頂板薄層巖體極破碎緩傾斜薄礦體安全高效回采及應(yīng)用

馬志國(guó)

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

目前，礦山針對(duì)頂薄板層巖體極破碎、緩傾斜、巖體厚度計(jì)劃是在0.5m至1.1m區(qū)間，礦體薄礦體計(jì)劃為1.5至1.7區(qū)間厚度，礦山采取傾斜分條淺孔分層回采采礦方式，其可以實(shí)現(xiàn)減少損失率與貧化率，此方式關(guān)鍵可爆破偽頂和礦石分層爆，尤其在盤區(qū)內(nèi)沿礦體傾斜布置數(shù)個(gè)回采分條，規(guī)避回采各個(gè)工作檉柳互相之間干擾，保障回采工作流程及其生產(chǎn)平穩(wěn)性。在實(shí)踐中采取此方式不僅提升了公司經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)也促進(jìn)了綠色礦山建造。

1 采礦方法篩選及其特征

1.1 采礦方式的篩選

參照礦段礦體儲(chǔ)備的特性及其挖掘技術(shù)現(xiàn)狀，如何才可實(shí)現(xiàn)減少?gòu)U石混入率，確保回采工作安全地進(jìn)行，提升礦山整體經(jīng)濟(jì)收益，遵循技術(shù)可執(zhí)行、經(jīng)濟(jì)科學(xué)、安全穩(wěn)定的準(zhǔn)則，同時(shí)學(xué)習(xí)世界上先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，通過自身努力探究論證之后，從而明確應(yīng)用傾斜分條淺孔分層回采的采礦方式。

1.2 具體環(huán)境特點(diǎn)

1.2.1 工程地質(zhì)特點(diǎn)

部分礦區(qū)當(dāng)中，礦體頂?shù)装逯攸c(diǎn)是白云質(zhì)灰?guī)r及其灰質(zhì)礫巖所構(gòu)成，呈現(xiàn)出塊厚層組合，粉晶質(zhì)構(gòu)造。從遭受地質(zhì)損壞角度來講，結(jié)果遭受的干擾狀況非常小，沿裂縫全部被方解石脈沖填，具備非常強(qiáng)的碳酸鹽化、硅化和赤鐵礦化，同時(shí)巖體層之間確保優(yōu)良的緊密性。

1.2.2 水文地質(zhì)特點(diǎn)

部分地下水重點(diǎn)依靠大氣降水實(shí)施補(bǔ)充，同時(shí)礦床四周不設(shè)置地表水體。然而，地下儲(chǔ)備了大量水資源，礦床高出潛水面大約在50m，不會(huì)給礦井挖掘帶來干擾。此外，部分區(qū)域坡度非常大，積卵石層具備較強(qiáng)的透水性，更有助于地表與地下水外泄。

2 采礦方式試驗(yàn)技術(shù)詳細(xì)講解

傾斜分條淺孔分層回采采礦方式，其呈現(xiàn)的特性則是把偽丁和礦石分層爆破，偽頂應(yīng)用拋投爆破，同時(shí)跟落礦方向存在夾角。尤其在區(qū)域里面沿礦體傾斜布置數(shù)個(gè)回采分條。怎樣確?；夭煞謼l工序平穩(wěn)性，分條之間空余持續(xù)條帶狀礦柱，等到區(qū)域內(nèi)分條回采完成之后，隨后回收礦柱，把條帶狀持續(xù)礦柱改成規(guī)則點(diǎn)柱，進(jìn)一步確保整體區(qū)域頂板的平穩(wěn)性。

2.1 明確分條寬度

分條寬度即為財(cái)產(chǎn)跨度尺寸明確，重點(diǎn)由干擾采場(chǎng)頂板穩(wěn)固性的角度實(shí)施驗(yàn)算與明確。通過材料力學(xué)獲知，最大拉應(yīng)力呈現(xiàn)在橋梁兩端上邊緣電商，其數(shù)值是：δmax=L2r/2h公式當(dāng)中，δmax為巖層梁極大答應(yīng)力，t/m2；第一，h 為松脫巖層高度，即為h=1m；第二，t 為頂板巖層體積重力，r=2.8t/m3；L為梁跨度，m。假設(shè)δmax大于巖石抗拉強(qiáng)度，巖石則產(chǎn)生損壞，假設(shè)實(shí)現(xiàn)頂板巖層平穩(wěn)性，勢(shì)必達(dá)到δmax小于等于δt公式中，δt為頂板巖層巖石抗拉強(qiáng)度，δ t=220t/m2，把公式歸納為：L2r/2h 小于等于δt。最終推斷結(jié)果分條寬度為八米。

