金川二矿区采矿方法及深部开采工艺的改进.pdf

2 o 0 5 年 1 2月 第 3 4卷第 6期 中国矿 山工 程 Ch i n a Mi n e En g i n e e r i n g De c． ， 2 00 5 Vo 1 ． 3 4 No ． 6 金川二矿区采矿方法及 深部开采工艺的改进 J i n c h u a n N o ． 2 Mi n e A r e a Mi n i n g Me t h o d a n d De e p Mi n i n g T e c h n o l o g y I mp r o v e me n t 李爱 民 金 川 集 团 有 限 公 司 规 划 发 展 部， 甘 肃金昌 7 3 7 1 0 0 关键词 采矿 方法 ； 比较 ； 实际问题 ； 方案优化 摘 要 介绍金川矿 山几种主要 采矿 方法的演 变过程 。 通过综合比较分析 ， 结合 目前深部开采面临的问题 ， 对二矿 区 8 5 0中段开 采有 关问题进行 了探 讨 ， 提 出了相关的建议 ， 可供 今后在工作 中参考。 Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d ； c o m p a r i s o n ； a c t u a l p r o b l e m； p ro j e c t p l a n o p t i m i z a t i o n Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e d e v e l o p i n g p r o c e s s o f mi n i n g me t h o d i n J i n c h u a n mi n e ． T h r o u g h c o mp r e h e n s i v e c o mp a r i s o n a n d a n a l y s i s ， a n d c o mb i n e d wi t h p r e s e n t i s s u e s i n d e e p mi n i n g ， t h e r e l e v a n t p rob l e ms i n 8 5 0 l e v e l o f N o ． 2 mi n e a r e a we r e d i s c u s s e d ，a n d s o me s u g g e s t i o n s we r e p u t f o r w a r d ， w h i c h c o u l d p r o v i d e r e f e r e n c e f o r t h e f u t u r e wo r k ． 金川铜镍硫化物矿床是著名 的大型矿床之一 ， 以其“ 富 、 大、 深 、 碎” 闻名。二矿 区 l 矿体是矿床最大 ， 开采难度最大 、 存在问题较多的矿体 。为 了开发利用这一宝藏 ， 多年来 ， 各高 等院校 、 科研机构与金川的技术工作者一道 ， 逐步摸索并 掌 握 了一 系列符合矿区实际情况的新技术 、新工艺和新方法 ， 使二矿 区的开采步人 了高效 、 安全轨道 ， 开采工艺 日渐成熟 ， 2 0 0 3年 ， 二矿区出矿量突破 3 0 0万 t 。 目前 ， 二矿区的开采 即 将跨人 千米深井开采的新阶段。本文通过对二矿区采矿工艺 方法的分析 ， 总结前人工作 的经验教训 ， 提 出二矿 区深部开 采工艺改进需要注意的问题 。 1 金川二矿 区采矿方法 1 ． 1 上 向水平分层胶结充填法回采工艺 1 ． 1 ． 1 普 通上 向 水平分 层胶 结 充填 采矿 法 在东部 2 矿体 1 2 5 0 1 3 5 0水平 、 3 5 ～ 3 9行线间的矿体中 采用上向水平分层胶结充填采矿法 。 采场垂直矿体走向布置 ， 矿房矿柱宽度均为 5 m， 长度为 矿体厚度 6 0 l 1 0 m ， 中段高为 5 0 m， 分两步骤 回采 ， 先采矿 房 后采 矿柱 ， 采 场 能力 1 4 0 t ／ d 。