應(yīng)用遙控鏟運機出礦時階段礦房法回采方案優(yōu)化

徐祥熙，毛瑞軍

(山東金嶺礦業(yè)股份有限公司，山東 淄博市 255007)

0 引言

山東金召礦業(yè)有限公司召口礦（以下簡稱召口礦）主要采用一步房分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法回采礦房、二步房上向分層膠結(jié)充填采礦法回采礦柱的方法回采礦石，損失礦石主要為永久礦柱、房內(nèi)存窿礦石、崩落回收角以下三角礦柱，礦石損失率為15.2%。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，礦山采掘設(shè)備不斷更新，召口礦逐步推廣、采用遙控鏟運機進行礦石回采。通過優(yōu)化分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)，使遙控鏟運機進入空區(qū)出礦，可以將礦房存窿礦石和崩落回收角以下三角柱礦石進行有效回收，提高房內(nèi)回采率。

1 原設(shè)計回采方案

1.1 礦體賦存條件

召口礦主礦體為北金召礦床Ⅰ號礦體，該礦體走向北偏東30°，傾向南東，淺部傾向較緩，為30°～40°，深部-570 m以下傾角在50°～65°之間。Ⅰ號主礦體平均厚度16.33 m，傾向延深方向上部淺?。?～4 m），深部厚，最厚達(dá)70余m。礦體頂板圍巖穩(wěn)固，水文地質(zhì)條件簡單。

1.2 原礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)

召口礦主要采用一步房分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法回采礦房、二步房上向分層膠結(jié)充填采礦法回采礦柱。分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：

（1）礦房布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)。礦體厚度大于25 m時，礦房垂直礦體走向布置，礦房長度控制在50 m內(nèi)，礦房寬度為16 m；礦體厚度小于25 m時，礦房沿礦體走向布置，礦房長度控制在32 m內(nèi)，寬度為礦體厚度。礦房高度為50～70 m，分段高度10～15 m，頂部留設(shè)10 m頂柱，底部采用塹溝結(jié)構(gòu)。

（2）采準(zhǔn)、切割。切割天井、拉槽巷道、鑿巖巷道等工程布置在礦房內(nèi)，出礦聯(lián)絡(luò)道、出礦進路、溜井等工程布置在礦柱內(nèi)或礦體上下盤脈外巖石內(nèi)，階段運輸大巷布置在礦體下盤脈外巖石內(nèi)。

（3）回采工藝。礦房自上而下分段回采。中深孔施工采用KQJ-100B潛孔鉆機，在鑿巖巷道內(nèi)施工上向扇形中深孔炮孔。炮孔爆破采用乳化銨油炸藥，爆破時以切割槽為自由面進行爆破，用微差爆破方式，依次爆破 1～2排炮孔，上下分段保持垂直工作面或上分段超前一排炮孔。崩落的礦石下落至底部出礦水平，由鏟運機裝入礦車運輸。

（4）主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。礦房生產(chǎn)能力：400 t/d；采掘比：65 m/萬t（平均值）；房內(nèi)礦房回采率：84.8%；貧化率: 10%。

1.3 存在問題

遙控鏟運機受底部塹溝影響，只能推進至鑿巖巷道位置，無法深入礦房，部分存窿礦石不能回收；崩落回收角以下、出礦進路以上的三角礦柱作為永久損失無法回收；爆破效果不理想時，存窿礦石內(nèi)大塊無法處理，影響遙控鏟運機深入推進。

2 優(yōu)化設(shè)計回采方案

為提高房內(nèi)回采率，充分發(fā)揮遙控鏟運機可以進入深孔礦房空場作業(yè)的優(yōu)勢，針對原回采方案存在的問題，對分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法回采方案進行優(yōu)化。

2.1 變更底部結(jié)構(gòu)布置方式

原回采方案分段鑿巖階段礦房嗣后充填采礦法中礦塊底部結(jié)構(gòu)采用塹溝形式，鑿巖巷道寬 3.0 m，一般抬高1.5～2.0 m，為適應(yīng)遙控鏟運機深入空場出礦，將底部結(jié)構(gòu)改為平底形式。采用平底結(jié)構(gòu)后，遙控鏟運機可以深入推進3.0 m。根據(jù)軟件數(shù)值模擬及生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)統(tǒng)計，遙控鏟運機每深入推進 1 m，增加礦石回采 0.4萬 t，提高房內(nèi)回采率1%。

2.2 增加出礦進路深孔布孔

為回收出礦進路以上的三角礦柱礦石，在出礦進路內(nèi)增加深孔布置，待礦房排孔爆破完畢后，利用礦房形成的空場作為自由面，崩落回收出礦進路以上的三角礦柱礦石，利用遙控鏟運機進入空場將崩落礦石挖出。考慮到此舉造成出礦進路眉線將后退至礦房邊緣，應(yīng)適當(dāng)增加出礦進路長度或采用將出礦進路布置為魚骨形，以保障遙控鏟運機有足夠挖礦距離。詳見圖1。

圖1 增加出礦進路深孔布孔

在出礦進路內(nèi)布置深孔，回收出礦進路以上的三角礦柱礦石，可提高房內(nèi)回采率4%。

2.3 優(yōu)化深孔鑿巖爆破參數(shù)

為避免存窿礦石中存在大塊，影響遙控鏟運機深入空區(qū)，對深孔鑿巖爆破參數(shù)進行了優(yōu)化。

（1）深孔鑿巖參數(shù)。為提高爆破效果，相鄰的兩排炮孔盡可能做到交錯布置，深孔設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 Φ100 m深孔設(shè)計參數(shù)

（2）深孔爆破參數(shù)?？卓诹粼O(shè)參數(shù)：孔口依據(jù)深孔填圖資料設(shè)計間隔裝藥，出礦水平兩側(cè)邊孔留2 m孔口，其余全部裝藥；中段水平兩側(cè)各兩個邊孔留2 m孔口，其余全部裝藥，后從兩側(cè)邊孔往中間推算，相鄰炮孔之間抵抗線參數(shù)見表2。

表2 相鄰炮孔之間抵抗線參數(shù)表

深孔爆破參數(shù)：炮孔斷面面積為 0.00785 m2（Φ100 mm孔）、裝藥密度為 800 kg/m3、返粉率10%，經(jīng)計算：Φ100 mm深孔裝藥量為6.3 kg/m；總裝藥量計算公式為：藥量=裝藥長度×6.3×110%。計算后藥量采用收尾法取整，且為30的倍數(shù)。

優(yōu)化深孔鑿巖爆破參數(shù)后，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定操作，房內(nèi)基本不出現(xiàn)大塊現(xiàn)象，礦房大塊率明顯降低，十分利于遙控鏟運機深入礦房挖取存窿礦石。

3 結(jié) 論

召口礦通過優(yōu)化分段鑿巖階段礦房法回采方案，將礦房底部結(jié)構(gòu)由塹溝形式改為平底形式，延長出礦進路長度，增加出礦進路內(nèi)深孔布孔，優(yōu)化深孔鑿巖爆破方案，充分發(fā)揮了遙控鏟運機可以進入深孔礦房空場作業(yè)的優(yōu)勢，有效回收了礦房存窿礦石和崩落回收角以下三角柱礦石，房內(nèi)回采率從90%提高至97%，極大提高了資源利用率，極具經(jīng)濟效益和社會效益。