中厚急倾斜磷矿层壁柱式采矿方法探讨.pdf

I SS N 1 6 712 90 0 CN 431 3 4 7／ TD 采矿技术第 7卷第 4期 Mi n i n g T e c h n o l o g y，Vo 1 ． 7， No ． 4 2 0 0 7年 1 2月 De e． 2 0 07 中 厚 急 倾 斜 磷 矿 层 壁 柱 式 采 矿 方 法 探 讨 魏仁 忠 石门县安全生产监督管理局 ， 湖南 石门县4 1 5 3 0 0 摘要 石 门中立磷矿床属 中厚急倾斜矿层 ， 原采用留矿 法开采 ， 在生产过程 中暴露 出空 顶面积大、 采切比大、 回采率低等问题 。现 改用壁柱式采矿方法， 取得 了较好的效果。 关键词 中厚急倾斜磷矿层 ； 采矿方法 ； 采场布置 ； 回采工艺 石门县中立磷 矿建矿后一 直采用 留矿法采矿 。 但无论是安全生产控制 ， 还是经济效益均很不理想 。 近年该矿开展 了地压稳定性论证工作 ， 充分分析了 开采技术条件， 改变了传统的留矿采矿方法， 改用壁 柱式采矿方法 ， 并尝试成功 ， 为中厚层急倾斜磷矿层 的安全开采提供 了范例。 1 矿层赋存特征及开采技术条件 矿体呈层状赋存于震旦纪陡山组第二段， 分为 I、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ工业矿层 ， Ⅳ为主要工业矿层 ， 呈层状 产出， 倾角在 5 5 。 左右 。矿层平均厚度 4 ． 5 m。 主矿层直接顶为浅灰色厚层状云岩， 含磷 云岩 夹茶褐色、 浅紫色胶磷矿条带， 平均厚度 3 ． 3 m。底 板为浅灰 、 灰色厚层状硅化砾屑云岩 ， 平均厚度 3 ． 5 m， 顶底板均属坚硬层状弱岩溶化碳酸盐 岩。顶板 垂直层面 的饱 和抗压强度为 9 2～1 8 5 MP a ， 顺层抗 剪强度 1 0～1 4 MP a 。底板饱 和抗压强度 9 52 5 2 M P a 。矿层顶底板均不 易 冒落 ， 开采时一般不需 要 支护。 矿 区水文地质条件属简单类型 ， 工程地质条件 和环境地质条件一般。 2 留矿采矿方法存在的主要问题 按照留矿法采矿法 ， 中立磷矿 以划分盘 区的方 式进行 回采 ， 沿矿体走向 东西 向 布置盘 区中段运 输平巷 ， 规格 2 ． 2 m 2 m； 沿矿体走 向布置矿房， 规 格 5 0 m 5 0 m左右 ； 沿倾向布置沿脉上山 ， 规格1 ． 8 m1 ． 5 m， 以4 5 。 倾角倾斜布置长度在 7 5 m左右。 矿块上下各留 9 m顶底柱 ， 而侧 间留间柱 5 m， 空顶 面积 5 0 m 5 0 m以上 ， 总回收率 5 0 ％。 这种传统的采矿方法存在 以下问题 r 1 空顶暴露面积过大 ， 矿山压力难以控制 ， 容 易产生顶底板变形 、 岩体分离等地压灾害 ， 且处理难 度大 ； 2 沿脉上山掘进量 在 7 0 m 以上 ， 倾 角点在 4 5 。 以上 ， 操作难度大， 极大地增加 了不安全因素 ； 3 采准切割工作量大 ， 采切 比高达 8 2 m ／ 万 t ， 回采效率低 ； 4 矿块与矿之间留设了 1 ／ 3的矿块矿体起支 撑保安作用 ， 却达不到需求 的地压控制效果 ， 矿块回 收率在 6 0 ％左右 ， 资源浪费严重 ， 且安全效果不佳 ； 5 处理顶板变形所用木材耗费量大 ， 且在空 场条件下支护作业 ， 危险性大。 3 壁柱 式采矿 方法 3 ． 1 巷道布置 壁 柱式采矿方法 的采 区巷道布置与 留矿法相 同， 采区内划分若干区段 ， 区段斜长不超过 2 0 m， 每 个 区段布设一条巷道 ， 兼作 中段运输平巷 与回风平 巷 ， 巷道沿矿层走向 东西 向 布设在矿层 中， 长度 近 3 0 0 m， 高 3 m， 宽度为矿层厚度 。 3 ． 2回采 工艺 区段 内沿矿体走 向由平 隆 口向西作 前进式 回 采 。采用 7 6 5 5型凿岩机向上或水平打眼。炮眼排 列呈梅花型 。炮 眼深度 2 m 以下 ， 装 药量为 3卷 。 人工装车 ， 平板车运输 。 3 ． 3 矿柱留设与回收 每个区段在 回采过程 中， 其顶部沿矿层走 向留 4 m宽的条形矿柱。工作 面推进一定距离后 ， 回头 间隔性 回采条形柱 。回采间隔距离为 1 0 m。回采 后条形矿柱变成点柱 ， 规格 4 m 4 m， 与顶底板垂 直。回采下一个区段 留设 的条形柱时 ， 点柱的留设 与上一个区段要错位 ， 形成“ 品” 字型。 