采 场从 1 2 5 0水 平 回采 到 1 3 0 0水平 ， 在 1 3 0 0水平做好倒运矿 的假巷道 ， 继续 向 1 3 5 0 水平回采。 采准工程 在 1 2 5 0水平脉 内布置上下盘材料运输道 ， 在 1 3 0 0水平脉内布置上下盘充填回风沿脉道 ， 在充填 回风沿脉 道内用天井钻机在上下盘各掘 l m充填 回风天井 1 个 。在 l 2 5 0水平人工用混凝土预留电耙假坑道底部结构 ，架设人 维普资讯 6 中国矿 山工程 2 0 0 5 年 第3 4 卷 行 、 材料 、 设备假坑道等工程 。每个行线 5 0 m 设 置 一 条出矿川脉道和平板漏斗。 回采 先从人 行材料 道沿采 场开 切割槽 ， 用 Y T 一 2 4凿岩机凿水平炮孔 ， 2 岩石炸药爆破， 非电导 爆管起爆 ，落矿后由 3 0 k W 电耙子将矿石扒人预 留 溜矿井到集矿道。再用 5 5 k W 电耙子将矿石耙入川 脉运输道 中的 4 m ， 矿车。由 1 4 t 电机车牵引至破碎 站。采场平均生产能力 8 0 ～ l 0 0 洲 。 采场分层高 5 m。 一般不支护或局部采用管缝式 锚杆支护。 充填 每分层采完后 ， 预留人行材料井和溜 井 ， 充填料经管道输送到采场进行充填 ， 充填面距顶板 一 般为 1 ～ 1 ． 5 m。 1 ． 1 ． 2 机 械化 上 向分层 水 平进路 胶 结充 填采矿 法 1 9 8 4年 ， 中国和瑞典签订 了“ 关于金川二矿 区 技 术合作合 同” ．其 内容 之一就是 进行机 械 化 上 下 向分层水平进路胶结充填采矿法的试验。1 9 8 5 年 ． 在 1 3 0 0中段 3 7 ～ 3 9行 1 0 0 m 1 0 0 m 的矿体范 围 内组织机械化开采 ， 达到 日产矿石 l 0 0 0 t 的能力。 采 区布置 采区垂直走 向布置 ， 沿走 向划分 为 两个盘区， 盘 区宽约 5 0 m ， 盘区长度为矿体厚度 8 0 ～ l oom ， 各有一条采准联络道和一套采装设备 。 采用 脉外斜坡道采准 ， 集 中溜井放矿 ， 中段有轨运输 。 回采 进路垂直矿体走 向布置 ， 断面为宽 高 5 m 4 m， 每个盘 区布置 l 0条进路 ， 采完一条进路充 填一条进路 ， 依次回采。整个分层 回采完毕并全部 充填后 ， 转入上一分层 回采。 采用 H 一 1 2 7凿岩台车进行凿岩 ， 在宽 高 5 m 4 m的工作面上凿 4 2个 3 ． 3 m深 的炮；f L b 3 8 m m1 ， 凿 岩 时间为 7 0 ～ 9 0分 钟 。采用光 面爆 破 ， 周边孔 用 b 2 2 mm岩石炸药 、 其余用 b 3 2 m m普通药卷 ， 火雷管 非电导爆管起爆 ， 爆破率为 8 5 ％～ 1 0 0 ％。 顶 板 支 护 为 加 强 顶 板 管 理 ， 试 验 开 缝 式 摩 擦 锚杆支护 、 瑞典膨胀管式锚杆 、 瑞 典水 泥锚杆支护 以及双筋钢条与锚杆配合支护 ，锚杆 网度为 1 ． 5 m f 0 ． 5 - 1 ． 0 m。 采场通风 采用压人一抽出混合式通风方式 ， 用局扇 和 b 5 oom m塑料柔性风筒供 给工 作面新鲜 空气， 在 回风水平排出污风。 出矿 采场 内采用 L F 一 4 ． 1 E铲运 机 出矿 ． 平均 工时利用率为 4 2 ． 1 8 ％ 充填 进路 中的矿 石清理干 净后 ， 用木板 在进 路 V I 架设滤水板墙 ， 沿顶板 敷设充填管路 ． 采用 高 浓度细砂胶结充填新工艺 ， 料浆经 b 3 oomm充填钻 孔 、 回风 中段 和溜井 的 1 0 0 m m 的充填钢管 ， 进入 分段道 ， 用塑料管通 过联 络道接入进路 ， 采用边充 填边接顶 ， 边接顶 边截管 的后退式充填方法 ， 后根 据实践逐步采取了改进措施。 这种采矿方法 首次成功实现 了大面积连续 回 采 ， 采 区生产能力达到 1 0 3 9 t ／ d ． 进路平均综合生产 能力达到了 1 3 l t ／ d ， 损失率 4 ． 6 ％， 贫化率 2 ． 8 ％， 初步 掌 握 了 H一 1 2 7凿 岩 台车 、 L F 一 4 ． I E铲运 机 、 P T 4 5 A 型辅助车等配套大型无轨设备 的使用 。 