李偉華，羅 佳，詹 進

(1.五礦邯邢礦業(yè)安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司， 安徽霍邱縣 237404；2.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南長沙 410012)

李樓－吳集鐵礦底部結構回采方案研究

李偉華1，羅 佳2，詹 進2

(1.五礦邯邢礦業(yè)安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司， 安徽霍邱縣 237404；2.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南長沙 410012)

李樓－吳集鐵礦采用大結構分段鑿巖階段礦房采礦法，底部結構殘留了大量的礦石資源。分別對采場充填前和充填后提出了遙控鏟運機出礦無底柱崩落法和淺孔房柱法回收底部結構礦石2種方案，從方案特點，主要技術經濟指標等方面，對2個方案進行了對比分析，可對礦山底部結構回采提供方案支撐。

分段鑿巖階段礦房法；底部結構；無底柱崩落法；淺孔房柱法

0 引 言

李樓－吳集鐵礦采用分段鑿巖階段礦房采礦法，階段高度為100m，分段高度為25m，是典型的大結構地下采場[1]。分段鑿巖階段出礦采礦法底部出礦結構留下了大量的礦石，據(jù)不完全統(tǒng)計該部分礦體占大結構采場總礦量的8%～10%，如果不對該部分礦體進行回采，將造成巨大的礦石浪費[2-4]。

根據(jù)礦山現(xiàn)狀，有的采場已經充填完畢，有的采場尚未充填，采場有無充填對底部結構的回采影響較大。采場未進行充填時，底部結構將在采空區(qū)下回采，采空區(qū)空間高大，人員設備難以進入空場內作業(yè)，回采安全性差。采場充填后，底部結構回采受充填體穩(wěn)定性影響大，由于底部結構多以三角形式存在，上部充填體與底部礦柱兩側斜面接觸，對底部結構兩側面的壓力大，并且爆破對充填體的破壞大，充填體一旦破壞坍塌，將造成巨大的安全事故。因此，底部結構回采一直是各大礦山的生產難題[5]。本研究根據(jù)礦山實際情況，結合國內礦山回采經驗，建議采用無底柱崩落法和房柱法回采底部結構。

1 開采技術條件

李樓－吳集礦體頂板巖石主要為片巖、片麻巖、角閃巖、大理巖，裂隙不發(fā)育，又多被綠泥石及碳酸鹽礦物充填，完整性較好，但受力易沿片理裂開，其穩(wěn)定性較差。礦體底板巖石主要為白云石大理巖，裂隙、巖溶均不發(fā)育，巖石完整性、穩(wěn)定性較好。礦床構造相對簡單，礦床工程地質條件中等偏復雜。礦、巖石普氏硬度系數(shù):礦石f＝12～16；巖石(一般) f＝6～7。礦、巖石松散系數(shù)均為1.5。礦床屬隱伏型裂隙充水礦床，礦體位于當?shù)厍治g基準面與地下水位以下，地形不利于自然排泄。礦床水文地質條件總體屬簡單——中等[6-7]。

分段空場嗣后充填法采場垂直礦體走向布置，長度為礦體厚度，采場寬度20m，間隔式回采，礦房礦柱間隔布置。采場分－400m、－375m、－350m、－325m 4個水平進行回采，底部結構布置在－400m水平。礦房回采鑿巖采用Simba1354型液壓鑿巖臺車鑿垂直上向扇形孔，炮孔排距1.7m，孔底距2.6～3m，－375m、－350m、－325m 3個水平的邊孔角為40°，－400m水平的邊孔角為55°。在切割巷中間拉切割槽，以切割槽為自由面逐排爆破。崩落的礦石由－400m底部結構經鏟運機運至溜井。

底部出礦結構受礦巷邊孔角為55°，一個標準采場(100m×20m)其底部結構礦量占到了9%左右；按厚大礦體平均厚度60m計算，一個標準采場的底部結構大概有3.8萬t礦石[8]。

2 開采方案

針對李樓－吳集鐵礦開采技術條件，提出了無底柱崩落法遙控鏟運機出礦方案和淺孔房柱法回采底部結構方案，對未充填采場底部采用無底柱崩落法回采，對已充填采場的底部采用淺孔留礦法回采。

2.1 無底柱崩落法回采方案

采用無底柱崩落法回采的效率高，安全性好，成本低，技術成熟。利用出礦進路進行鑿巖，以空區(qū)為自由面逐排爆破，由受礦巷往出礦橫巷方向退采，出礦采用遙控鏟運機。如圖1所示，以出礦進路作為鑿巖巷道，出礦橫巷為出礦巷道。

圖1 無底柱崩落法回采底部結構方案

鑿巖:在出礦進路內，利用Simba1354型液壓鑿巖臺車配Φ76mm鉆頭鑿上向扇形炮孔，排距為1.7m，孔底距為2.5～2.7m，炮孔孔底至底部結構頂部之間留1.5m的距離，前后排面之間炮孔錯開布置。為了更多的回收礦石，考慮到Simba1354型液壓鑿巖臺車鑿小角度孔和水平孔較困難，因此底部結構下部的礦體鑿巖采用YG－40型鑿巖機鑿小角度孔和水平孔。

爆破:采用BQF－100型裝藥器裝藥，起爆裝置放入孔底，孔口用炮泥加木塞進行堵塞。采用非電微差雷管排間微差爆破，崩礦步距5.1m，即每次爆破崩3排。由受礦巷往出礦橫巷后退式爆破回采。

