安徽太平矿业进路分层充填采矿的探讨.pdf

S e r i a l No ． 5 1 0 0e t o b e r ． 2 0 1 1 现代矿业 MODE RN MI NI NG 总 第 5 1 0期 2 0 1 1 年 l 0月第 l 0期 技 术 交 流 安徽太平矿 业进路分层充填采矿 的探讨 赵广阔 安徽太平矿业有限公司 摘要安徽太平矿业有限公 司开采矿体赋存在矽卡岩里 ， 矽卡岩暴露后 ， 遇水易崩、 碎化、 膨 胀， 岩体稳 固性极差。矿 区地面为淮北平原 ， 地表均为高产 良田与稠 密村庄 ， 其 下是第四 系含水层 并覆盖面广 ， 含水量大， 不能贯通。矿体倾 角属于缓倾斜至倾斜 ， 矿体稳 固性较好 而围岩稳 固性较 差 ， 地质品位 中等， 矿体形态为透镜状 ， 次为似层状、 扁 豆状、 囊状、 脉状等 ， 俗称鸡窝矿。采场暴露 宽度与高度都不能超过6 m， 否则， 容易发生采场冒落事故， 对该矿井特殊开采技术条件的采矿方 法进行 了初步探 索。 关键词 太平矿业 开采条件采矿方法 安徽太平矿业有限公 司前 身为前常铜铁矿 ， 是 合肥钢铁公 司的铁矿石生产基地， 1 9 7 3年建设， 1 9 7 9年完成主副井掘砌及部分平巷掘进工程 ， 因资 金缺乏及 国家产业 政策 调整 而缓建 。1 9 9 7 --2 0 0 7 年 ， 通过招商引资组建安徽太平矿业有限公司 ， 恢复 部分基建 和浅部小规模 回采。2 0 0 7年 1 1月 ， 由中 国黄金集团公 司和玛 尔矿业 毛里求斯 有 限公 司 共同出资组建了中外合资企业。 1 概述 1 ． 1 开采技术条件 矿区地处淮北沉积平原 ， 海拔 3 0 m左右。地表 均为 良田与稠密村庄 ， 土地肥 沃 ， 地表 以下为厚 达 7 9～1 1 8 i n的第 四系沉积层 。第 四系上部 和下部含 水层 组 含水砂层较厚且稳定 ， 富水性 中等 至强。 矿床以裂隙含水层充水为主， 是水文地质条件中等 的矿床 ， 水文地质类型属二类二型。区内没有湖泊 ， 仅有几条季节性河流 ， 由北西 向南东贯穿全 区。最 大河流为新汴河 ， 另有濉河 、 扒河等。河床较浅 ， 3 5 m。新汴河最高洪峰 2 9 ． 8 m， 洪水量 9 3 0 t ／ s 。矿 体的形态、 产状受接触带或捕虏体的形态制约， 主要 呈透镜状， 次为似层状、 扁豆状、 囊状、 脉状等。矿体 产状总体上看 ， 主轴方 向为北西 、 南东 向 自 6 O线 向 1 0 0线转向正南 ， 倾 向 处于背斜 东翼 的矿体为 北东 向， 处于背斜西翼 的为南西 向。矿体 为缓倾斜 及倾斜矿体 ， 倾 角变化较 大 ， 西部矿体倾 角一般为 赵广阔 1 9 8 4 一 ， 男 ， 助理工程师 ， 2 3 5 1 1 5安徽省淮北市濉 溪县 三铺村 。 48 5 。～ 2 5 。 ， 东部矿体倾角为 2 5 。～ 4 5 。 。矿体厚度 为中 厚一 厚大矿体 ， 厚度 变化 为不稳定型 ～极不稳定型。 矿体较为稳固， 矿体顶底板受矽卡岩的影响， 稳固性 较差 ， 矽卡岩暴露后 ， 遇水 易崩 、 碎化 、 膨胀 ， 在无淋 水的条件下 ， 矽卡岩吸收空气中的水分之后 ， 也不断 崩解 、 膨胀 、 完全失去强度 ， 岩体稳固性极差。 1 ． 2采矿方法沿革 1 9 9 7 --2 0 0 7年采用浅眼房柱法 ， 电耙 和装岩机 联合出矿 ， 由于矿岩极不稳 固， 又不充填 ， 主要 回采 富铜矿体， 矿体比较厚大， 其周围是贫铜铁矿体， 所 以， 当时矿山生产能力 只有 3 0 0 t ／ d ， 而采矿 回收率 仅为 3 7 ． 5 ％。2 0 0 9年公司改扩建与生产 同步进行 ， 对浅眼留矿和进路法进行 了实验 ， 铁矿石稳定 的暴 露面积为 4 0 04 5 0 m ， 在实验采场 回采宽度 8 m、 长 2 0 m时， 采场曾经发生大面积冒落， 不能使用大 面积空场法 ， 只能采用小规格 的进路分层充填法 ， 虽 然生产能力受到限制 ， 但是 ， 此法可以有效地控制采 场顶板和围岩 ， 矿体 回收率有 明显提高， 矿石贫化率 却大为降低。 2 进路分层充填采矿 2 ． 1 采场布置与采准切割 进路分层充填采矿将矿体划分 为矿房和矿柱 ， 矿房长度为 2 03 0 m， 间柱 8 m、 顶柱 2 m， 采场宽 度 5 r n ， 分层高度 5 m。