汪海濤 謝卿
通化鋼鐵集團(tuán)板石礦業(yè)有限責(zé)任公司 吉林白山 134300
某礦體傾角為20°-30°,平均厚度為13m-15m,品位為2.8g/t-4g/t,礦體連續(xù)性程度較好,目前開采深度已經(jīng)達(dá)到了900m。整體上來說,礦體巖石屬于穩(wěn)固-中等穩(wěn)固類,巖石的完整性較好,局部區(qū)域存在不穩(wěn)固的情況。礦脈上側(cè)破裂帶區(qū)域內(nèi)的巖層軟弱破碎,穩(wěn)固性差。下盤圍巖,小斷層和軟弱帶處的巖石穩(wěn)固性較差,其他圍巖較穩(wěn)固。一般情況下,下盤開拓采準(zhǔn)巷道使用外部手段維持穩(wěn)定,局部采用錨桿+掛網(wǎng)+水泥漿,或者直接用鋼支架。在開采過程中揭露上盤破裂帶后,圍巖極其容易出現(xiàn)塌落或冒頂。
中深孔菱形礦房分段充填采礦法如圖1所示。工人在鑿巖巷道中使用YGZ-90鉆機(jī)或者是鑿巖臺車作業(yè),不需要進(jìn)入裸露的空區(qū)中,保障了人員和設(shè)備的安全性;采用中深孔鑿巖落礦,大大提升了效率,增大了生產(chǎn)能力;爆落下的礦石直接在分段鑿巖巷道中通過鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)送至溜井出礦,有效提高了出礦效率。由于礦體傾角較緩、厚度較大,將礦房布置成菱形狀的礦塊,最大程度回收礦產(chǎn)資源,待每個(gè)菱形礦塊出礦結(jié)束后,立即進(jìn)行充填工作。該法各分段按順序自下向上進(jìn)行回采,隨著工作面逐步向上推進(jìn),依次填充采空區(qū),以免上盤出現(xiàn)大面積的冒落。
采場沿礦脈的走向布置,長度為50m-60m,寬為礦脈厚度,中段高度為60m。中段內(nèi)按照每個(gè)分段從下往上沿著礦脈的走向布置菱形礦房,分段高度根據(jù)礦體的傾角設(shè)置成5.5m左右,寬為礦脈厚度。底部鑿巖巷道布置在菱形礦房的最下面與下盤交界的位置,該位置大約在礦房的中間,待鑿爆工作完成之后,該巷道可以兼作出礦巷道。
采準(zhǔn)切割工程從脈外斜坡道開始進(jìn)行,主要的采切井巷有:分段沿脈巷、采場聯(lián)絡(luò)道、穿脈巷道(同時(shí)可兼充填回風(fēng)道)、鑿巖巷(兼運(yùn)輸?shù)V石)、切割井等。在下盤脈外中段內(nèi)布置運(yùn)輸巷道,由采場聯(lián)絡(luò)道、穿脈巷道連通礦體。從斜坡道掘進(jìn)分段聯(lián)絡(luò)道后與分段沿脈巷道貫通,每條分段沿脈巷道負(fù)責(zé)承擔(dān)上下2個(gè)小分段內(nèi)礦石運(yùn)輸。自分段運(yùn)輸巷道向礦體開挖上山或者下山來連通作業(yè)面、分段穿脈巷道,作業(yè)面的聯(lián)絡(luò)巷與分段穿脈巷交界的位置(礦體下盤邊界與圍巖交界處),開挖1條和礦脈走向方位一致的分段鑿巖巷。采準(zhǔn)工程結(jié)束后,從底部分段鑿巖巷道的中央向上掘進(jìn)1條切割天井,考慮到采完之后空區(qū)需填充處理,切割天井的端部應(yīng)與上部探礦穿脈接通,作為后期的充填下料點(diǎn)。在切割井的邊幫位置(上下盤)垂直礦體走向平行該井布置拉槽孔,爆破時(shí)的拋擲方向?yàn)閮蓭屯摽诰畠?nèi)進(jìn)行,炮孔按照與切割井的距離,由近及遠(yuǎn)依次按順序爆破完成拉槽工作,爆落的礦石由溜井下放至中段運(yùn)輸巷道裝礦運(yùn)出[1]。
2.4.1 鑿巖爆破
