趙 野

（撫順罕王毛公鐵礦有限公司，遼寧 撫順 113125）

無(wú)底柱分段崩落法由于沒(méi)有復(fù)雜的底部結(jié)構(gòu)，采準(zhǔn)及回采工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，便于大型無(wú)軌設(shè)備運(yùn)輸，通過(guò)回填覆蓋嚴(yán)或崩落圍巖的方式實(shí)現(xiàn)地壓控制，是我國(guó)地下采礦廣泛應(yīng)用的一種采礦方法。如果無(wú)底柱分段崩落法采礦視為一種平面展開(kāi)分層，則進(jìn)路將礦體作為分割、并作為鑿巖巷，隨后進(jìn)行中深孔鑿巖，在進(jìn)路進(jìn)行回采出礦的具有機(jī)械化程度高、勞動(dòng)消耗量小、安全系數(shù)高、成本相對(duì)較低等特點(diǎn)[1-3]。毛公鐵礦二礦區(qū)進(jìn)入井下開(kāi)采以來(lái)一直應(yīng)用該采礦方法，實(shí)現(xiàn)安全、高效回采。

1 礦山概況

撫順罕王毛公鐵礦地下采礦礦體根據(jù)組成礦石的主要礦物和脈石礦物，可劃分為以條帶狀為主的磁鐵礦石和角閃石磁鐵礦石、輝石磁鐵礦石三種。因區(qū)內(nèi)鐵礦石的含鐵量以TFe＜45%為主，礦石工業(yè)類(lèi)型屬需選鐵礦石。礦區(qū)是以磁性鐵為主的磁性鐵礦石。脈石礦物以石英、角閃石、綠泥石為主，礦床圍巖以角閃斜長(zhǎng)片麻巖為主，礦體頂板巖石為角閃片麻巖，底板巖石為角閃斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖和部分角閃花崗混合巖。夾石則以含鐵石英巖為主，局部見(jiàn)有少量角閃斜長(zhǎng)片麻巖。礦體走向平均長(zhǎng)度600m，礦體平均厚度85m，礦體傾角25°～71°[4，5]，地質(zhì)儲(chǔ)量3000t。

礦區(qū)附近沒(méi)有需要重點(diǎn)保護(hù)的名勝古跡和重要設(shè)施，擬開(kāi)采范圍內(nèi)無(wú)人員居住，無(wú)主要公路、油氣管路經(jīng)過(guò)，礦山周邊環(huán)境較好。巖石移動(dòng)范圍內(nèi)無(wú)重要建筑物，原撫順市紡織廠(chǎng)已拆遷完畢，礦山老選廠(chǎng)正在拆遷，設(shè)計(jì)新增建筑物、工業(yè)設(shè)施均布置在地表移動(dòng)范圍之外。毛公鐵礦應(yīng)用主、副井和斜坡道開(kāi)拓，有軌和無(wú)歸聯(lián)合運(yùn)輸?shù)姆绞健?/p>

根據(jù)礦床的礦體賦存條件、開(kāi)采技術(shù)條件和水文地質(zhì)條件毛公鐵礦井下采礦應(yīng)用無(wú)底柱分段崩落法，采用大結(jié)構(gòu)參數(shù)，并配置相應(yīng)的鑿巖設(shè)備，分段高度20m，進(jìn)路間距18m，崩礦步距3.4m，進(jìn)路垂直礦體走向布置[6]，礦石可爆性較好。毛公鐵礦采礦自進(jìn)入0m分段以來(lái)，礦體上下盤(pán)傾角逐漸變緩，礦體上盤(pán)傾角25°～45°，且形態(tài)復(fù)雜，無(wú)底柱分段崩落采礦法按照礦體賦存條件與出礦設(shè)備的有效運(yùn)距等因素回采進(jìn)路可分為沿走向布置和垂直走向布置，此時(shí)當(dāng)?shù)V體上盤(pán)采用垂直天井拉槽后切割作為垂直走向進(jìn)路回采的爆破空間，出現(xiàn)以下問(wèn)題：①上盤(pán)礦體損失量與廢石混入量均較大；②采礦效率降低，需出部分廢石滿(mǎn)足爆破需求；③采礦成本大幅度升高。而當(dāng)?shù)V體較厚時(shí)，進(jìn)路沿走向布置方式不適用作為其采礦方式，存在采切工程量大、通風(fēng)困難、運(yùn)距增加等問(wèn)題。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究

