孫書彬，王 禎

（招金礦業(yè)股份有限公司夏甸金礦， 山東招遠市 265418）

夏甸金礦殘損礦體開采技術研究

孫書彬，王 禎

（招金礦業(yè)股份有限公司夏甸金礦， 山東招遠市 265418）

夏甸金礦為了增加出礦量，充分回采井下有限的黃金資源，對老中段低品位礦石及殘余礦體進行了重新評價，并研究出一種安全高效的回采方法，詳細介紹了其回采工藝及地壓防治措施。該方案的應用成功回收礦量達800萬t，創(chuàng)造了巨大的經濟與社會效益。

夏甸金礦；殘損礦體；卸壓開采；誘導冒落；擠壓爆破

夏甸金礦七號礦體自2006年以來采用無底柱分段崩落法與干式充填法相結合的開采方法進行回采，隨著生產能力的不斷擴大，目前回采工作面已經進入20中段充填法采場的影響區(qū)域。該部分采場分礦房礦柱兩步驟回采，設計用分段上向干式充填法回采礦房、無底柱分段崩落法回采礦柱，目前礦房采空區(qū)已經進行了廢石充填。為增加井下出礦量，急需回采剩下的礦柱，而由于采場埋深大，采動壓力較大，在礦柱部分形成應力集中，巖體穩(wěn)定性較差，特別在上盤側高應力區(qū)，巷道片幫冒頂嚴重，個別區(qū)段甚至難以掘進成巷，難以形成無底柱分段崩落法正?；夭傻牟蓽使こ?，使回采工作無法正常進行，因此急需研究開發(fā)一種安全高效的回采方案。

1 采礦方案改進的基本原則

該方案從“三律”（地壓活動規(guī)律、巖體冒落規(guī)律與散體流動規(guī)律）適應性的高度進行改進，為達到“四低一高”（低損失、低貧化、低成本、低事故隱患與高生產能力）的開采目標，需堅持以下4條原則。

現用分段高度10m，因2.5＋10.62＝13.12＞10m（分段高度），則表明在空區(qū)上方的第一個分段上，實體礦巖的冒落碎脹量不足以填滿空區(qū)，從而存在陷落危害，不能保障作業(yè)安全。為此，在巖性穩(wěn)定性較差、有陷落危險的部位，在空區(qū)上方的第二個分段之上才能保證正?；夭傻陌踩珬l件。

對于沒有充填的礦房（空場），空區(qū)高度約4.5 m，此時使碎脹量填滿空區(qū)的冒落拱高度為19.11 m。因19.11＋4.5＝23.61＞2×10m，可見在有陷落危害的部位，在空區(qū)上方的第三個分段之上才具備正常生產的安全條件。

（2）避免直接在有可能冒落的不穩(wěn)圍巖體的頂板下作業(yè)。在高應力作用下，空區(qū)與采準工程的頂板容易掉塊，為避免發(fā)生掉塊傷人事故，穩(wěn)固性較差的部位需要支護；而對面積較大、有塌落可能的空區(qū)，應避免直接在其下作業(yè)，以確保生產安全。

（3）卸壓開采。在高應力區(qū)的礦柱，兩側礦房的邊界往往不規(guī)整，巷道開掘后邊壁礦柱時寬時窄，隨時可能與空區(qū)打透，再者受采動地壓的影響，掘進采準巷道比較困難，在必須掘進的部位，需要先在上分段卸掉支撐壓力，卸壓后再掘進下分段回采巷道。對下分段已有巷道的修整利用也應在卸壓后進行。

（4）利用充填散體進行擠壓爆破。臨近高應力區(qū)難以形成切割工程，需利用相鄰礦房的散體充填料進行側向擠壓爆破。在與礦房頂部平齊的回采礦柱的第一個分段，由于散體頂部自然堆積的密度較小，可直接用作擠壓爆破。其下分段，散體經爆破震動壓實，為恢復其提供足夠擠壓空間的能力，需要進行松動放出。