1 ． 2下向水平分层胶结充填采矿法 1 ． 2 ． 1 下向水平分层 高进路 胶结充填采矿法 西部 1 矿体 ， 由于节理发育 ， 最初设计 的上向 采矿法不能保证安全作业 ，从 1 9 8 5年开始改变采 矿方法 ， 采用下向分层胶结充填采矿法 。通过实践 ， 这 一 采 矿 方 法 同 时 应 用 于 东 部 矿 体 1 2 5 0中段 和 1 3 0 0中段 3 4 ～ 3 6行 的特 富矿 和富矿 体。 采场沿矿体走向布置 ， 按行线每 5 0 m划分为盘 区， 盘 区宽度为矿体 的水平厚度 4 5 ～ l 1 0 m ， 中段高 度为 5 0 m。 采准 每个盘 区沿川脉布置 2 ～ 3个 出矿溜井 和 一 个通风井 ， 在半行线位置布置川脉充填道。 回采 从上 中段水平以下 6 ～ 7 m处开层 ， 由出矿 通风行人井向上下盘掘进分层道 ， 由分层道沿矿体 走 向向两侧开 4 ． 0 m 2 ． 5 m 的倾斜进路 回采 ， 先采奇 数进路 ， 包括分层道进行一次充填 ， 然后下降 2 m转 层 ， 沿上一层充填体再掘出分层道 ， 回采偶数进路 ， 这样 既减 少 了充 填 时封 V I 工 作 量 ， 又 避 免 了 由于充 填不接顶而造成 回采时存在安全隐患 的问题。故从 第三分层开始改为高进路 4 m 4 m1 回采。这样上分 层采奇数进路 ， 下分层采偶数进路 。 进路 回采用 Y T 一 2 8凿岩机打眼 ， 2 岩石炸药爆 破 ， 非电导爆管起爆 ， 落矿后用 3 0 k W 电耙将矿石拉 人溜井 ， 经振动放矿机将矿石放人 4 m， 矿车。 充填 进路采 至边 界 ， 然后 在进路端部 挑小井 与上部充填道贯通 ，用塑料充填管输送一 3 mm细砂 水泥料浆将采空区充满 。 1 ． 2 ． 2 机械 化 下 向分 层水 平进 路胶 结充填 采 矿 法 l 9 8 5年 ， 金川 引进 了适宜开采矿岩破碎 、 地应 力大 、 采空区不能 自立 的采矿方 法机械化盘区 下向分层水平进路胶结充填 采矿法 。在 1 9 8 5 ～ 1 9 8 8 年 l 0月试验 ， 通过试验取得了较好的效果。①形成 维普资讯 第6 期 李 爱民 金川二矿区采矿方法及深部开采工艺的改进 ．7． 了凿岩 台车 、 炸药 车 、 服务车 、 铲运机 、 振 动放矿机 等组成的一套完整 的机械化配套系统 ， 有较高的生 产能力； ②采用管道压人式通风 ， 改善了采场作业条 件； ③利用水平管道对水平进路进行充填 ， 接顶效果 满足了生产的需要 ； ④矿石损失 、 贫化率低。试验采 区综合生产能力达到 8 1 7 t ／ d ，设备完好率达 8 8 ％以 上。该采矿方法 的试验成果 ， 为金川公 司二期工程 准备 了一种行之有效的采矿方法 ， 为我 国矿山实行 大型机械化采矿获得 了宝贵经验。 下 向机械化水平分层进 路胶结充填采矿法采 用脉外斜坡道采准 ， 大面积进 路 回采 ， 分层高度为 4 m， 进路宽度 为 4 ～ 5 m， 采用无轨凿岩和出矿 设备 ， 提高了采矿的机械化水平 ，提高 了劳动生产率 ， 降 低了工人的劳动强度等。 1 ． 3 V CR采 矿法 V C R采场位于二矿 区东部 3 4 ～ 3 5行线 1 2 5 0 ～ 1 3 0 0中段 ， 处于 2 矿体及含矿母岩迅速变窄部位 ， 矿体上盘为混合岩 ， 稳定性 较好 ， 下盘有一条软弱 破碎带 ， 包括贫矿 、 绿泥石及各种片岩 ， 稳定性差。 根据区段工程地质条件 ， 采场设计仅 回采该地 段的富矿 ， 采场垂直矿体走 向布置 ， 矿 房回采宽度 为 6 m，在 1 3 0 0水 平 回采 长度 为 3 7 m， 1 2 5 0水 平 回 采长度 为 2 2 m， 矿房高度 为 5 0 m ， 回采高度 为 4 4 m。 1 3 0 0中段 为凿 岩水 平 ， 沿 矿 房全 长 、 全 宽 掘进 凿 岩 硐室， 长 4 3 m， 宽 6 ． 3 m， 高 4 ． 