無底柱采礦法在康家灣礦中段中厚急傾斜礦體回采中的應(yīng)用

馬 武，朱志華，袁洪剛

（水口山有色金屬集團(tuán)有限責(zé)任公司康家灣礦，湖南 水口山 421513）

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)大型地下礦山根據(jù)礦石市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)格及地理環(huán)境條件原因，開采過程中選擇的采礦方法一般多分為兩種，一種是充填采礦法，一種是崩落采礦法，但崩落法會(huì)造成地表塌陷，對(duì)周邊環(huán)境有較大影響，充填采礦法是采用膠固材料與尾砂配比對(duì)井下采空區(qū)進(jìn)行充填，可以很好的平衡地壓避免對(duì)周邊環(huán)境的破壞，但缺點(diǎn)是成本要高于崩落采礦法。國(guó)內(nèi)大型有色金屬礦山普遍采用的是充填采礦方法。充填采礦法回采過程中會(huì)預(yù)留頂?shù)字夭身數(shù)字鶗?huì)加大生產(chǎn)成本和安全風(fēng)險(xiǎn)，且礦石回收效率不高，故現(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多礦山都在探索無底柱式回采。既能安全高效回采礦體，減少礦量損失，又可以節(jié)約生產(chǎn)成本提高回采效率。

無底柱式回采就是礦體回采過程中，不預(yù)留底部結(jié)構(gòu)，直接從中段平面拉切割層進(jìn)行回采的采礦方法，其顯著特點(diǎn)是不掘漏斗，運(yùn)輸巷道采用在礦體下盤與礦體走向相一致的脈外運(yùn)輸巷，直接從脈外運(yùn)輸巷道通過裝礦聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)入礦體，然后沿礦體走向向兩邊掘進(jìn)，兩邊裝礦聯(lián)絡(luò)巷通過兩到三茬炮相互貫通，然后向上挑頂回采作業(yè)。用電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)或裝載機(jī)進(jìn)入裝礦聯(lián)絡(luò)巷從采場(chǎng)裝礦作業(yè)。裝礦人員及裝礦機(jī)械不必暴露在采場(chǎng)內(nèi)，較為安全。

1 工程概況

康家灣礦床為1975年發(fā)現(xiàn)的鉛鋅金銀盲礦床，隱伏于白堊系—侏羅系之下的二疊系地層中。礦體定位于康家灣隱伏倒轉(zhuǎn)背斜與F22逆沖推覆斷層相切割的二疊系當(dāng)沖組硅質(zhì)巖、泥灰?guī)r與棲霞組碳酸鹽巖相接觸的層間硅化破碎角礫巖中。硅化破碎角礫巖帶呈北北東走向，長(zhǎng)約3000m，寬150m～700m，礦體呈似層狀、透鏡狀疊加產(chǎn)出。礦體埋深距地表150m～600m，由南向北逐漸抬高?？导覟炽U鋅礦屬于大型水體下開采的礦床，地表不允許塌陷，故回采時(shí)采取的是上向水平分層膠結(jié)充填采礦法。該采礦法一般工藝流程為：在中段平面7m副層布置切割層，采用上向水平分層膠結(jié)充填采礦法向上回采并及時(shí)充填采空區(qū)循環(huán)回采至上個(gè)中段平面。再采用臨時(shí)支護(hù)配合間隔進(jìn)路式回采7m副層以下預(yù)留的頂?shù)字鶜埖V。通過這兩種采礦方法結(jié)合使用，能夠保證將礦體基本回收，不會(huì)造成過多礦量損失。但進(jìn)路式回采難度大，需要在充填尾砂體下施工進(jìn)路，且進(jìn)路每掘進(jìn)一米都需要用工字鋼配合杉木條進(jìn)行護(hù)頂支護(hù)，施工過程中難度大，回采效率低，施工成本高。為節(jié)約回采施工成本，降低回采難度，減少施工循環(huán)時(shí)間，提高回采效率。特對(duì)已探明的中段中厚急傾斜礦體開展應(yīng)用不預(yù)留頂?shù)字礋o底柱）回采研究。以減少預(yù)留頂?shù)字鶜埖V達(dá)到減少康家灣礦回采過程中進(jìn)路采礦法占全礦會(huì)采礦量比重，達(dá)到在降低施工難度風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)節(jié)約成本提高效率的目的。