采场人行 、 通风 、 溜矿 、 充填 井等工程都布置在采 场端 部的间柱 内， 采场长度方 向沿矿体走 向布置。同水平按宽度 5 m划分进路 ， 垂直方向上每 5 m为一个分层 ， 分 层之间从下到上 依次回采。回采时 ， 靠 近围岩 的进路与围岩之 间保 赵广阔 安徽 太平矿业进路分层充填采矿的探讨 2 0 1 1年 1 0月第 l 0期 留 1 m 的护矿壁 ， 以维护采场稳定和作业安全 ， 采空 区采用全尾砂胶结充填 ， 即下水平所有进路 回采结 束后再进行上分层进路的回采 。因矿体顶底板围岩 的稳固性差， 而矿体的稳固性较好， 因此， 所有采准 切割工程均尽量布置在矿体内。采场间柱内布置溜 矿井 、 分层 电耙道、 电耙硐室 ， 顺路人行通风充填井 ， 顺路人行井及溜矿井 ， 通过分层联络道与各分层 回 采进路、 上中段沿脉平巷贯通 。见图 1 。 L Ⅱ Ⅱ一 Ⅱ 图 1 进路分层 充填 采矿法 l 一上 中段运输巷 ； 2 一通风行人充填井 ； 3 一 已回采充填进路 ； 4 一下 中段运输巷 ； 5 一顺 路人行井 ； 6 一 回采进路 ； 7 一分层进路 联络巷 2 ． 2 矿块回采 在 回采进路 内用 7 6 5 5或 Y T ． 2 9型手 持式气腿 凿岩机进行刷帮拉底 ， 拉底层宽度为 5 m， 高度 2 m。 回采时， 在拉底空间内用气腿式凿岩机凿浅眼压顶 落矿 ， 分层 回采高度 3 m。凿岩时用水平眼 压顶 或上向眼 挑顶 落矿均可， 炮 眼6 4 0 m m， 根据所采 用的炸药类型及其特性、 凿岩炮眼孔径、 炮眼布置形 式、 装药结构、 爆破方式等因素 ， 通过系列爆破试验 、 计算分析来确定凿 岩爆 破参数。一 般可采用排距 1 ． 0 m， 孔距 1 ． 0 m的布孔参数。炮孔凿完后 ， 在炮 孑 L 内装填炸药药卷 ， 每孑 L 装入一个导爆管雷管 ， 炮孔 之间用导爆管雷管分段 ， 炮孔 内的导爆管雷管脚线 从炮孔 中引出， 各炮孔 的雷管脚线捆绑在一起 ， 孔外 绑上电雷管起爆导爆管雷管 ， 起爆孔 内炸药， 电耙出 矿 。分层回采时只出崩下的部分矿石， 另一部分矿 石留在采场内作为继续向上 回采的工作 台阶。待整 个采场回采完后 ， 再将全部矿石放空出净。 2 ． 3 采场充填 进路回采完毕后 ， 采空区用分级尾砂胶结充填。 充填前 ， 将采空区下部的拉底平巷通道 口封闭 ， 通过 构筑钢筋混凝 土墙 或红砖灰沙墙或木板墙进 行封 闭。并在采场内架设滤水管， 如果采场存在反充填 ， 在采场 的顶部架设排气管 ， 采场分两次充填 ， 第一次 充填高度 2～3 m， 待充填体养护至一定强度后进行 第二次充填 ， 第二次采场连续充填并直至接顶。采 场充填时 ， 地面充填站制备的充填料浆通过管道输 送到采空区。充填管道经过地面充填站一风井一中 段平巷一 中段充填联络平巷一进路采场。 2 ． 4采场 通风 采场利用矿井 的主风流通风 新鲜风流一 下中 段巷道一人行通风井一 采场一上 中段巷道通风井 ， 污风直接排出地表 。 2 ． S技术经济指标 本方案以矿体 真厚度 2 0 m、 倾 角 6 0 。 、 进路 宽 5 m主要技术经济指标进行 的分析计算。计算的主 要技术经济指标还包括 ①采场矿量， 2 2 9 4 t ； ②采 切比， 1 5 ． 8 m ／ k t ； ③采矿综合损失率， 1 0 ％； ④采矿 综合贫化 率 ， 1 0 ％ ； ⑤进 路平 均生 产能力 ， 3 0～4 0 t ／ d ； ⑥采矿工效 ， 81 0 t ／ ， 工班。 3 结语 安徽太平矿业有限公 司矿体形态复杂多变 ， 矿 、 岩工程地质条件极差 ， 采场顶板控制相当困难 ， 目前 可以实施采矿方法只有窄进路分层充填。该方法的 优点 顶板暴露 面积小 ， 灵活性大。但生产 能力较 小 ， 工艺复杂 ， 成本较高。在矿块回采后期应该把采 场长宽采成拱形 ， 或者使用控制爆破技术保证采场 顶部光滑 ， 不稳 固地方采用摩擦锚杆支护 ， 以保证采 场安全出矿。 根据采场进路现场矿岩稳 固情况来确定采场的 回采进路参数 ， 确保施工安全和提高回收率 ， 通过合 理安排进路回采顺序， 来提高开采强度和生产能力。 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 7 ． 2 1 49