2.2 明確分條數(shù)目

分條數(shù)目為干擾區(qū)域長(zhǎng)度的關(guān)鍵原因，分條數(shù)目確立重點(diǎn)參照礦、巖分層爆破程序組織方法，即為分層爆破程序能否實(shí)施在不一樣分條里面。如何確?；夭晒ぷ骷捌渖a(chǎn)穩(wěn)定性，試驗(yàn)采用量分層爆破作業(yè)具體劃分在不一樣分體內(nèi)實(shí)施作業(yè)組織方法，同時(shí)通過此區(qū)域之內(nèi)分條數(shù)目通過下述來核算。N=2.5*2；第二，式中，N－盤區(qū)內(nèi)分條數(shù)目，即為個(gè)；第三，2.5 到礦、巖分層爆破作業(yè)方法直接干擾系數(shù)；第四，2 為分條生產(chǎn)干擾其他備用系數(shù)。第五，通過計(jì)算機(jī)核算獲知，對(duì)于每次來回采作業(yè)循環(huán)盤區(qū)說話來講，內(nèi)部分條數(shù)目為5 個(gè)。

2.3 盤區(qū)回采任務(wù)

首先，回采工作方法及其流程，其在盤區(qū)之內(nèi)以回采分條是基本回采單元，沿礦體傾斜方向從下至上回采到上中段水準(zhǔn)。分條內(nèi)應(yīng)用淺孔分層爆破回采技藝，爆破過程中應(yīng)用拋投爆破，投向采空區(qū)域，方向是沿著傾斜角度。其次，鑿巖爆破工作炮孔設(shè)置，針對(duì)礦體上盤0.8m 厚圍巖應(yīng)用拋投爆破，孔距為0.6m，炮孔排列距離為0.6 至0.8m，孔長(zhǎng)度2.2m。崩巖深度為1.5m，三孔成三角形是一組分段爆破；礦石應(yīng)用直孔爆破，炮孔距離為1m，炮孔排列距離為1m 至1.2m，孔深度1.5m 至1.6m，分段分排爆破，崩礦深度為15m。

2.4 采場(chǎng)設(shè)置

尤其在采場(chǎng)設(shè)置方面，大家務(wù)必以同礦體垂直方式實(shí)施設(shè)置，把其長(zhǎng)度相同為礦體的水平厚度。礦柱和礦方角度，采取替換方法實(shí)施設(shè)置，把寬度操控在10m 上下，寬度確保統(tǒng)一性。此外，在回采實(shí)踐中，最大控頂高度是5m，最小控頂高度是2m。

2.5 采準(zhǔn)切割

從采準(zhǔn)角度來講，大家通過盤脈外階段斜坡道方法實(shí)施采準(zhǔn)，其在階段運(yùn)送方法是階段平酮，同時(shí)不一樣分段和階段全部經(jīng)過采準(zhǔn)斜坡實(shí)施關(guān)聯(lián)，且坡度設(shè)計(jì)在百分之二十。然而，在礦柱中間前進(jìn)穿脈和相鄰礦房相互間，經(jīng)過挖掘方法穿過下盤便捷，即為由穿脈位置漸漸實(shí)施拉底任務(wù)。進(jìn)而由采準(zhǔn)斜坡道開啟，通過分段方法針對(duì)平巷實(shí)施挖掘，由分段平巷位置在礦區(qū)挖掘中心方位向采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道實(shí)施挖掘，從而達(dá)成回采任務(wù)同時(shí)進(jìn)行，且在上向聯(lián)絡(luò)道及其分層聯(lián)絡(luò)道方位處分開通過中間聯(lián)絡(luò)道及其下線聯(lián)絡(luò)道來實(shí)施。并且，參照鏟運(yùn)機(jī)具體爬坡能力，大家把分層采場(chǎng)坡度操控在百分之十三上下，同時(shí)在接近礦體方位參照具體狀況安裝相應(yīng)數(shù)量的回風(fēng)天井，把上下時(shí)段在關(guān)聯(lián)后針對(duì)平巷實(shí)施運(yùn)送。此外，在時(shí)段內(nèi)急需大家針對(duì)上盤分段溜井實(shí)施設(shè)立，同時(shí)在地段安裝出礦機(jī)，同時(shí)需經(jīng)過階段平銅及其裝礦橫巷進(jìn)實(shí)施關(guān)聯(lián)。