采場內(nèi)采用YGZ-90鉆機(jī)鉆鑿中深孔,作業(yè)人員直接在鑿巖進(jìn)路內(nèi)鉆鑿上向扇形孔,這樣可避免在暴露的空區(qū)頂板下作業(yè),保障了人員和設(shè)備的安全。炮孔鉆鑿好之后采用高壓風(fēng)裝藥器(BQF-100)向孔內(nèi)輸送2#巖石粉狀乳化藥,爆破方式為排與排之間按先后順序依次爆破,每次爆破3-5排炮孔,當(dāng)補(bǔ)償空間足夠大時(shí),可一次微差擠壓爆破。在每個(gè)礦房的中央?yún)^(qū)域布置切割井,在切割井的邊幫位置(上下盤)垂直礦體走向平行該井布置拉槽孔,以切割井為補(bǔ)償空間進(jìn)行鑿巖爆破,實(shí)現(xiàn)拉槽,由中間位置向兩頭進(jìn)行后退式崩礦。
2.4.2 通風(fēng)
新鮮風(fēng)流從斜坡道、分段聯(lián)絡(luò)巷、分段沿脈巷道、采場聯(lián)絡(luò)巷道經(jīng)鑿巖巷到達(dá)井下工作面,經(jīng)過工作面后,污風(fēng)經(jīng)上分段穿脈巷道流至上中段的回風(fēng)巷。當(dāng)采場中的通風(fēng)效果不好時(shí),應(yīng)采取機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng),如增加局扇等,確保采場通風(fēng)效果[2]。
2.4.3 采場頂板管理與支護(hù)
由于礦體的部分區(qū)域節(jié)理裂隙發(fā)育,以及上盤破碎帶的存在,采用該法時(shí)空區(qū)暴露面積大。為了防止頂板冒落,增大貧化率,在工人進(jìn)行開采作業(yè)之前必須要在上分段做好礦體頂板長錨索護(hù)頂支護(hù)工作,錨索的密度應(yīng)由采場內(nèi)的具體情況確定。為縮短空區(qū)暴露的時(shí)間,作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守強(qiáng)采、強(qiáng)出、強(qiáng)充的原則。
2.4.4 出礦
采場采用2m3或3m3鏟車進(jìn)行運(yùn)送、出礦工作,采場中崩落的礦石由鏟車裝到鏟斗后從采場分段聯(lián)絡(luò)巷、溜井聯(lián)絡(luò)巷倒入溜井中。由于爆破時(shí)礦石會有一定的拋擲性,導(dǎo)致空場下存有一部分礦石,為了保證運(yùn)礦工作的安全進(jìn)行,此時(shí)需采用遙控鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行運(yùn)礦。
當(dāng)每個(gè)分段完成落礦和運(yùn)輸作業(yè)后,立即開展充填空區(qū)的籌備工作。充填前在回采分段下部鑿巖巷道口構(gòu)筑充填擋墻,從上分段的穿脈巷道下放1根濾水管穿過充填擋墻。充填時(shí),填充物料從上分段穿脈巷道進(jìn)入采空區(qū)內(nèi)。形成的充填體強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到下步開采的強(qiáng)度要求,充填要嚴(yán)格接頂[3-4]。
針對某礦山緩傾斜不穩(wěn)固中厚礦體開采存在的問題,從開采的安全性、生產(chǎn)能力和控制貧化損失等角度出發(fā),研究了中深孔菱形礦房分段充填采礦法,實(shí)踐表明,當(dāng)?shù)V體傾角為20°-30°,厚度為13m-15m時(shí),該采礦法的采場生產(chǎn)能力為400t/d,損失率為13.5%,貧化率為11.3%,不僅能夠滿足該礦的生產(chǎn)要求,也實(shí)現(xiàn)了礦山安全、高效回采的目的。