針對(duì)進(jìn)路垂直走向布置在上盤(pán)緩傾斜中厚礦體應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的上述損失貧化量大、效率降低等問(wèn)題，本文提出了一種降低礦體上盤(pán)損失貧化指標(biāo)、提高回采效率、降低采礦成本的適用于上盤(pán)緩傾斜礦體開(kāi)采的采礦方法。其在毛公鐵礦井下采礦0m分段確定符合實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)礦塊，具體實(shí)施方案為：根據(jù)緩傾斜礦體上盤(pán)的傾角與跨度確定礦體上盤(pán)回采進(jìn)路沿走向與垂直走向的布置方法。沿走向采礦方式布置在礦體上盤(pán)傾角較緩區(qū)域，根據(jù)傾角較緩區(qū)域跨度及考慮礦石充分回收方面確定布置沿走向進(jìn)路布置條數(shù)，保證能充分回收上盤(pán)礦體；垂直走向采礦方式按已經(jīng)確定的進(jìn)路間距布置在礦體中、下盤(pán)位置，進(jìn)路沿走向布置崩礦后為垂直走向布置提供爆破空間。

按照已經(jīng)確定的進(jìn)路間距掘進(jìn)垂直走向巷道滿(mǎn)足探礦及后續(xù)采準(zhǔn)和回采要求，進(jìn)入回采工作后，利用垂直走向回采進(jìn)路靠近上盤(pán)礦體傾角較緩區(qū)域部分作為沿走向進(jìn)路回采的切割硐室，并在硐室內(nèi)掘進(jìn)垂直切割天井，通過(guò)切割天井?dāng)U井形成的空間爆破拉開(kāi)切割硐室，為沿走向回采進(jìn)路提供爆破空間，利用切割硐室提供的自由面，沿走向回采進(jìn)路施工扇形中深孔后退式回采，沿走向進(jìn)路回采后產(chǎn)生的空區(qū)為中、下盤(pán)垂直走向進(jìn)路回采提供爆破空間，繼而垂直走向回采進(jìn)路正常上盤(pán)向下盤(pán)后退式回采，直至礦塊回采完畢。

進(jìn)路垂直走向與沿走向聯(lián)合布置的具體要求：礦體上盤(pán)沿走向回采進(jìn)路扇形中深孔布置穿過(guò)礦體界限0.5m后停止施工，防止裝藥裝不到孔底，充分回收礦石的同時(shí)為后續(xù)采礦提供足夠爆破空間；沿走向相鄰兩條回采進(jìn)路之間挑頂區(qū)高度不超過(guò)7m（與中深孔邊孔角度有關(guān)），挑頂高度根據(jù)中深孔鑿巖設(shè)備能力確定，以便在下分段滿(mǎn)足鉆孔要求充分回收殘留礦柱；垂直走向回采進(jìn)路布置的第一排扇形中深炮孔與上盤(pán)沿走向回采布置范圍的距離為2m～3m，防止沿走向進(jìn)路回采時(shí)破壞垂直走向進(jìn)路已施工完的前排炮孔，導(dǎo)致無(wú)法裝藥重新補(bǔ)孔的情況；沿走向靠近下盤(pán)垂直走向回采進(jìn)路布置的扇形中深炮孔中至少有2個(gè)～3個(gè)鉆孔能爆破至超過(guò)上分段標(biāo)高2m以上，保證崩礦高度并與上分段通透，為后續(xù)爆破形成足夠的回采空間。在施工中深炮孔過(guò)程中，工程技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)工人的技術(shù)指導(dǎo)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，嚴(yán)格按照鉆孔設(shè)計(jì)施工，保證鉆孔質(zhì)量滿(mǎn)足爆破需求。

圖1 礦塊平面圖

圖2 礦塊剖面圖

基于毛公鐵礦井下進(jìn)入0m分段以后上下盤(pán)礦體形態(tài)，將本方案利用在無(wú)底柱分段崩落采礦方法中進(jìn)行試驗(yàn)，在開(kāi)采上盤(pán)緩傾斜中厚礦體時(shí)，回采進(jìn)路沿走向與垂直走向相結(jié)合的布置形式，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究。同時(shí)上述方案針對(duì)礦體較厚、下盤(pán)傾角較緩的情況同樣適用，并為以后類(lèi)似礦體采礦打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

（1）針對(duì)采用無(wú)底柱分段崩落法開(kāi)采中，厚大礦體上盤(pán)緩傾斜時(shí)損失化大的問(wèn)題，提出了一種沿走向、垂直走向聯(lián)合布置無(wú)底柱分段崩落采礦方法。

（2）經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究表明，采用沿走向、垂直走向聯(lián)合布置無(wú)底柱分段崩落采礦方法，較傳統(tǒng)垂直切割拉槽布置方法當(dāng)期礦石回收率提高8%，礦塊整體貧化率降低5%，實(shí)現(xiàn)了緩傾斜礦體低損失貧化、高效率、低成本開(kāi)采，因沿走向回采為垂直走向進(jìn)路回采提供足夠的爆破空間，兩者銜接處懸頂、立墻等現(xiàn)象也大大減少，且為后期類(lèi)似礦體采礦提供充分現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（3）由于礦體采用沿走向、垂直走向相結(jié)合布置的形式，多條巷道聯(lián)合貫通，通風(fēng)效果較好，采礦工作面數(shù)量增加，使采礦效率得到充分提高。