2）提高回采強(qiáng)度，掘進(jìn)速度提高，供礦能力提高。

（3）提高通風(fēng)質(zhì)量，通風(fēng)距離減少，作業(yè)面舒適度提高。

（4）降低采礦成本，支護(hù)成本降低，節(jié)約費(fèi)用明顯。

（5）進(jìn)路接頂效果較好，有利于下分層進(jìn)路開(kāi)采。