6 m， 采喷锚 网联合支护 ， 同时为保护上盘运输道 ，安装 了四组预应力长锚 索 。1 2 5 0中段为 出矿水平。采场底部结构设堑沟 长 宽 高 2 2 m 6 m 6 m ，间隔 1 0 m布置一条铲运 机 出矿 巷道 选用 HD型乳化炸药作 为爆破炸药，药包重量 3 0 k g ， 埋 深 2 ． 5 ～ 3 ． 0 m， 炮 孔 排 距 2 ． 6 m， 孔 间 距 2 ． 5 ～ 3 ． 0 m。凿岩采用 R O C 3 0 6履带式潜孔钻机 ，凿外径 1 6 5 m m 下 向垂 直 平行 深孔 ， 共 进 行 了 7个循 环 的爆 破 ， 单层装药 3个循环 ， 双层装 药 3个循环， 最后顶 柱爆破采用三层装药一次爆高 1 2 m 出矿设备选用 L F 一 4 ． 1型 2 m s 柴油铲运机与 4 m s 侧卸式矿车 ， 综合 出矿效率为 3 5 3 洲 。 后 由于 1 2 5 0水平 出矿巷道大面 积冒落 ， 造成约 5万 t 的矿石损失 ， V C R法试验 以失 败结束。 1 ． 4六角形进路充填采矿方法 此方案是下向高进路 回采方案的一种 ， 它采用 仿生学原理 ， 将正方形 断面改为六 角形断面 ， 使采 空区上面混凝土充填体呈蜂窝状镶嵌结构 ， 从而改 变其受力情况 ， 提高稳定性 ， 有效 的控制地压 。六角 形进路断面高 4 ． 0 m， 顶底宽 2 ． 6 m， 腰宽 5 ． 4 m。 按采用机械装备 的不 同方式分为天井 和斜坡 道两种采准布置方式。 采用天井作为采场通道 的采准方式适用 于电 耙 出矿的下 向采场 ， 为脉 内采准 。垂直走 向布置矿 块 ，矿块长 5 0 m，在穿脉运输道一侧开凿采准天井 1 ～ 2条 ， 并 以穿脉运输道为 中心 ， 左右各 2 5 m为采 场长度 ， 宽度为矿体的水平厚度 ， 阶段高度 5 0 ～ 6 0 m， 在矿块 中部垂直走向布置 分层 道 ，断面为宽 高 2 m 2 m， 在分层道 的上下盘分别布置放矿溜井和通 风井 ， 与上下 中段运输平巷贯通 ， 放矿溜井下面安 装振动放矿机或装车电耙道。溜矿井与通风井随分 层道下移 ， 其 上部预留行 人通风井 ， 兼作材料设备 井 。矿块两端布置穿脉充填巷道 ， 有下混凝土井和 行人井与上中段沿脉主充填 巷道联通。穿脉充填巷 道每 1 0 m下降一次，充填料用电耙接力送到采场。 经过技术改造 ， 充填料 的输送将全部改为管道 自流 输送 ， 提高 了劳动效率。 1 ． 5 采 矿方 法的 综合 比较 一 期工程采矿方法 的变革是 由损失率高 、 安 全性差 、生产效率低的采矿方法逐渐 向损失率低 、 安全性较好 、 生产效 率较高的采矿方法演变 ， 并使 采矿方法与客观条件相适应， 既提高劳动效率 ， 又降 低劳动强度 ， 改善劳动条件。采矿方法 的具体 变化 过程是 留矿嗣后胶结充填采矿法一上 向分层胶结 充填采矿法一下 向分层胶结 充填采矿法一下 向分 层 高进路胶结充填采矿法一下 向分层 机械化盘 区 胶结充填采矿法 。 实践表明 在采用的几 种采矿方法 ， 下 向分层 高进路胶结充填 采矿法 和下向分层机械化盘 区胶 结充填采矿法 比较适合二矿 区的客观条件 ， 以上两 种采矿方法 的应用是 比较成功 的， 但提高生产效率 减少矿石损失贫化率和降低矿石生产成本 之间的 矛盾仍然存在 ， 要解决这个 问题 ， 还须对二矿区今 后的采矿工艺技术不断的改进。 2 二矿区采矿生产中存在问题 尽管下 向分层机械化 盘 区胶结充填 采矿法具 有劳 动生产率高 、 矿 石损失 、 贫化 率小 、 安全 性较 好 、 劳动条件 良好 、 劳动强度小 的优点 ， 但在二矿 区 生产实践中仍存在一些问题。 维普资讯 8 中国矿 山工 程 2 0 0 5 年 第 3 4 卷 2 ． 1 盘区生产能力达不到设计能力 按最初设计 ． 机械化盘区生产能力为 3 3万 t ／ a ， 即 日出矿 l O 0 0 t ． 而多年的生产实践表明， 机械化盘 区的实 际生 产能力 只能 达 到原设 计 的 5 4 ％一 7 3 ％ 1 8万～ 2 4万 t ， 因此矿山采用多盘 区多中段同时 回 采才能完成生产任务 ． 