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        逆向采準(zhǔn)工程在上向水平充填采礦法中的應(yīng)用

        2021-12-06 07:02:56于曙華孫廣猛薛超
        采礦技術(shù) 2021年6期
        關(guān)鍵詞:北翼壓頂采場

        于曙華,孫廣猛,薛超

        (嵩縣山金礦業(yè)有限公司, 河南 嵩縣 471400)

        0 引言

        在嵩縣山金礦區(qū)北翼12-16線間有一條急傾斜薄礦體,礦體走向長度約80 m,平均厚度約3.6 m。對于此類礦體采用常規(guī)的盤區(qū)式采準(zhǔn)工程布置方案工程量較大,產(chǎn)生的經(jīng)濟效益低。因此針對此類礦體的采準(zhǔn)工程布置方式進行了研究,創(chuàng)造性地提出了逆向采準(zhǔn)工程施工方案。這種方案極大地節(jié)約了采準(zhǔn)工程量,帶來了更大的經(jīng)濟效益,實現(xiàn)了該類礦體的安全高效經(jīng)濟回采,也為同類型礦體的回采提供了思路。

        1 地質(zhì)概況

        1.1 礦體特征

        60中段北翼礦體賦存于M1構(gòu)造蝕變帶內(nèi),礦體巖性為構(gòu)造角礫巖,角礫狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造;礦化以硅化、黃鐵礦化為主,黃鐵礦化呈浸染狀分布于巖石裂隙。礦體沿走向長度約80 m,平均厚度約3.6 m。

        1.2 構(gòu)造特征

        該地段控礦主構(gòu)造的下盤構(gòu)造明顯,局部發(fā)育有斷層泥,構(gòu)造產(chǎn)狀為290°∠58°,12線以南構(gòu)造板上夾石發(fā)育,厚度逐漸增大,回采中注意結(jié)合取樣剔除。上盤構(gòu)造不明顯,與上盤石英斑巖呈漸變接觸。

        1.3 圍巖地質(zhì)特征及脈巖

        礦體上盤為碎裂巖,見有硅化、高嶺土化、綠簾石化等蝕變;礦體下盤為鉀化斑巖,具有鉀化、硅化,黃鐵礦化等蝕變,上盤邊界受構(gòu)造嚴格控制,有明顯的邊界;礦體下盤與圍巖呈漸變接觸關(guān)系,通過各分段采場聯(lián)巷控制礦體下盤邊界。

        1.4 礦巖穩(wěn)固性

        上盤圍巖局部受構(gòu)造應(yīng)力作用呈粒狀、泥狀,巖石破碎、完整性差、遇水易垮落,施工過程中應(yīng)密切注意采場上盤及頂板變化;礦體及下盤圍巖完整性較好,但在構(gòu)造節(jié)理發(fā)育地段穩(wěn)固性差。

        1.5 水文地質(zhì)情況

        該采場水文地質(zhì)情況簡單,無涌水,穿脈14線下盤有淋水現(xiàn)象,其余局部上盤構(gòu)造有滴水。

        2 采準(zhǔn)方案

        2.1 采準(zhǔn)方案優(yōu)化原因

        60中段北翼礦體走向長度約80 m,平均厚度約3.6 m,構(gòu)造產(chǎn)狀為290°∠58°,屬于急傾斜薄礦體。對于此類礦體采用盤區(qū)式采準(zhǔn)方案布置,需施工脈外運輸巷、斜坡道、采場聯(lián)巷、溜礦井等一系列采準(zhǔn)工程,施工工程量大,回采效率低。因此,針對此類礦體采準(zhǔn)方案進行了優(yōu)化,以節(jié)約工程量,提高采礦效率,達到安全高效回采的目的。

        2.2 逆向采準(zhǔn)施工方案的布置方式

        北翼 12~16線礦體屬于急傾斜薄礦體,礦體和上盤圍巖穩(wěn)固性較差,資源儲量較少,但礦石平均品位高。綜合多種采礦方案,最終確定上向水平充填采礦法[1-7],以降低貧化率和損失率,保證安全高效回收礦石。