2 回采工藝

534－537線－525m分段礦柱內的回采巷道已經開掘3a，開掘時穩(wěn)定性就較差，目前已經不能進人。如果完全恢復這些巷道，技術難度大、風險過大，從穩(wěn)定狀態(tài)分析，僅恢復利用靠近下盤的一段巷道為宜，其余巷道任其塌落，將其負擔的回采礦量用誘導冒落法回采。此外，－498m分段為充填法頂柱礦量，受地壓活動影響，目前部分礦房的頂板不能用于鑿巖，只有依靠布置在間柱的回采巷道崩落礦房頂部礦量。該礦量需采取高端壁出礦方案才能較好回收，為此主要出礦水平設計在－517m水平為宜，即依靠－517m分段的回采進路大量出礦。其上－506m分段僅作為下盤礦量回收分段，在－517 m分段回采后再投入回采，如圖1所示。

圖1 回采方案示意

2.1 卸壓開采

為確保－517m分段采準工程的穩(wěn)固性，－498 m分段的礦體需全部崩落，形成連續(xù)采空區(qū)，切斷支撐壓力，為－517m分段采準工程卸壓。換言之，－517m分段需要卸壓開采，－498m分段的上盤崩落界線，可作為卸壓界線，因此，以－498m分段的上盤崩落界線為準線，將下面礦體分為卸壓開采區(qū)與誘導冒落區(qū)，如圖1所示。

個人所得稅法修正案草案面向社會征求意見之時，個人所得稅改革研究課題組也開始對草案進行研讀，并征求了課題組之外多位財稅專家的意見，于8月14日形成《關于個人所得稅法修正案草案的意見》，并將報告遞送給全國人大法工委，同時一一寄送給中央領導和相關部委，以及全國人大常委會全體委員。

在－498m分段，礦房頂板的穩(wěn)固性能夠滿足鑿巖落礦要求，或稍加支護就能夠滿足要求的，盡可能用于鑿巖、落礦與回采；不能用于鑿巖落礦的，要適當加固或加快回采位于礦柱內的采準巷道，使其100%的投入使用，以使礦房上部礦石全部崩落。對于礦房頂板無鑿巖條件而相鄰礦柱進路又被局部破壞的地點，需要采取支護措施進行維修，以確保落礦質量。在本分段各條進路的退采中，要特別注意崩落上盤側礦量，盡可能增大卸壓范圍，以利于下部礦柱的回收。

在－517m分段，需要注意礦柱進路的施工時間與施工質量。在－498m分段的回采工作面退過－488m分段回采邊界線、形成完整卸壓區(qū)后，－517m分段的礦柱進路才能投入開掘。在巖性不穩(wěn)部位，還需采取相應的支護措施，確保每條進路向上盤至少掘進到高應力區(qū)邊界。對于不能掘進到位的巷道，在端部打束狀炮孔，向兩側礦房充填散體擠壓爆破，盡可能多地崩落礦柱礦量，如圖2所示。

圖2 礦柱崩落回采方案

在－517m分段回采卸壓后，再修復利用－525 m水平的礦柱內的回采工程。在卸壓開采區(qū)內，先在上部回采卸壓，后在下部做采準工程。當生產銜接上需要加快下部采準時，也應保持每一分段先在下盤已經卸壓的區(qū)域內開掘巷道，向上盤掘至高應力區(qū)邊界即暫停，等上部回采卸壓后再掘進到位，以簡化支護工作與降低生產成本。

2.2 誘導冒落

在誘導冒落區(qū)，利用－535m分段回采空間誘導上部礦柱礦量自然冒落。為增大回采巷道的穩(wěn)定性，只在礦柱的形心正下方布置回采進路，如圖2所示，在礦房的正下方不布置回采進路，以此增大進路的間距。此外，對穩(wěn)固性較差部位應及時采取支護措施，確保回采進路在整個服務期限內不被地壓破壞。