造成系统 的浪费 ， 设 备与系 统 的配置不合理 ， 矿 井的高投入 、 高成本运转 。同 时 ． 由于受人力 、 车辆设备投入的限制 ， 每个盘 区只 能布置一条分层联络道和配备一 台套采矿设备 ， 各 盘区的备采矿量又不一致 ． 造 成小盘区车辆配备能 力过剩 。 而 大盘 区则显不足 ， 设备效率不能充分发 挥。 2 ． 2 盘区下降不均衡 由于矿体在走 向上厚度分布不均匀 ． 按照原来 的盘区划分方法 ． 按走向长每 l O O m划分一个盘区 ， 造成各个盘区的面积差别很大 如 1 1 9 8分段 V盘 区的水平面积为 1 ． 7 l 9万 m ． V I 盘区的回采 面积为 1 ． 9 3 6万 m ． 而 Ⅱ盘 区 的水平 面积 为 1 ． 2万 m ． 两 盘 区相差 0 ． 7 3 6万 m ．这就造成各个盘区的下降速度 和采矿高度 的不均衡。多年来 ， 二矿区也作 了许多 努力 ， 如重新划分盘 区的范 围． 调整各个工区 的编 制 ． 高位盘 区增加脉 内溜井等 ， 但 由于矿体赋存状 况的限制 ． 这些措施很难从根本上解决问题 。现在 由于盘区之间的不平衡下降 已经带来一些问题 。 1 分段联络道 以及分段道服务期限延长。按 照最理想的情况 ． 每一分段的分段道服务于生产的 时间为 3 ． 5 ～ 4年 按 最大盘区的下降速度计 ， 加上 建设期 ． 分段道的总服务时间为 5 ． 5 ～ 6年。 但由于最 快和最慢的两个盘区之 间有一个高差 ． 造成分段道 的开始服务时间较平 均时间早 ． 结束时间较平均时 间晚 ， 总服务时间达到 l O年以上。而且 由于下降速 度差 的存在 ， 这个 高差在加大 ． 分段道的服务时间 也在延长， 从而造成分段道的返修量逐年增加 ， 表 1 分别列 出了 1 2 1 8及 l 1 3 8分段和 l 1 9 8分段的返修 工程量逐年增加 的情况 ， 可 以看 出 ， 返修量逐年增 加的幅度 比较大。 表 1 二 矿 区 1 2 1 8及 1 1 3 8分 段 和 1 1 9 8分段的返修工程量 m 年份 1 9 9 6 年1 9 9 7 年1 9 9 8 年1 9 9 9 年2 0 0 0 年 2 O O 1 年 1 2 1 8 ． 1 1 3 8分段 1 1 9 8 分段 1 1 1 8 分段 2 分段道的建设难 以满足 回采的需要 。按照 各盘区平均 的下降速度所安排 的分段道建设进度 ． 满足不了下降速度最快 的 Ⅱ、Ⅲ盘 区的回采需要 。 二矿 区迫 于产量 的压力， 1 2 1 8以及 l 1 9 8分段几乎 是在刚完成基建 ， 而整体系统还没有完善 的情况下 投产 的， 随着下降速度最快 和最慢两个盘 区高差的 加大 ． 这个矛盾将越来越突出。 2 ． 3充填系统需不断改造和完善 充填工作 在采用 充填采矿法 的矿 山 占有很 大 的 比重 ． 提 高矿 山生产能力 ， 必须有计划的提高矿 山的充填能力， 使 之与采场 的出矿能力相匹配 ． 充填 工作 的一些问题还需解决。 1 充填钻孔 的充填量较低 ， 使用寿命较短。钻 孔是向井下采场输送充填料浆 的咽喉 ， 钻孔的状况 以及服务年 限关 系到二矿区能否及时完成 充填 量 的关键。以前 由于充填孔内充填管使用寿命短 ， 一 条 充 填 管 最 多 充 填 3 O万 m ， ． 最 短 的 只 能充 填 1 O万 m ， 左右． 而矿 山现在每年充填量约 1 0 0万 m ， ． 生产 的需要只能多打充填钻孔 ． 二矿区从一期到二 期 的充填钻孔有 4 O余条 ．但现在能满足生产需要 的钻孔数量不多。尤其是由于密集 的地下工程的制 约 ．从地表到 l 1 5 0中段已经难 以寻找合适 的区域 去施工更多的充填钻孔 ． 充填钻孔 的施工周期也较 长 ， 因此如何提高每一条钻孔 的充填量 ， 延 长钻孔 的使用 寿命是亟待解决的问题 ． 也是关 系到矿山达 产后能否稳产高产的关键 2 盘区充填通风 系统需不断完善。随着采矿 深度 的加大 ． 服务于 中段的充填通风系统 的破坏严 重 ． 越来越不能适应正常采矿 的需要 。