        北翼12~16線劃分為1612一個采場,采場長度為80 m,采場中部布置有脈內(nèi)充填回風(fēng)井,與上部中段貫通,溜井及行人通風(fēng)井布置在脈外,通過采場聯(lián)巷聯(lián)通,采場聯(lián)巷通過壓頂作業(yè)對采場換層;采場采高3.5 m,共劃分11層,一分段采場聯(lián)巷擔(dān)負二分層采場回采任務(wù),二至四分段采場聯(lián)巷各擔(dān)負三分層回采任務(wù);為減少采準(zhǔn)工程施工量,將逆向采場聯(lián)巷施工方案應(yīng)用在上向水平充填采礦法,即分段采場聯(lián)巷完成對應(yīng)分層礦體回采,即將換層時,自回采完成的采場內(nèi)逆向施工采場聯(lián)巷與行人通風(fēng)井、溜井貫通,然后再反向壓頂至下一分層礦體底板標(biāo)高的方案。

        重點介紹二分層回采準(zhǔn)備及三、四、五分層正常回采。

        (1)首先完成對一分層回采、充填作業(yè),隨后對一分段采場聯(lián)巷進行壓頂作業(yè),壓頂至二分層底板標(biāo)高,對二分層礦體進行正?;夭?。同時需施工脈外溜井和行人通風(fēng)井,為下一步回采做準(zhǔn)備。

        (2)對二分層礦體回采完成后在礦房采空區(qū)內(nèi)逆向施工二分段采場聯(lián)巷(見圖1),使二分段采場聯(lián)巷與溜礦井、行人通風(fēng)井貫通,施工采場聯(lián)巷產(chǎn)生的廢石可回填至第二分層采空區(qū)內(nèi)。

        圖1 一分段平面圖

        (3)對第二分層采空區(qū)進行充填養(yǎng)護,充填期間鏟運機存放在二分段采場聯(lián)巷內(nèi)。

        (4)第二分層采空區(qū)充填養(yǎng)護完成后再對二分段采場聯(lián)巷進行壓頂作業(yè),壓頂至第三分層底板標(biāo)高,隨后對第三分層礦體進行回采。

        (5)第三分層礦體回采完成并進行充填養(yǎng)護后,可對二分段采場聯(lián)巷繼續(xù)進行壓頂作業(yè),然后回采第四分層礦體,按此順序繼續(xù)回采第五分層礦體。

        (6)回采完第五分層礦體后,二分段采場聯(lián)巷換層任務(wù)結(jié)束,繼續(xù)在五分層采場內(nèi)逆向施工三分段采場聯(lián)巷與溜井、行人通風(fēng)井貫通(見圖2),依次完成對應(yīng)分層礦體回采任務(wù)。

        圖2 二分段平面圖

        采場回采方案見圖1、圖2、圖3。

        圖3 縱投影圖

        2.3 出礦運輸

        采場主要通過鏟運機運輸,在逆向施工采場聯(lián)巷過程中可將廢石回填至采空區(qū)內(nèi),在礦石回采和采場聯(lián)巷壓頂過程中可將礦石(廢石)由采場聯(lián)巷倒入溜井,由震動放礦機放入礦車,由電瓶車牽引礦車倒入中段主溜礦井,礦石下部中段運輸巷經(jīng)振動放礦機放出裝車,由電機車運至馬頭門,經(jīng)主豎井罐籠提升至地表。

        2.4 采場通風(fēng)

        新鮮風(fēng)流經(jīng)主豎井→石門巷→北翼運輸巷→通風(fēng)井→局部通風(fēng)機壓入采場,生產(chǎn)作業(yè)后,污風(fēng)→充填回風(fēng)天井→上部中段→運輸巷→盲豎井石門巷→二級盲豎井→一級盲豎井→地表。

        2.5 行人及支護材料運輸

        人員可通過上一階段運輸巷經(jīng)行人通風(fēng)井出入采場,支護材料通過溜井上部由卷揚機運輸至階段聯(lián)巷內(nèi)。

        3 采準(zhǔn)方案經(jīng)濟效益對比

        針對 60中段北翼礦體,若采用機械化盤區(qū)采礦,則需投入一系列分段巷、斜坡道、采場聯(lián)巷等工程,主要掘進工程量見表1,主要掘進工程費用見表2。

        表1 主要掘進工程量/m

        表2 主要掘進工程費用/萬元

        4 結(jié)論

        針對嵩縣山金七中段北翼礦體走向長度短、平均厚度薄、礦體傾角大、地質(zhì)品位高、巖石穩(wěn)固性較差的特點,為保證安全高效經(jīng)濟回采,提出了逆向采準(zhǔn)工程施工方案。與機械化盤區(qū)開采相比,此方案采準(zhǔn)工程量少、施工效率快、經(jīng)濟效益高,同時又能根據(jù)巖石穩(wěn)固性在上向和下向開采間靈活轉(zhuǎn)換,在保證安全的前提下可經(jīng)濟高效地回采礦體。

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