王 錚 劉允秋 楊家冕 郭振鵬

（1.安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)桃沖礦業(yè)有限公司；2.中鋼集團(tuán)南京華忻科技有限公司；3.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

長龍山鐵礦是一個開采歷史悠久的老礦山，早期淺部采用露天開采，后全部轉(zhuǎn)為地下開采。礦山保有資源儲量不多，現(xiàn)已進(jìn)入開采末期，急需對邊緣殘留礦量進(jìn)行回收。由于礦山地質(zhì)條件較為復(fù)雜，早期開采使用過露天開采、地下房柱法、崩落法。

長龍山鐵礦計(jì)劃對-82 m 以下的邊礦體進(jìn)行安全回收，以達(dá)到提高資源回收率和延長礦山服務(wù)年限的目的。礦體總體向北東傾，采礦許可證最深到-107 m 截止。鉆探工程顯示，-82～-107 m 水平賦存可采礦量約為28.46 萬t。因此，回采方案主要針對-82～-107 m 探明礦石進(jìn)行安全、高效回采方案設(shè)計(jì)［1-7］。

1 開采技術(shù)條件

礦體頂板主要為棲霞組灰?guī)r，底板主要是石榴石矽卡巖和棲霞組灰?guī)r，少量黃龍組白云質(zhì)灰?guī)r和五通組石英砂巖，屬硬質(zhì)巖，巖石質(zhì)量中等，穩(wěn)定性較強(qiáng)。區(qū)內(nèi)鐵礦體為硬質(zhì)巖類，巖石質(zhì)量好，穩(wěn)定性強(qiáng)。其次礦區(qū)巖礦層均為堅(jiān)硬—半堅(jiān)硬巖層，除局部地段較軟弱破碎外，一般穩(wěn)固性中等—好，區(qū)內(nèi)風(fēng)化及巖溶作用一般。屬以堅(jiān)硬—半堅(jiān)硬巖層為主、工程地質(zhì)條件中等的礦床類型。

長龍山鐵礦-82 m 以上一直采用無底柱分段崩落法，八中段以下為上部中段的延續(xù)，所以無底柱崩落法為八中段以下的首選采礦方法。另外為了提供資源回收率、保障空區(qū)作業(yè)，分段空場嗣后充填法和點(diǎn)柱式上向分層充填法也適用于本段礦體開采。

2 采礦方法選擇

根據(jù)長龍山礦床邊部礦體的分類統(tǒng)計(jì)情況可知，-82 m 以下礦體以緩傾斜—傾斜厚礦體為主，且礦體上部存在多處采空區(qū)，因此首先排除空場采礦法，考慮采用充填采礦法和崩落采礦法。由于-82 m以上采用無底柱崩落法回采，因此繼續(xù)沿用此方法是一種選擇，另外考慮到分段空場嗣后充填法、點(diǎn)柱式上向分層充填法回采工藝簡單、成本低，且適合該部分礦體回采條件。所以，推薦3種采礦方法作為備選方案，即無底柱崩落法（方案Ⅰ）、分段空場嗣后充填法（方案Ⅱ）、點(diǎn)柱式上向分層充填法（方案Ⅲ），各采礦方法經(jīng)濟(jì)技術(shù)對比見表1。

-82 m 以上的采礦方法為無底柱分段崩落法，若在下部改變采礦方法，需要在2種采礦方法之間留設(shè)有一定厚度的隔離礦柱。而回采垂直高度只有18 m，若留設(shè)隔離礦柱，則可回采的資源量就大大減少，導(dǎo)致回收率大幅降低。繼續(xù)沿用上部無底柱分段崩落法開采方式，管理方便，工人易于操作；鑿巖、裝藥及爆破工作均在回采進(jìn)路中進(jìn)行，裝礦由鏟運(yùn)機(jī)在回采進(jìn)路內(nèi)進(jìn)行，安全性好。

通過計(jì)算，回采該部分礦體，方案Ⅰ比方案Ⅱ節(jié)約開采成本約626萬元，方案Ⅰ比方案Ⅲ節(jié)約開采成本約853 萬元。此外，采用方案Ⅱ或方案Ⅲ，將損失18 m 厚礦柱作為保安礦柱，損失礦體價值萬元。綜上所述，并結(jié)合礦山生產(chǎn)實(shí)際，-82 m 水平以下邊礦回采選擇無底柱崩落法作為首選采礦方法。

3 無底柱崩落法參數(shù)設(shè)計(jì)