充填 回风 中 段 以及预留在充填体 内的充填 回风小井 2 m的铁 板筒 子 受采动 的影响 ． 经 常发生变形破坏进行返 修 ． 频 繁的返修 不仅影响正常生产 ． 而且 由于岩层 和充 填体的整体移动 ． 工作量越来越 大 ， 施工也越 来越 困难 ． 给充填接管带来极大的不便 。如何有效 改善充填通风系统的工作状态， 是一项艰巨的任务。 3 如何能有效提高或保持充填 体质量是安全 生产的保证 。提高充填体质量 ， 将会引起影响充填 体质量的各种 因素发生不同程度 的变化 ， 充分利用 一 些有利的因素， 转化不利 因素为生产服务 。 2 ． 4设 备运行 条 件差 二矿区机械化盘区目前平均运距均在 3 0 0 m以 上f 单程最大运距 可达 4 8 0 m 。铲运机平均往返时间 4 8 0秒 ， 导致铲运机效率低下 ， 利用 率不足 6 O ％， 铲 ㈣ ∞ ∞ ∞ 6 6 5 ∞ ∞ 加 8 1 3 O O 勰 0 O 维普资讯 第6 期 李爱民 J l l Z矿区采矿方法及深部开采工艺的改进 9 运机生产能力平均只有 7 2 ． 5 t ／ h 。同时给车辆带来较 大磨损 ． 导致备 品备件超耗 ， 轮胎费用增加 ， 制造成 本上升。 3 对现有采矿方法优化的探讨 对 于下 向分层机械化盘 区胶结充填采 矿法在 生产中的问题 ， 在 8 5 0 m 中段 回采 当中将更突出， 通 过设计的优化， 对有关问题进行改进。 3 ． 1 对 采准工 程布置 的 改进 1 分段道更远离矿体 布置 ， 位置可选择在 目 前溜井的外侧。 2 溜井布置在分段道 内侧或者脉内布置溜井。 3 分层联络道呈树枝状布置 ， 长度适当增长 ， 减缓坡 度 。 4 可以考虑适当增加分段高度至 2 4 m， 每个分 段道服务 6层 ， 分层联络道布置空间增大。 其优点在于 ①缩短铲运机运距 ； ②分段道高度 为 2 4 m， 就整个 中段而言 ， 减少 了采准工程量 ； ③对 盘区内硐室等工程布置有利 ； ④铲运机不出分段道 ， 增加 了分段道内行人的安全性 ；⑤因分段道距矿体 较远 ． 降低 了采矿对分段道的扰动 ， 使分段道变形 破坏因素减少 ， 增加了分段道的稳 固性 ， 同时， 也减 少分段道的返修量。 3 ． 2 盘区划分上应考虑 回采面积的均衡 二矿区各盘区回采面积差别较大 ， 大盘区每分 层 可采矿量达 2 2万 t ， 而小盘 区仅为 l 4万 t ， 年 生 产矿量大盘区 2 5万 t ， 小盘 区 2 3万 t 。因此盘 区下 降速度不均衡 ，造成 分段道服务 年限 由设计 的 4 年 ． 延长为 6年甚至 7 、 8年 ， 造成生产组织困难 ， 巷 道返修量极大。因此 ， 在 8 5 0中段 盘区划分时应考 虑每个盘区可采矿量的均衡问题。 其优点有 ①可适当减少盘 区数 目， 有利于采矿 设 备的配备和备用 ， 有时间有精力保养维修设备 。 ②有利于转段 ， 给分段道工程 的施工压力小。 ③分段 道服务年限可控制在设计 的服务年限 4年 ， 巷道返 修维护量进一步减小 。 3 ． 3 对充填工艺的改进 1 加厚挡墙 ， 进行一次充填接顶 ， 改变 目前由 于一次打底 ， 二次补充 ， 三次补 F I 接顶的充填 次序 而造成充填体分层 ， 充填体质量下降 ， 易产生 冒落 ， 给安全生产带来 隐患。同时改变 多次充填 泥水多 ， 排污困难 ， 采场工业卫生差 的状况 ， 有利于提 高充 填效 率 。 2 推广滤水装置的使用 ， 使接顶更充分 ， 减少 接顶 时 的溢流量 。 二矿 区投产 以来 ，一直采用细砂 自流充填工 艺。由于充填砂浆中的水不能及时排放 出去 ， 加重 了充填砂浆的分层 、 离析 ， 造成充填体一次打底充 填 、 二次补充 、 三次补 F I 充 填和接顶充填之 间有 明 显的分界线 ． 特别是造成 了打底充填与三次补 F I 充 填之间有一层 3 0 0 ～ 8 0 0 m m、 强度极低的泥浆层。这 一 层 的存在严重影响 了充 填体的整体强度和整体 性 ． 给矿山生产带来了较大的事故隐患。 