通風:新鮮風流經中段沿脈運輸巷進入底部結構，通風困難時可布置局扇加強采場通風。

采場出礦:礦石崩落后，采用遙控鏟運機鏟運至采區(qū)溜井，然后在－425m水平由電機車拉至主溜井。

頂板管理:在進入采場作業(yè)前，需進行敲幫問頂，確認安全后方可作業(yè)。

回采完畢，即可進行充填作業(yè)。充填前，在底部出礦橫巷圍巖穩(wěn)固的部位用混凝土砌筑充填擋墻，在隔墻上安裝濾水設施。采場底部采用1∶4的灰砂比進行充填，采場中間采用1∶8～1∶10的灰砂比進行充填；采場頂部采用1∶4的灰砂比進行充填。

2.2 房柱法回采方案

對已充填采場的底部結構用淺孔房柱法回采。淺孔房柱法工藝簡單，技術成熟，爆破規(guī)模小，有利用保護充填體。利用出礦橫巷進行鑿巖爆破，不增加采準工程，由切割槽往沿脈運輸平巷后退式回采，以出礦橫巷為自由面自下而上分層回采，前期出少量礦石，保證礦石堆離采場頂板留有2～2.5m的作業(yè)空間，出礦采用鏟運機。

如圖2所示，礦房垂直礦體走向布置，礦房規(guī)格為:寬8m，長10m，高14m，垂直礦體走向每間隔10m布置一個點柱，點柱規(guī)格為:3m×3m。

鑿巖:在出礦橫巷內，利用7655型氣腿式鑿巖機配Φ38mm鉆頭進行鑿巖，排距為0.5m，孔底距為1.0～1.2m，炮孔平行交叉布置。

爆破:采用人工裝填2＃巖石炸藥，采用非電微差雷管排間微差孔底起爆。由出礦橫巷自下而上分層爆破回采。

通風:新鮮風流經中段沿脈運輸巷進入出礦橫巷沖洗工作面，通風困難時可布置局扇加強采場通風。

采場出礦:礦石崩落后，前期出少量礦石，留下礦石作為下次鑿巖爆破的工作平臺，采場崩礦結束后采用鏟運機集中出礦，由鏟運機運至采區(qū)溜井，然后在－425m水平由電機車拉至主溜井。

頂板管理:在進入采場作業(yè)前，需進行敲幫問頂，確認安全后方可作業(yè)；當采場頂板暴露面積過大時，應視情況采用錨桿護頂，以保護人員、設備安全作業(yè)。

充填:充填作業(yè)與無底柱崩落法方案基本相同。

3 方案對比

根據(jù)李樓－吳集鐵礦底部結構開采技術條件及工程現(xiàn)狀，對遙控鏟運機出礦無底柱崩落采礦法、淺孔房柱采礦法進行技術分析，2種方案的優(yōu)、缺點見表1，2種方案的技術經濟指標對比見表2。由于底部結構所處的位置比較特殊，因此，該部分礦體回采礦石損失率均較大。無底柱崩落法采場生產能力大，由于采用中深孔爆破貧化也相對較大，鑿巖效率相對較高，采用遙控鏟運機出礦，出礦能力相對較小，并且遙控鏟運機在出礦的時候存在視覺盲區(qū)，相對的礦石損失率較高。淺孔房柱法采場生產能力相對較小，但是出礦能力大；由于采用淺孔，貧化率較低。

圖2 淺孔房柱法回采底部結構方案圖

表1 底部結構回采各采礦方法方案技術比較

表2 方案技術經濟指標對比

4 結 論

(1)針對大結構采場底部結構回采難題，根據(jù)采場充填情況，分別提出了無底柱崩落法鏟運機出礦方案和淺孔房柱法回采方案。

(2)對無底柱崩落法和淺孔房柱法回采底部結構主要工藝進行了詳細的敘述，2種方案對回采底部結構各有利弊，技術經濟指標各有優(yōu)劣。

(3)底部結構回采是采礦界普遍的難題，安全高效的采礦方法一直是礦山所追求的，本研究對該類礦體回采提供了2種可行的方案，可對類似礦山礦體回采提供參考。

(4)建議下一步進行現(xiàn)場試驗，積累經驗數(shù)據(jù)，在全礦推廣應用。

[1]任?？?，弓上超，朱國濤.高階段嗣后充填采礦大型采場底部礦柱回采探討[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014，30(7):50-53.

[2]陳慶坤.分段鑿巖階段礦房采礦法在蒙庫鐵礦中的應用[J].采礦技術，2014(4):002.

[3]洪增友.分段鑿巖階段礦房法爆破工藝的實踐[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2000，20(5):45－47.

[4]任從坡，王聚永.分段鑿巖階段礦房法回采爆破方案的改進[J].采礦技術，2009，9(6):88－89.

[5]李美富，王 旭.分段鑿巖階段充填采礦法底部結構的回收[J].采礦技術，2014(4):006.

[6]張立新.李樓鐵礦采礦方法和充填工藝探討[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2012(1):002.

[7]朱國濤，郝紅星，王曉飛.李樓鐵礦厚大礦體安全回采研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(11):1－4.

[8]林衛(wèi)星，詹 進，等.大型采場回采充填工業(yè)試驗及其關鍵技術研究[R].長沙:長沙礦山研究院有限責任公司，2014.

2015-04-05)

李偉華(1983－)，河北邯鄲人，助理工程師，本科，主要從事礦山開采和管理工作，Email:827939986＠qq.com。