再有脈外采準(zhǔn)工程重點(diǎn)包含：采準(zhǔn)斜井、分段運(yùn)輸巷道、采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道、溜礦井、充填回風(fēng)井等。第一，采準(zhǔn)斜井，參照之前通過－557m水平斜坡道已全面施工U型鋼拱架再加上噴漿支護(hù)，利用此工程進(jìn)行分段下盤運(yùn)送巷道有一定難度。所以針對(duì)－557m水平礦體下盤運(yùn)送巷道中央范圍施工通達(dá)－542m水平的采準(zhǔn)斜井，坡度20度，長(zhǎng)度43 m，當(dāng)做關(guān)聯(lián)－542m與－557m水準(zhǔn)通道，重點(diǎn)適用在設(shè)備通過和行人。第二，分段運(yùn)送巷道。分段高度為15m，合計(jì)－542m與－527m兩個(gè)水準(zhǔn)。畢竟上邊兩個(gè)水平礦體形態(tài)未被揭露，因此參照－557水準(zhǔn)礦體走向長(zhǎng)度實(shí)施設(shè)計(jì)，單條長(zhǎng)度在75m。此工程重點(diǎn)使用在關(guān)聯(lián)采準(zhǔn)斜井、采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道及其脈外溜井等項(xiàng)目。第三，采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道，其重點(diǎn)在關(guān)聯(lián)礦體和分段運(yùn)送巷道，并且兼顧上分層回采壓頂自由空間。-542 m和－527 m水平采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道長(zhǎng)度具體為63 m與33m。第四，礦石溜井。其設(shè)置在分段運(yùn)送巷道之外，設(shè)計(jì)傾角為60度，長(zhǎng)度在31.4m，溜井?dāng)嗝娉叽缡铅?.5 m，具體承擔(dān)－527 m，-542 m與－557 m水平礦石倒運(yùn)。第五，充填回風(fēng)井。其設(shè)置在－527 m與－557 m水準(zhǔn)相互間礦體下盤，設(shè)計(jì)斷面1.2m乘以1.2m，長(zhǎng)度在72.4m，當(dāng)作菜場(chǎng)內(nèi)充填管路與采場(chǎng)回風(fēng)通道。第六，下盤拉底巷道。畢竟礦體傾角有一定緩沖，利用上向水準(zhǔn)進(jìn)路充填采礦法實(shí)施挖掘過程中，各個(gè)分層依靠近礦體下盤施工拉底巷道，斷面為2.3m乘以2.5m，長(zhǎng)度49m。然而，-527至－557m水平試驗(yàn)采場(chǎng)礦量參照39600t核算，結(jié)果采切比是12.5 m/kt。

2.6 回采任務(wù)

在回采任務(wù)當(dāng)中，一般采取YSP 型鑿巖機(jī)挑采2m 不出礦，施工技術(shù)員在礦堆上面鑿水平孔且壓項(xiàng)回采至設(shè)計(jì)高度。經(jīng)過爆破后，需確保充足通風(fēng)時(shí)長(zhǎng)，通常狀況下為三十至五十分鐘為最佳，在工作面的炮煙完全散去為完成，隨后技術(shù)人員走入采場(chǎng)當(dāng)中針對(duì)頂板實(shí)施整體查看，同時(shí)將浮石清理工作執(zhí)行到位。隨后在經(jīng)過鏟運(yùn)機(jī)把采場(chǎng)散落的礦石分開進(jìn)入至分段溜井當(dāng)中，隨即移交給其他施工員把其運(yùn)輸至選廠。在崩落礦石運(yùn)送任務(wù)達(dá)成后，急需參照對(duì)應(yīng)配比需求實(shí)施填充，經(jīng)過脫濾水管使用把填充滲水清除采場(chǎng)。

2.7 方案評(píng)價(jià)

大家單純?cè)O(shè)立了分段溜井，且在裝礦橫巷中完成裝車任務(wù)，可以在針對(duì)采準(zhǔn)工程實(shí)施簡(jiǎn)化基礎(chǔ)之上采取運(yùn)礦效率大幅度提高?？山?jīng)過率先挑采、后壓采方式的使用，可以高效使鑿巖效率獲得最大程度的提高，針對(duì)頂板安全管理也具備非常大的意義。并且，經(jīng)過無軌設(shè)施出礦方法的使用，可以將回采任務(wù)具備更強(qiáng)的機(jī)械化水準(zhǔn)，同時(shí)在采場(chǎng)方面靈便的設(shè)置，也可通過有效方法針對(duì)礦種實(shí)施分類。此外，整體采場(chǎng)中逐漸產(chǎn)生一種貫穿風(fēng)流，其可長(zhǎng)久確保良好的通風(fēng)效果。

2.8 通風(fēng)

采場(chǎng)通風(fēng)重點(diǎn)借助通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的主風(fēng)流與工作面局扇一起實(shí)現(xiàn)。要想提升出礦效率，每個(gè)回采工作面務(wù)必配置局扇通風(fēng)，勢(shì)必將采取雙扇抽壓混合式通風(fēng)。采場(chǎng)內(nèi)風(fēng)速需大于0.15 m/s，且小于4 m/s。工作面局扇通風(fēng)過程中，率先確保設(shè)施安全的先決條件下，扇風(fēng)機(jī)最大程度安裝在接近工作面位置，采取軟風(fēng)筒把工作面污風(fēng)壓人采場(chǎng)充填回風(fēng)天井，進(jìn)入上部回風(fēng)系統(tǒng)。