通过多次反复试验 ， 研究 开发出一套矿山充填 砂浆的滤水 、 脱水新工艺 。这套工艺选用土工布为 滤水介质 ． q b l 0 0 m m软式 透水管为滤水骨架 ， 确保在 滤水过程 中 。 清水能渗漏流 出 ， 而砂浆不 能渗漏损 失的效果 。实现 了边充填 、 边滤水 ， 充填结束 、 充填 砂浆中多余 的水分全部滤干净的 目的。从根本上解 决了充填砂浆的分层离析和泥浆层 的形成 问题 ， 提 高了充填体的整体性 和整体强度， 消除 了充填体 分层离析及泥浆层造成的安全事故隐患。 3 充填钻孑 L 的改进 优化充填钻孑 L 的设 计位 置 、 合理 的钻孑 L 分段高度 、 钻Zf L Zf L 径 ， 从而找 出比较 合理的提高钻孑 L 充填量 的途径 ； 同时 ， 采用高科技 耐磨技术加工的充填管．提高充 填管 的使用 寿命 。 根据现在应用耐磨管 的情况 ， 一条施工质量好 的钻 孑 L 与管材质量优 良的充填钻 孑 L 可将使用 寿命提高 到 8 O万 m， 以上 ． 虽然单孑 L 造价提高 ， 但综合经济效 益十分显著。 3 ． 4适当提高 回采强度 1 提高单炮进尺 目前 国际上最高 的单炮进 尺已达 6 m． 平均在 4 ． 0 m以上 ， 我国许多矿山的单炮 进尺也在 3 ． 0 m以上 ． 二矿 区虽然使用先进 的无轨凿 岩台车 ． 最大凿岩孑 L 深可达到 3 ． 8 m左右 ， 由于岩石 破碎 ， 受布眼 、 掏眼 、 装药方 式的影响 ， 平均单炮进 尺只有 2 m左右 ，同时考虑下一个循环作业面的整 齐 ． 凿眼深度也严格控制在 2 ． 5 m左右。 8 5 0 m深部开 拓 的条件下 ， 岩石条件更 为复杂 ， 应从 回采进路 的 爆破眼位 、炸药 的选取 等多方面进行试验研究 ， 改 变 目前单炮进尺低的被动局面。 2 加强采场管理 ， 合理调整 回采顺序 ， 使进路 回采具有 时效性 、 连续性 和采充平衡性 ， 提高盘区 回采强度。 3 ． 5 提高巷道支护体强度 金J l I 二矿区矿体 ． 在 开挖几个小时后围岩就有 维普资讯 1 0 中 国矿 山工程 2 0 0 5 年 第 3 4 卷 可能成 为碎裂体或松散体 ， 支护的对象是围岩破 裂 后的剪胀变形 残余强度 ， 根据试 验岩石 的峰值强 度和残余强度对 围压很敏感 ， 即较小的围压就可以 较大地提高围岩的强度 。因此提高支护强度会达到 事半功倍的效果 。 喷锚网支护是有效的支护方式 ， 存在 的问题是 如何提高锚杆支护强度和改进围岩特性 。提高锚杆 支护强度可改进围岩的稳定性。 1 对锚杆实施 预应力 ， 可对 围岩提供初锚力 ， 实现真正的主动支护。 2 提高锚杆系统 的刚度 ， 即提高锚 杆对 围岩 变形的敏感性 ． 在围岩与锚杆之问产生微小 的相对 错动时， 迅速提高锚杆 的锚 固力。 3 注浆支护与喷锚 网支护相结合。岩体破碎 是金川二矿 区地层 的基本特 点 。 试验表 明 ， 通过注 浆可以将破碎的岩体胶结为整体 ，强度高几倍 ， 类 似于在 围岩内形成一个混凝土加固圈。 4 改变 目前喷锚 网支护几个 弱点 锚杆采用 滚 丝 ； 螺帽采用高强度螺帽 ； 加强巷道底角 的支护 强度等。 4 结语 金川使用充填采矿方法 的二矿区 、龙首矿 ， 由 于矿体赋存条件 、 开拓 系统 等因素 的影 响 ， 采矿方 法经过演变 ， 形成下向分层机械化 盘区胶结充填采 矿法与下 向六角形进路充填采矿法。六角形进路与 机械化盘区采矿方法相 比， 虽然存在机械化程度不 高 ， 劳动强度大的缺点 ， 但从采场管理 、 工业卫生及 分层转段 等方面具有优势 ，通过 其它 的技术改造 ． 可克服 自身的弊端 ， 最为关键 的是进路的六角形状 与 自然界的安全仿生形状完全吻合， 安全系数高 ． 在 深部开采中显得优为重要 ， 即将投产的二矿区 2 矿 体 F 1 7以东经过论证后也采 用下 向六角形进路 充 填采 矿法 。 二矿区在 1 2 1 8中段曾经也做过六角形进路充 填采矿法试验 ， 由于生产压力及其它因素而 中途夭 折。 