黎 飛
(云南馳宏鋅鍺股份有限公司會(huì)澤礦業(yè)分公司,云南 曲靖 654211)
隨著某礦山開(kāi)采深度的逐漸增加,礦體賦存及開(kāi)采條件越來(lái)越復(fù)雜多變,圍巖破碎、涌水增加、應(yīng)力集中等問(wèn)題成為采礦作業(yè)的難題,特別是隨著伴生黃鐵礦石含量的上升,頂板易垮落、支護(hù)難度大、成本高的問(wèn)題逐漸凸顯,為保障安全生產(chǎn),礦山采取了下向分層膏體充填采礦法,并在實(shí)踐過(guò)程中不斷改進(jìn)。
根據(jù)礦體賦存情況及礦巖穩(wěn)固性,分段沿脈、出礦道、溜礦井與充填通風(fēng)井等工程統(tǒng)一布置于礦體下盤(pán);中段垂高:60.0m,分段垂高:12.0m,分層垂高:3.0m;根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)要求,采準(zhǔn)斜坡道、溜礦井聯(lián)道、出礦道與分段平巷斷面統(tǒng)一采用3.0m×3.0m的三心拱斷面,采礦進(jìn)路斷面采用3.0m×3.0m的矩形斷面,充填通風(fēng)井及溜井采用2.0m×2.4m的矩形斷面。
采用YT-24淺孔鑿巖機(jī)鑿巖,炮孔直徑35mm,孔深2.0m,采用垂直掏槽。掏槽眼7個(gè)(6個(gè)眼裝藥,1個(gè)孔中自由面孔),輔助眼11個(gè),周邊眼18個(gè)(頂部眼距假底50cm,邊眼距距膏體50cm),共計(jì)36個(gè)炮孔。采用高威力乳化防水炸藥爆破,電磁雷管起爆,裝藥系數(shù)0.8。掏槽眼裝藥量為:1.0kg/眼,輔助眼、周邊眼裝藥量為:0.8kg/眼,共計(jì)裝藥量:29.2kg,雷管消耗:電磁雷管1發(fā),起爆秒管34發(fā)。爆破效率為80%,每循環(huán)進(jìn)尺2.0m,礦量:72.0t,單位炸藥消耗量:0.406kg/t。
通風(fēng)結(jié)束后,工人進(jìn)入工作面,立即檢查爆破效果,有無(wú)啞炮和人工假頂?shù)淖兓闆r,撬掉浮礦和松動(dòng)巖石,同時(shí)向爆堆進(jìn)行噴霧灑水,對(duì)揭露的假底沒(méi)有接頂?shù)牟捎枚饽?、簇柱人工輔助接頂。立柱支護(hù),材料選擇要求:無(wú)腐蝕硬質(zhì)圓木,?≥20cm,支護(hù)間距2.0m/棵~2.5m/棵,如假底發(fā)生變形,需根據(jù)實(shí)際情況加密。生產(chǎn)過(guò)程中主要的支護(hù)措施有事前支護(hù)與事后支護(hù)兩種。事前支護(hù):每個(gè)分層在回采進(jìn)路時(shí)上盤(pán)、下盤(pán)進(jìn)路必須留作第二次回采,以確保假底的安全。中間厚大礦體在回采過(guò)程中可以在采空區(qū)兩幫預(yù)先做立柱支護(hù)(間距3m~5m,距幫0m~0.5m),以保證在回采相鄰進(jìn)程過(guò)程中假底受膏體充填未接頂?shù)挠绊?。事后支護(hù):主要是對(duì)膏體充填后未接頂?shù)牟糠郑捎枚饽局ёo(hù)。支護(hù)材料要求:立柱Φ20cm,無(wú)腐蝕的硬質(zhì)材料。
采場(chǎng)回采結(jié)束后,進(jìn)行采場(chǎng)平底工作,在采場(chǎng)底部用3mm~5mm鋼筋鋪墊金屬網(wǎng)制作假底,假底形成后,建造封閉式隔墻,采場(chǎng)充填時(shí),第一段用灰砂比1:4的充填料充填。