2 無底柱回采工藝及參數(shù)

根據(jù)礦體賦存情況可以分兩種方法進(jìn)行回采，一種是礦體賦存于中段平面以上，這類情況布置回采時(shí)，礦房長(zhǎng)軸沿走向布置，一般為30m～60m，在脈外布置兩條穿脈巷道，在其中一條穿脈巷道內(nèi)布置一條運(yùn)輸平巷（位于脈外）貫穿另一條穿脈。在兩條穿脈內(nèi)分別布置一個(gè)人行天井，在運(yùn)輸平巷內(nèi)布置一溜井上升打穿礦體?；夭蓵r(shí)，首先在兩穿脈間布置一條切割巷貫穿礦體，以中段平面切割巷并以此為自由面擴(kuò)大至礦房回采邊界，待切采完畢后施工壓采，一般采取一切兩壓制回采，分層高度2m，分段循環(huán)高度為6m。出礦完畢后對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，充填高度為3.5m，空頂高度為2.5m。然后施工聯(lián)巷及繞道將天、溜井聯(lián)穿采場(chǎng)，后續(xù)工序仍采用上向水平分層充填采礦法。具體回采參數(shù)參照表1。

一種是礦體自中段平面以下向上延伸至中段平面以上，這類情況布置回采時(shí)，和上述回采情況差不多，唯一不同的是回采順序，在以中段平面切割巷并以此為自由面擴(kuò)大至礦房回采邊界，待切采完畢后不施工壓采，而是施工平行中段平面切割巷方向施工削底切割巷并以此為自由面擴(kuò)大至礦房回采邊界，待切采完畢后對(duì)削底空區(qū)進(jìn)行充填，待充填完畢后再施工壓采，一般采取一切一削兩壓制回采，分層高度2m，如果中段平面礦體下延較多，則可能采取一切兩削兩壓制回采，分段循環(huán)高度為6m。出礦完畢后對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，充填高度為3.5m，空頂高度為2.5m。然后施工聯(lián)巷及繞道將天、溜井聯(lián)穿采場(chǎng)，后續(xù)工序仍采用上向水平分層充填采礦法。采準(zhǔn)工程布置參照?qǐng)D1、圖2。

表1 回采工藝參數(shù)

圖1 采準(zhǔn)布置平面圖

圖2 采準(zhǔn)布置剖面圖

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

礦山從2009年以來一直采用無底柱式回采方案回采十二中段以上頂?shù)字鶜埜坏V，通過多年來生產(chǎn)實(shí)踐證明，該方法安全可靠，工作效率較高，未發(fā)生較大的安全事故，近11年取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，十二中段以上共減少頂?shù)字V量約22余萬噸，折算鉛鋅金屬量2.2萬噸以上，220000噸×10%品位×88.5%回收率×6000元/噸=116820000元，直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值1億多元。無底柱式回采回收了大量的頂?shù)字V產(chǎn)資源，延長(zhǎng)了康家灣礦生產(chǎn)服務(wù)年限，提高了礦山整體出礦品位，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前，十二中段以上仍在進(jìn)行無底柱式回采工作，繼續(xù)為康礦的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和可持續(xù)發(fā)展做出積極地貢獻(xiàn)。

4 結(jié)論

無底柱式回采方案通過近11年來康家灣礦在中段中厚礦體不預(yù)留頂?shù)字械陌踩夭蓱?yīng)用，證明了這種綜合回采方案有很強(qiáng)的實(shí)用性，可以有效減少礦山回采產(chǎn)生頂?shù)字鶑亩鉀Q礦山在頂?shù)字鶜埖V回采安全生產(chǎn)問題，掌握和靈活運(yùn)用這種回采方案對(duì)礦山頂?shù)字踩夭捎兄匾饔煤鸵饬x。