在 8 5 0 m的深部开采中， 在确定下向分层与充填 法采矿的基础上 ， 结合整体开拓 系统 ， 可以实验六 角形进路与其它的采矿方式。由于六角形进路需要 三层才能形成 ， 最佳开层位置在 首采分段 ， 开层 时 由于进路规格的限制 ， 采量不高。而且上中段 回采 已经进入水平矿柱 的回采 ， l 1 5 8分段水平矿柱已经 完全处 于蠕变屈服 的状态 ， 回采时已经不 同于上 中 段 的 回采 ， 回采条 件恶劣 ， 支护 量大 ， 损失 贫化 率 高 ， 这是二矿区生产 中最 困难 的时候 ， 中段接 替无 法达到设计 4 0 0 0 t ／ d的能力 ，这就需要在充分调查 研究 的基础上 ， 合理 的安排采 量 ， 给矿山生产 留调 整 时间 ，不仅 可以尽最大可能 的回收矿柱 ，做好 8 5 0 m中段的第一层的假顶 ， 而且为二矿区以后 的可 持续发展打下 良好的基础。 【 参考文献1 [ 1 ] 金川有色金属公司 ， 北京有色冶金设计研究院． 地下 采矿 方法[ J 】 ． 中国矿业， 1 9 9 4 ， 1 ． [ 2 ] 刘 同有 ， 金铭 良． 中 国镍 钴 矿 山现 代 化开采技 术 『 M1 ． 北 京 冶金 工业出版社。 1 9 9 5 ． 【 3 】 刘同有． 充填采矿技术与应用『 J ] ．2 0 0 1 ． 山特维克在 中国的首 家工厂投运 2 0 0 5年 l 1 月 1 8日， 山特维克矿 山工程机械 中国 有 限公 司为其在 中国的第一家 工厂 位于上 海市嘉定工业 园区的 上海嘉定工厂举行 了主题 为“ 启动 中国， 承诺永远” 的开业典礼 ， 标志着 山特维 克矿 山工程机械集 团产品 、 技 术与 服务全 面进入 中国市场 ， 中国将不仅仅作为该公司的一 个销售市场， 而是将发展成为一个覆盖亚太地 区乃至供应全球 的基地 。工厂 占地面积 2 5 0 0 0m ， 投资总额 1 5 0 0万美元 ， 为中国用户提供从单体设备 到解 决方案 的全套破碎 筛分 、 煤矿 井下装运与凿岩设备 、 工具及 服务 ； 并通过现代化的零配件仓库与物流 体系提供 专业 的技 术支持 、 零配件供应与售后服务 。在确保其产 品达到 国外工厂产品 质量的前提下 ， 为更多的 中国用户特别是中小 规模 的用 户服务。一期厂房车 间占地 面积 3 5 0 0 m2 ， 用 以生产 圆锥破碎机 等技术 含量较高的破碎筛分设备 山特维克集团是总部设 在瑞典 的跨 国__ 【 业集 团， 2 0 0 4年产值近 7 0亿 美元 ， 员T 3 7 0 0 0人 ， 下设机床工具 、 矿 山T程机械与 材料技术三个业务领域 。 其 中山特维克矿山工程机械集 团的规模 与技术水平居同行世界先进地位。 产 品覆盖 岩石开挖 、 生 产 、 运 输 、 物料处理 、 搬运 、 煤矿采掘 、 生产 、 辅助设备 、 钻具等领域 。 山特维克于 1 9 9 8年 收购汤姆 洛克之后 ． 正式成立了该业 务部 门 ． 目 前有员lT 9 0 0 0名 ， 拥有井 下硬岩开采 、 井 下软岩开采 、 露天矿 山开 采和建筑工程机械 4个业 务群与 1 6个产 品品牌 ， 包 括汤姆 洛克 T A MR O C K 钻机 、 T OR O铲运机 、 山特维克钻具 ； 山特维克破碎 筛分设备 、 奥钢联采矿设备等 。已向神华集 团、 鞍 山钢铁公 司 、 江 铜、 铜陵铜业集团等国内大型矿业集 团， 以及三峡 、 小 浪底 、 龙滩 、 小 湾等水 电工程 ， 南 昌铁路 、 西康 铁路 等国家重点工程项 目提供 了大量性能优异 、 工艺先进 的设备 。2 0 0 4年产值 2 0亿美元 ， 较 2 0 0 3年增长了 5 4 ％． 2 0 0 5年 截 至 目前 业 务已 比 2 0 0 4 年增长 了 7 0 ％12 上。山特维克矿 山工程机械 中国 有限公 司在上海 、 北京设有代表处 ， 在 兰州 、 西安 、 武 汉 、 南京 、 成都 、 昆明 、 广 州等地设有办事处 ， 在北京 和东北钢铁基地鞍山设有服务中心 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