2.9 頂板支護(hù)

當(dāng)前，采取管縫式錨桿為關(guān)鍵支護(hù)方式，同時(shí)支護(hù)效果不達(dá)標(biāo)，施工品質(zhì)不理想，從而給采場(chǎng)安全帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)。然而，抗拉不抗剪為樹脂錨桿呈現(xiàn)出特性，因此，抗拉強(qiáng)度為管縫式錨桿的2至3倍，融合托盤進(jìn)而螺母共同進(jìn)行，最終成效顯著提升。參照實(shí)踐采場(chǎng)具體狀況，應(yīng)用樹脂錨固劑加上金屬桿體支護(hù)方式，在第一次應(yīng)用時(shí)，錨桿網(wǎng)度操控在1.5 m乘以1.5 m。則進(jìn)路式巷道高度設(shè)置3.0m，提議金屬桿體長(zhǎng)度為3.5m，錨固方式最佳全長(zhǎng)錨固或者半長(zhǎng)錨固，網(wǎng)度操控1.0 m乘以 1.0m至1.5 m乘以1.5 m區(qū)間。當(dāng)?shù)V巖平穩(wěn)性在IV級(jí)破碎區(qū)域結(jié)合金屬網(wǎng)片或者鋼筋穿帶共同應(yīng)用。

2.10 礦石裝送

采場(chǎng)使用XYWJD-1 型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)實(shí)施出礦，且運(yùn)輸?shù)矫}外礦石溜井。出礦進(jìn)程中，把大塊集中在溜井上部格篩方位，人工實(shí)施破碎。

2.11 采礦操控貧化操控

等到礦房出礦完畢之后，借助CMS 三維掃描儀實(shí)施采空區(qū)掃描，借助CMS 自帶系統(tǒng)實(shí)施采空區(qū)體積核算，且綜合之前創(chuàng)建的SURPAC 礦體三維模型實(shí)施耦合，可以核算出來實(shí)踐礦石欠挖量與廢石超采量。

2.12 采空區(qū)填充

填充籌備任務(wù)具體為：清除進(jìn)路礦石，拆掉設(shè)施及其管線，修正填充擋墻，鋪設(shè)填充管路等。各條進(jìn)路回采完成之后，立刻實(shí)施填充。填充料漿沿著填充管理從填充回風(fēng)井進(jìn)行待填充采場(chǎng)，其一，填充回采進(jìn)路采取膠結(jié)；其二，填充進(jìn)路采取非膠結(jié)。如何縮減上分層礦石貧化率，其填充體為非膠結(jié)的，上部采取膠結(jié)填充厚度0.5m。裁切層整個(gè)進(jìn)路整體采取填充膠結(jié)，保證下中段礦石頂柱回收。

3 實(shí)戰(zhàn)效果解析和對(duì)比

3.1 關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)

首先，采場(chǎng)純礦量生產(chǎn)技能從30t/d 提升到50t/d；其次，采礦廢石混入率減少26.05%至28.53%。

3.2 經(jīng)濟(jì)與社會(huì)收益

采場(chǎng)廢石不會(huì)出坑，則將其填充至采空區(qū)域里面，不但減少了公司運(yùn)轉(zhuǎn)成本，提升了公司經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)降低了礦上廢石排放及其污染，極大促進(jìn)了綠色礦山建造的實(shí)際意義。

3.3 直接創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)收益

參照礦山生產(chǎn)規(guī)模與礦巖分采技藝占比，應(yīng)用礦巖分采之后廢石混入率減少26.05% 至28.53%，每日減少采礦廢石量為100t/d。通過計(jì)算采選工作費(fèi)用是44.7元/t，排除鑿巖爆破工作費(fèi)用及其磨礦之后技藝工作費(fèi)用，畢竟廢石混入率減少26.05%至28.53%，每日少采出廢石量為100t/d，綜合核算每年可收益巨大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

4 總結(jié)

總之，經(jīng)過試驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探究，對(duì)于厚度、形態(tài)不一樣的繁雜礦體，設(shè)計(jì)不一樣的財(cái)產(chǎn)設(shè)置方法，針對(duì)采礦實(shí)施區(qū)分之后，極大降低了采切工程數(shù)量，同時(shí)化解了礦巖分采技術(shù)相關(guān)困難，從而提升了且經(jīng)濟(jì)收益與促進(jìn)綠色礦山建造，能夠積極全面的研發(fā)、利用與節(jié)省資源，真正執(zhí)行好政府職能部門頒發(fā)的利國(guó)利民政策。針對(duì)今后礦山的生存與發(fā)展起到了至關(guān)重要的意義。