整個(gè)人造假頂頂板經(jīng)常出現(xiàn)人為破壞,膏體被炸落以及控制不好等現(xiàn)象,一是由于操作工責(zé)任心不強(qiáng)、頂眼布置不當(dāng)、周邊眼數(shù)少、裝藥量不合理等造成。二是由于采用YT一24型或7655氣腿鉆機(jī)鉆鑿頂眼時(shí),操作人員高度不夠,頂眼仰角大。在頂板凹凸不平的情況下,充填體與頂板的相對(duì)高度也相應(yīng)變化,造成上部分層回采貧化損失,填充體與頂板位置如下圖所示。
圖1 填充體與頂板位置示意圖
同時(shí),凹凸不平的頂板易產(chǎn)生浮石,降低作業(yè)安全度。為了有效保護(hù)假頂,打眼時(shí)頂眼底和假底的間距至少為50cm,保證不打在假頂上,同時(shí)對(duì)在裝藥過(guò)程中,保證盡量少裝藥,若在施工過(guò)程中,不小心頂眼打在假頂里,則該孔報(bào)廢,不允許裝藥爆破。
以某礦體15分段1分層單體設(shè)計(jì)為例,整個(gè)1分層賦存礦石量23600噸,布置2條出礦道,分為2個(gè)盤(pán)區(qū),共有28塊礦房。每條出礦道或盤(pán)區(qū)所服務(wù)的礦房數(shù)量在人為設(shè)計(jì)時(shí)有多少之分。
為了轉(zhuǎn)層的銜接的平衡,在回采時(shí)可主要集中先回采礦房多的出礦道,搭配回采礦房少的出礦道,讓礦房多的出礦道先進(jìn)入下一分層回采,分段采場(chǎng)所跨越的分層數(shù)不能超過(guò)2個(gè)分層。由于礦房多的出礦道先回采先轉(zhuǎn)層,轉(zhuǎn)層后,礦房多則采點(diǎn)多。礦房少的出礦道后轉(zhuǎn)層,由于礦房少收尾快則轉(zhuǎn)層快,最終分段采場(chǎng)所跨越的分層數(shù)不能超過(guò)2個(gè)分層,有利于生產(chǎn)能力的提升和協(xié)調(diào)。
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,現(xiàn)場(chǎng)容易出現(xiàn)充填不接頂,特別是采用隔三采一或者隔一采一布置回采進(jìn)路時(shí),雖然能更加有效地控制圍巖的變形,減小對(duì)圍巖體的擾動(dòng),從而有效的控制圍巖應(yīng)力釋放。但帶來(lái)的最大問(wèn)題是不能保證接頂,引入了橋墩形式,對(duì)部分礦房進(jìn)行強(qiáng)制性接頂,形成橋墩支撐假頂,詳細(xì)措施為一分層每條出礦道的最后一塊礦房先不充填,等待下一分層相對(duì)應(yīng)的空區(qū)形成后,統(tǒng)一從高處對(duì)低處充填確保接頂;為了充填二分層的空區(qū)接頂,可在一分層預(yù)埋充填管充填二分層;盡量不采用隔三采一或者隔一采一布置礦房,而采用從兩端到中間的后退式回采,可以確保每一塊礦房都是一邊是礦體支撐一邊是膏體支撐,達(dá)到回采安全;部分礦房可對(duì)假底進(jìn)行挑頂充填。
通過(guò)采用下向分層膏體采礦法,假底下作業(yè)有效解決了礦山頂板易垮落的重大安全威脅,提高了作業(yè)安全保障,改善了作業(yè)環(huán)境。在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中,加強(qiáng)鑿巖爆破技術(shù)及管理要求,有效控制了假底破壞;結(jié)合礦體形態(tài),合理布置出礦進(jìn)路,組織協(xié)調(diào)開(kāi)采順序,分層之間(轉(zhuǎn)層)有序銜接,確保了生產(chǎn)能力;引入了橋墩形式,對(duì)部分礦房進(jìn)行強(qiáng)制性接頂,確保了充填接頂。為此類(lèi)礦山生產(chǎn)提供了實(shí)踐參考依據(jù)。