卓登榮
(贛州通安安全技術(shù)咨詢有限公司,江西 贛州 341000)
在礦體開采過程中,為了有效地進行地壓管理,一般情況下都會留有一定高度的頂柱,待整個中段全部回采后,再對頂柱進行回采;而頂柱屬于應(yīng)力集中區(qū),它的回采都一定程度的存在著安全系數(shù)低、回采成本高、回采難度大等問題[1-3]。
金塘3號礦體由含金蝕變破碎板巖及含金石英脈組成,以含金蝕變破碎板巖為主。礦脈帶金礦化不連續(xù),全脈含礦系數(shù)0.31,礦體平均品位4.22g/t,礦體厚度0.41m~5.05m,平均厚度3.68米。礦脈帶深部蝕變破碎板巖及石英脈硅、泥質(zhì)膠結(jié)較好,結(jié)構(gòu)較完整,頂?shù)装遢^穩(wěn)定。
金塘3#脈20中段現(xiàn)布置有4穿脈、6穿脈、7穿脈、8穿脈、9穿脈、10穿脈、13穿脈、14穿脈、15穿脈共九條穿脈,礦體總長約300m,10穿脈與13穿脈之間為無礦段。頂柱高約為10m,礦塊平均厚度10m,礦體平均傾角45°,礦石平均品位4.54g/t。該礦塊構(gòu)造清晰,礦體規(guī)則,底板較穩(wěn)固,頂板及礦體破碎易垮落,礦山地壓大。
金塘3#脈20中段開采時間較長,目前部分采場已經(jīng)進入頂柱回采階段;根據(jù)測量成果資料可知:4、5穿脈采場頂板距20中段底板高程差5.84m,6、7穿脈采場頂板距20中段底板高程差13.1m,8、9穿脈采場頂板距20中段底板高程差13.1m,10、11穿脈采場頂板距20中段底板高程差11.2m,13穿脈采場頂板距20中段底板高程差7.84m,14穿脈采場頂板距20中段底板高程差9.84m,15穿脈采場頂板距20中段底板高程差7.84m;由此可知,4、5穿脈采場已經(jīng)進入頂柱回采階段,13穿脈采場和15穿脈采場即將進入頂柱回采階段,其它采場還未進入頂柱回采階段。
由于7穿脈采場、8穿脈采場和9穿脈采場頂柱靠近2#斜井60中段車場及運輸平巷,同時,60中段水倉靠近9穿脈采場頂柱,故7穿脈采場頂柱東部、8穿脈采場頂柱和9穿脈采場頂柱西部留作永久礦柱;可回采的頂柱有:4穿脈采場頂柱、5穿脈采場頂柱、6穿脈采場頂柱、7穿脈采場頂柱西部、9穿脈采場頂柱東部、10穿脈采場頂柱、13穿脈采場頂柱、14穿脈采場頂柱和15穿脈采場頂柱。
采用上向水平分層進路式充填采礦法回采頂柱。
設(shè)計頂柱礦房沿礦體走向布置,單個回采礦房沿走向長40m~50m, 寬為礦體厚度,高度為頂柱高度。
放礦上山、行人天井及聯(lián)絡(luò)道布置在礦房中間,在礦房兩端布置安全出口通上中段平巷,并與回采進路相連。
每分層采用進路式回采與充填采礦方法進行回采,回采進路的斷面規(guī)格為2.0m*2.0m,即回采進路寬和高均不超過2m。
(1)最上分層回采方法如圖1所示,回采進路從礦房兩端向礦房中間同時推進,進路采空區(qū)全部采用廢石充填,預(yù)留礦柱的回采進路和采后全部充填的回采進路交替布置,預(yù)留礦柱規(guī)格為2.0m*2.0m,礦柱之間的間距為2.0m~2.5m。
圖1 頂柱最上分層回采方案
圖2 頂柱頂層以下各分層回采方案
相鄰兩條預(yù)留礦柱的回采進路和采后全部充填的回采進路組成一個施工單元,先施工事后全部充填的回采進路,待該進路回采至礦體頂板后,以該回采進路采空區(qū)為爆破自由面面,采用由里向外后退方式對臨近的預(yù)留礦柱的回采進路實施回采與充填工藝,同時對原進路采空區(qū)由里向外用廢石逐漸密實接頂充填。
(2)頂柱頂層以下各分層回采方法如圖2所示,回采進路從礦房兩端向礦房中間同時推進,進路采空區(qū)采用廢石充填和膠結(jié)充填,廢石充填進路和膠結(jié)充填進路交替布置。
回采進路采用分段爆破進行施工,分段長度不超過1.5m。采用氣腿式鑿巖機,炮孔直徑約42mm,孔深1.5m。爆破使用膨化硝銨炸藥,人工裝藥,裝藥系數(shù)0.8。
因設(shè)計回采進路寬度不超過2.0m,高度不超過2.0m,難以實施機械出礦,故采用斗車實施出礦、運礦。
礦柱回采是在巖體原應(yīng)力遭受破壞的情況下進行的,且中段礦柱處于高度受力狀態(tài),回采難度大,安全系數(shù)低。由于科學合理地規(guī)劃設(shè)計,再加上施工管理工作具體而詳細,作業(yè)人員精心操作,使得礦柱資源得到充分的回收利用,產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益。