為實現臨近高應力區(qū)的充填散體的松動放出，需提前回采誘導冒落工程（位于礦房下一分段的礦體），以便在出礦過程中使充填散體得到移動松散。誘導冒落工程回采時，可按下式計算放礦松動范圍：

式中：α1，β1——垂直進路方向散體流動參數；

z——分段高度，m；

μ——放礦方式影響系數；

b——進路寬度，m。

夏甸金礦7號礦體的散體流動參數為：α1＝1.5940，β1＝0.1266，分段高度z＝10m，進路寬度b＝2.6m，采用截止品位放礦方式時μ≈0.5，代入上式得B＝9.18m。

由于礦柱寬度一般不超過8m，可見礦柱回采時，兩側礦房在上一個分段水平即可進入出礦松動的范圍，使礦房內的散體發(fā)生移動便可起到松動散體的作用。對于上盤側破碎礦石，采用誘導冒落法回采時，在誘導冒落分段要控制出礦，尤其是靠近上盤的部位，放出松散量即可，嚴禁放出斷層泥。

在誘導冒落區(qū)盡量將間柱崩散，若炮孔不能施工便立即停止，轉入－535m水平施工。在－535m水平進路內施工炮孔，盡量將間柱崩散，若施工不到間柱內便立即停止實行誘導冒落，炮孔要達到充填法礦房底部，放炮時將礦房崩透，使充填料流下，礦柱失去充填料支撐，形成懸臂梁，誘導礦柱進行冒落，－535m水平要進行控制出礦，冒落的礦量在本分段回收的數量，取決于冒落的難易程度；當礦柱礦量隨采隨冒時，在本分段大量回收；當滯后冒落時，本分段只出松散系數所要求的礦量，到下分段再大量放出冒落礦量。－545m水平施工采準工程時，進路要正對－535m水平進路，在－545m水平可以大量回收冒落礦量。

3 應用效果

該方案的成功應用保證了夏甸金礦20中段以上殘損礦體的有效回收，解決了采動壓力高、難以形成采準巷道的難題，而且保證了回采工作的安全性，為20中段以下分層礦體的回收創(chuàng)造了前提條件，解決了夏甸金礦生產任務的巨大壓力。經過計算，該方案的應用為夏甸金礦回收礦石量達80萬t以上，雖然由于誘導冒落方案貧化率相對高一些，按平均品位2g／t，每克收益200元計算，可以為夏甸金礦創(chuàng)造經濟效益為32000萬元。由此可見，采用該研究方案進行殘損礦體的回采帶來的經濟效益是巨大的，而且回采工作安全性較高，帶來的間接經濟效益及社會效益更無法用數字直接衡量。

4 結 論

（1）本文對在進行礦柱回采過程中所遇到的應力集中問題進行了分析和解決，對礦柱回采分別采用了卸壓開采、誘導冒落以及支護強采等方法，在保證人員安全的情況下，使回收率做到最大化。

（2）針對礦柱回采過程中，回采巷道開掘時穩(wěn)定性差、巷道打通后容易變形坍塌等情況，對靠近礦體下盤的巷道負擔面積下的礦體采用了卸壓開采的方法，對靠近上盤不能修復的巷道所負擔的礦體采用了誘導冒落的方法，取得了良好效果。

（3）實驗研究表明，對于礦山應力集中現象，可以采用切斷應力集中和利用應力集中相結合的方法進行回采，為礦山更好地回收礦石提供了理論指導。

（4）該方案可以借用原有巷道，大大減少了采掘工作量，節(jié)省了礦柱的回收成本。

（5）該方案在夏甸金礦20中段以上殘損礦體的回收中已經得到應用，回收礦石量達到80萬t以上，創(chuàng)造了經濟效益32000萬元，且回采工作安全性高，帶來巨大的社會效益。

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2011－09－04）

孫書彬（1970－），男，山東招遠人，工程師，從事礦山工程技術管理工作，Email：wangzhen2658＠163.com。