3.1 覆蓋巖形成

本礦段（-82～-107 m）為上部中段礦體的延伸，隨著上部礦體開采結(jié)束，其中一部分覆蓋巖層由上部覆蓋巖層自然下移形成，余下部分需進(jìn)行補(bǔ)充放頂。

3.2 采場構(gòu)成要素

將階段內(nèi)礦體沿走向劃分成礦塊，其進(jìn)路垂直走向布置，進(jìn)路長一般為60 m，進(jìn)路間距為12.5 m，由于該段礦體高度為18 m，因此中間不做分層，礦體開采采用18 m×12.5 m（分段高度×進(jìn)路間距）的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，出礦進(jìn)路規(guī)格為3.5 m×3.2 m。采礦方法見圖1。

3.3 采準(zhǔn)切割

（1）采場聯(lián)絡(luò)道。由于本段礦體不做分層，因此在礦體上下盤各布置1條采場聯(lián)絡(luò)道，聯(lián)絡(luò)道規(guī)格為3.5 m×3.2 m。

（2）切割槽的形成。設(shè)計(jì)在礦體的上盤布置切割巷道及切割井，切割巷中鉆鑿上向中深孔，炮孔排距為1.8 m，炮孔完成后以切割井為自由面進(jìn)行爆破形成切割槽。

（3）回采進(jìn)路。垂直礦體走向布置回采進(jìn)路，進(jìn)路間距為12.5 m左右，進(jìn)路規(guī)格為3.5 m×3.2 m。

3.4 回采工作

3.4.1 鑿巖爆破

（1）采場采用結(jié)構(gòu)參數(shù)為18 m×12.5 m（分段高度×進(jìn)路間距），進(jìn)路規(guī)格為3.5 m×3.2 m，炮孔排間距為1.8 m，孔底距為2 m，炮孔孔徑為67 mm，孔深為5～20 m，總長約150 m，每排孔崩礦量約1 000 t，每米炮孔崩礦量為6～8 t。

（2）設(shè)計(jì)采用乳化炸藥，裝藥器裝藥，非電導(dǎo)爆管雷管加導(dǎo)爆索起爆。

3.4.2 通 風(fēng)

新鮮風(fēng)流→邊部回采進(jìn)風(fēng)井→-107 m 中段→采場聯(lián)絡(luò)道→采場→沖洗工作面后污風(fēng)→回風(fēng)天井→-82 m 回風(fēng)巷→與八中段回風(fēng)系統(tǒng)溝通→最后排出地表。每次爆破結(jié)束后，必須充分通風(fēng)（通風(fēng)時間不少于40 min）后，人員才能進(jìn)入采場。

同時，由于無底柱分段崩落法在進(jìn)路中未形成貫通風(fēng)流，因此，除進(jìn)行局扇加強(qiáng)通風(fēng)外，應(yīng)注意經(jīng)常對工作面噴霧灑水，減少粉塵。

3.4.3 出 礦

經(jīng)排出炮煙、檢查頂板安全后，用1.5 m3鏟運(yùn)機(jī)鏟裝礦石，轉(zhuǎn)由運(yùn)礦汽車經(jīng)斜坡道直接運(yùn)往-82 m 水平，經(jīng)溜井卸入固定礦車內(nèi)，進(jìn)入八中段提升運(yùn)輸系統(tǒng)。出礦過程中，在出礦進(jìn)路工作面也要進(jìn)行噴霧灑水，減少粉塵。

4 應(yīng)用效果

無底柱分段崩落法采礦要求上盤圍巖不斷崩落，一方面保證回采階段上方形成足夠的廢石層來維持正常回采，另一方面使空區(qū)壓力轉(zhuǎn)移到外圍，采場壓力得到釋放。由于-82 m 分段回采范圍比較小，在現(xiàn)場應(yīng)用方案實(shí)施采用單翼推進(jìn)回采，即總體回采順序?yàn)樽员毕蚰匣夭?。詳見圖2。

通過采用無底柱分段崩落法，既保證了井下作業(yè)安全，采礦過程中圍巖順利崩落，同時最大限度地回收該分段礦石，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，最終該分段回收礦石量約19.9萬t，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約7 186.7萬元。

5 結(jié)語

通過對長龍山鐵礦回采方案技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，-82 m 以下邊礦回采方案采用無底柱崩落法，較好地解決了邊礦回采問題，安全、合理地回收了資源，同時較好地提高了礦山回收率，延長了礦山服務(wù)年限3 a以上。