下转第 3 3页 维普资讯 李运胜， 等 浅谈花岗质糜棱岩露天边坡的综合治理 3 3 地 面 宦 二 j ‘ ‘ ‘ 一 喜 ’ ‘_- J 黝 巨 剩 余 抗 力 l 图 1抗 滑 原 理 用抗滑桩加 固边坡 的方法 ， 已在 国内外广泛应 用， 一般情况下多用钢筋混凝土桩加固边坡。露天 矿边坡加固是在边坡平 台上钻孔 ， 在孔 中放入钢轨 、 钢管或钢筋等 ， 然后浇注混凝 土将钻孔 的空隙填满 或用压力灌浆， 桩径为 2 0 0～3 0 0 m m， 桩 间距约为 3 ～ 5 m， 排距约为 2 ． 5 m左右 ， 埋入滑床的深度约为 5～8 m。 3 几 点体会 1 糜棱岩化碎裂大都具有较强 的高岭土化、 绿泥石化和硅酸盐化 ， 岩体本身松软 ， 固结度差 ， 尤 其在地下水缓慢渗入时 ， 使构造岩 中的“ 粘结剂” 高 岭土流失 ， 造成岩性弱化而坍塌。糜棱岩极为发育 ， 种类齐全 ， 原岩成分复杂 ， 反映了多层次复杂 的构造 变形 。 2 由于抗滑桩抗 弯抗 滑的影响 ， 滑体 的变形 上接第 7页 3 ． 4作业工序及技术要求 该采矿法的作业工序包括 区段运输平巷掘进 ； 打开切眼 ； 回采 ； 矿柱 回收。应用该采矿法过程 ， 必 须严格按照如下技术要求施工 1 区段运输平巷掘进必须形成直达地 面的两 个安全出口， 未形成安全 出口以前 ， 严禁 回采作业 ； 2 矿柱 回收要控制好装药量 ， 装药量过多会 损坏点柱的稳固性； 3 上下区段点柱要错位， 形成区“ 品” 字结 构 ， 且规格保证在 4 m 4 m 以上 ； 4 严格敲帮问顶制度和矿柱定期观测制度 ， 及时处理浮矿 、 伞檐 与罩壁 ， 矿柱如有变形 ， 应及时 修复。 受到抑制 ， 当桩与滑坡体 内部应力调整至一种新 的 平衡状态时， 滑坡体滑动变形即达到控制， 滑体进入 一 种新 的稳态 ， 从而起到稳固滑体 的目的。 3 采用抗剪性强的钢轨抗滑桩技术较锚杆支 护和喷锚支护 ， 更适合糜棱岩化滑动岩体加 固， 而且 可为矿山节约大量的资金投入。 4 在利用抗滑桩稳 固岩体滑坡 时， 抗滑桩是 典型的“ 被动桩” ， 其稳固滑体 的过程亦是桩与滑坡 体共同作用的过程 。抗滑桩并不直接施加外荷载用 以提高滑坡体的抗滑力 ， 而是 当桩后滑体发生变形 或滑动时， 为抑制滑体变形 的进一步发展 而被动受 力 。因此可见 ， 在抗滑桩治理滑坡 中， 滑坡体变形乃 至运动是“ 因” ， 而其在桩身引起的荷载是“ 果” 。 5 在抗滑桩设计 中， 滑体运动是桩产生弯 曲 的主要 因素， 而滑体的运动又与其岩体结构类型 、 滑 体厚度、 滑坡体 的坡高与坡 比有关系 ， 滑体的性质直 接影响抗滑桩设计。 参 考文献 [ 1 ] 于清杨． 抗滑桩 滑坡推力和剩余抗滑力分布规律研究 [ D] ． 吉林大学 ， 2 0 0 2 ． [ 2 ] 吴恒 立． 计算 推力 桩 的综合 刚度 原理 和双 参数 法 第二 版 [ Mj ． 北京 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 0 ． [ 3 ] 采矿手册编辑委员会 ． 采矿手册 第 3卷 [ M] ． 北京 冶金 工 、 【 出版社 ， 1 9 9 1 ． 收稿 日期 2 0 0 7 0 6 2 5 作者简介 李运胜 1 9 8 2一 ， 男， 湖南郴州人 ， 工程师， 主要 从 事矿山采矿技术 工程设计 ， Ema i l l y s j x l 1 2 6 ． e o m。 4 结 语 中立磷矿采用壁柱式采矿方法吸取 了普通壁式 采矿法和房柱采矿法体系的优点 ， 在时问上 和空问 上分散了磷矿层顶板压力 ， 较好地解决 了传统空场 法在开采 中厚层急倾斜磷 矿层过程 中空顶 面积过 大 、 采准切割量大 、 回采率低的问题 。该矿在创造 良 好的安全生产环境的同时， 劳动效率 由 6 t ／ S E班提 高到 1 5 t ／， 工班， 节约木材 5 0 ％以上， 直接成本降低 2 5 ％ ， 采准切割量由原来的 2 5 0 m降为零 ， 回采率由 5 5 ％上升到 7 5 ％ ， 因而取得 了较好 的社会效益 和经 济效益。 作者 简介 魏 仁 忠 1 9 6 8一 ， 男， 湖南 省石 门县人 ， 工程 师 ， 大学文化， 从事金属非金属矿山安全生产监督管理工作。 维普资讯