顧偉

【摘 要】云南大紅山礦I#銅礦體產(chǎn)狀復雜，開采條件受礦體產(chǎn)狀影響較大。采礦方法采用無軌機械化點柱上向水平分層充填采礦法。分段高度為20 m，分層高度為4 m，分層回采結束后充填，充填先用尾砂墊底，上層采用0.5 m的膠結充填作為下一分層回采出礦的工作平面。由于礦體呈多層條帶狀，單層厚度小，層間圍巖穩(wěn)定性差，節(jié)理裂隙發(fā)育，因此回采時經(jīng)常遇到冒頂片幫事故。文章針對云南大紅山礦I#銅礦體回采爆破方案和支護方案進行優(yōu)化，減少頂板暴露面積和高度，降低點柱支撐壓力，保證其回采作業(yè)的安全性。

【關鍵詞】上向水平分層充填；點柱；光面爆破；預應力錨桿支護

【中圖分類號】TD32 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）07-0142-02

1 工程概況

I#銅深部礦體呈緩傾斜～傾斜多層產(chǎn)出，礦體主要為中厚至厚礦體，夾層厚度從幾米到幾十米不等。礦體傾角一般在20°～40°；礦圍巖穩(wěn)固。礦體埋深一般在0～950 m。在礦體西翼有曼崗河、礦體上盤有淺部熔巖鐵礦體及露天采場需要保護，采用了無軌機械化的點柱式上向水平分層充填法進行開采。分層高度為4 m，采用掘進臺車打眼，3～4 m3柴油（或電動）鏟運機配20 t卡車出礦；分層回采結束后及時充填，分層用廢石和分級尾砂充填底層，上層的0.5 m面層采用膠結充填，灰砂比為1∶4。

I#銅淺部采礦工程根據(jù)礦體的不同厚度，分別采用無軌機械化設備開采的房柱法、分段空場法，部分地段開采后用廢石充填。采礦方法示意圖如圖1所示。

采礦方法受礦體產(chǎn)狀和地質條件限制，點柱式機械化上向水平分層采礦法回采工藝簡單、成本高、效率低，但仍然是目前條件下最為合理的采礦方法。

2 存在問題

該礦體圍巖節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖層層理明顯，在回采較厚礦層時沿傾向跨度較大，總體暴露面積超過200 m2，暴露面積較大。分層回采時由于巖層裂隙影響，分層回采梯段高度大多超過4 m。頂板支護存在錨桿支護效果不明顯的問題。分層回采時光面爆破效果較差，頂幫板浮石清找任務量較大。經(jīng)常發(fā)生頂幫板浮石或大面積圍巖冒落。預留點柱在圍巖應力釋放后出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象。

3 應對措施

3.1 頂板暴露面積控制

（1）若減小盤區(qū)沿走向長度為40 m，其相應增加20%的穿脈切巷采切工程量，總采切工程量增加10%以上。采切工程量增加太大，經(jīng)濟效益降低，此方案不宜采用。

（2）增加點柱尺寸，遇到品位低的礦石可以適當增加點柱尺寸，以減少頂板暴露面積。由于巖層層狀和節(jié)理發(fā)育明顯，孤立點柱較高時容易發(fā)生滑動破壞，所以盡量避免孤立點柱的出現(xiàn)。必要時應放棄部分礦石。

（3）礦巖交界面，尤其是礦體上盤礦巖交界面穩(wěn)固性較差，可以適當超挖，并加快回采速度，盡量避免上盤穩(wěn)固性差的圍巖垮落風險。

（4）盤區(qū)內，當沿走向跨度較大時，嚴格控制垂直礦體走向方向的頂板跨度，該跨度越大，越容易發(fā)生巖層滑動。也就是說，一個方向上跨度越小，整體就越穩(wěn)定，應盡量避免兩個方向上跨度的同時加大。

3.2 嚴控梯段高度

由于礦體傾角較緩，巖層層理發(fā)育，因此在一定的暴露面積條件下，梯段高度越高，頂幫板穩(wěn)固性就越差。巖層易產(chǎn)生滑動破壞，導致大面積垮幫。所以，要嚴格控制梯段高度，采場回采時周邊眼裝藥量要嚴格控制，鑿巖角度在垂直傾向上要盡量避免上傾和超挖。

在本分層回采完成時，應結合下一分層礦體變化和回采設計合理確定頂板高度及充填高度。切巷高度應在充填高度1 m以上，便于回采。但是應控制下一分層不回采圍巖頂板高度和充填高度一致，使其在下一分層回采時落在充填體上具有一定支撐能力，減小點柱支撐壓力。

3.3 加強頂幫板分級管理，適當加強支護

根據(jù)采場地質條件和工程情況，合理確定頂幫板管理等級。由于I#銅礦體巖層節(jié)理發(fā)育，采用預應力錨桿支護效果更佳，錨桿方向上應垂直巖層面或沿圍巖主應力方向，避免發(fā)生錨桿剪切破壞。

3.4 加強光面爆破管理

周邊眼孔距必須小于周邊眼落礦厚度，才能具有更好的光爆效果。在巖體條件較差時，應適當降低周邊眼孔距和單孔裝藥量。在鉆孔垂直礦體走向時效果更為明顯。經(jīng)加強光面爆破管理后，采場頂板光面爆破效果如圖2所示。

3.5 建立光面爆破標準

（1）殘留炮孔痕跡在開挖輪廓面上均勻分布。眼痕率符合規(guī)定要求。

（2）巷道超挖尺寸不大于200 mm。

（3）巷道周邊不應欠挖。

（4）巖面平整，孔壁不應有明顯的爆震裂隙。

（5）眼痕率不小于60%。

4 防治效果與結論

4.1 防治效果

通過采用減小超挖、縮短點柱間距、嚴控分層梯段高度及減小頂板暴露面積等措施，發(fā)現(xiàn)頂板浮石及垮落頻率并沒有明顯減少。但是壁片幫的頻率明顯減少，點柱破壞率略有降低。在加強錨桿支護，采用預應力錨桿的情況下，頂板大面積開裂，并逐漸破壞垮落的情況有明顯減少。通過加強光面爆破管理，頂板的浮石有明顯減少，圍巖保護效果非常明顯。

4.2 結論

在該礦體地質條件及點柱法上向水平分層采礦法開采條件及礦房尺寸條件下，為了減少頂幫板冒頂片幫事故發(fā)生，采用光面爆破并加強監(jiān)督管理措施后，效果較為明顯，可以長期維持頂幫板浮石減少。同時，在工程擾動較小的情況下，預應力錨桿對層狀發(fā)育巖體防治裂隙擴大且破壞效果明顯。減小頂板暴露面積對大面積冒頂及局部圍巖破壞均有一定的改善效果。

參 考 文 獻

[1]孟穩(wěn)權.冬瓜山礦床深部開采巖層控制的措施[J].礦業(yè)快報，2006（12）：58-59.

[2]胡正才.冬瓜山銅礦生產(chǎn)地質管理方案探討[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012（5）：47-48.

[3]馬國棟.基于切克蘭德方法論的礦山地質管理分析[J].包鋼科技，2017，43（S1）：54-58.

[責任編輯：陳澤琦]