急倾斜中厚矿体采空区处理方法的探讨

中第28卷第4期2010年11月国锰业Vo128∋4CHINA&SMANGANESEINDUSTRYNovember2010急倾斜中厚矿体采矿及采空区处理方法的探讨刘思敏,吴沅声,李德峰,潘承武(广西锡山矿业有限公司,广西南宁530022)要:分段中深孔落矿留矿法在急倾斜中厚矿体中应用广泛。广西大新锰矿部份矿体为急倾斜中厚矿体。介绍在设计时注重考虑采矿方法、以及矿柱回采和处理采空区方法。结合矸石充填采空区的处理方法,达到稳定地压,消除采空区隐患的目的。关键词:分段中深孔落矿;回采矿柱;充填采空区中图分类号:TD823矿山现状1文献标识码:A文章编号:1002-4336(2010)04-0016-03斜∀大于55(#)∃,一般倾角约为75(#),夹二04~05m,夹一平均218m。且该地段地质构造简单、广西大新锰矿地下采矿主要采用浅孔留矿法及中深孔崩矿法。此前,采空区处理并没有纳入到开采设计中,在开拓及采矿时没有认真研究处理采空区问题。目前,采空区基本以敞空的形式存在,造成处理困难,对下阶段回采形成严重隐患。而且造成大量矿柱无法采出,资源浪费严重。现阶段,大新锰矿60万t/a地采工程有一部分已进入采准切割阶段,计划于2011年下半年回采。在现有基础上选择更为合理的采矿工艺,充分考虑采空区处理,在开采前做好地压处理的方案与设计,开采后及时处理空区,消除地压隐患,提高矿石回采率,显得尤为重要。采矿方法2矿体基本情况21矿层赋存于上泥盆统榴江组泥灰岩、钙质泥灰岩、硅质岩等过渡岩相内。属沉积碳酸锰矿床,近地表为氧化锰矿。锰矿层共有3层,锰矿层产状与围岩一致呈层状产出,层位稳定。自上而下为矿层149~168m,夹二05~10m,一般04~05m;矿层174~269m,夹一2~10m,!矿层152~179m。矿层直接顶板为硅质岩,一般厚005~03m,往上为硅质灰岩、,!矿层直接底板为泥岩泥质灰岩、夹泥质岩。矿体南翼0~32线,该区段矿体变化平稳,东西走向,220m以上绝大部分为急倾收稿日期:2010-10-08围岩中等稳固、完整性较好。由于夹二、夹一厚度较小,宜三层矿合采。22原采矿方法根据矿层的赋存条件,设计采用分段中深孔落矿留矿法[1],矿房长%高=60m%60m,宽为矿体宽度,约7~12m,铲运机配合短溜井出矿,顶柱随矿房中深孔回采。底柱留到下中段回采,间柱不回采。空区处理为自然崩落或强制崩落。采场出矿采用15m3电动铲运机,它的运送可从阶段平巷送到阶段联络道内,解体后由人行通风天井提升6m高到达出矿水平,组装后投入运行。通过两年的生产实践证明,原设计采矿方法主要存在以下3个方面的问题:1)矿柱的回采,间隔时间长,约为5年以后,回采的可行性值得怀疑;2)采空区没有得到很好处理,深部开采时地压传递到深部采场,有岩爆、冒顶可能;3)深部防排水问题。针对存在的问题,为确保矿山生产的连续性及安全性,提高回采率,提出以下的解决方法:采用类[2]框架结构,利用人工底柱和间柱,将矿房变成相对独立的空区,出矿完毕后,从上中段充填矸石。这种方法在技术上可行,而且经济上也是合理的。采用此技术处理采空区,不但做到安全生产,更重要的作者简介:刘思敏(1972-),男,广西武宣人,研究方向:矿山管理,电话:[phone],传真:[phone],E-mail:gx-xsky@163com第4期刘思敏等:急倾斜中厚矿体采矿及采空区处理方法的探讨17是可以消除冲击地压,也可以起到截水堵水目的,而且也为下中段回采顶柱创造了良好的安全条件。矿石底柱、表1方案比较项目矿石底柱、间柱方案人工底柱、间柱方案损失率/%贫化率/%间柱回采底柱空区处理空区危害2128不回采尚需研究自然或强制崩落对深部开采影响严重528可回采1采准巷道;2天井;3穿脉;4联络道;5切割天井;可回采6凿岩道;7探矿巷;8铲运机道;9出矿进路;10溜井矸石充填图1矿房布置青对深部开采影响较小破出矿后,用水泥和尾砂胶结充填,形成人工底柱。几个矿房的底柱连续浇筑,以形成一个整体。以确由表1可知,人工底柱、保其能承受大爆破冲击、势明显,可以快速回采底柱及间柱,可以有效消除空中段回采时不发生坍塌。区带来隐患,有效处理地压传递,也起到截水堵水目的,对深部矿房矿柱开采安全起到至关重要的作用。回采工艺3采场布置31因使用铲运机出矿,在下中段没有开拓完毕,不具备从下中段出矿的条件下,采用抬高底柱的方法,形成短溜井出矿,提高出矿效率。利用凿岩道及探矿穿脉对矿体的控制,使矿体边界圈定更为准确,用以指导中深孔凿岩设计及施工,从而提高回采率、降低贫化率。矿房采准切割工程布置如下:矿房高60m,底柱高6m,共分3段凿岩,每段高18m;间柱宽8m;天井布置在间柱内,沿矿体掘进,断面为17m%18m;凿岩道沿矿布置,断面3m%3m,探矿巷在凿岩道内每隔18m布置一条,视矿体的地质变化情况增加探矿巷,断面2m%2m;铲运机道布置在!矿上盘围岩中,距离!矿边界约6m,每隔7m掘进出矿进路,铲运机道及出矿进路断面规格3%33m;振动放矿漏斗布置在采准巷道内。矿房采切比623m/万t、m3/万t。施工顺序为:穿脉(天井420(人工底柱(人工间柱(切割天井)(溜井(铲运机道(出矿进路(凿岩道(探矿穿脉(凿岩(爆破(出矿(回填。有些工序可以平行作业或者打乱顺序。具体布置如图1所示。人工底柱和人工间柱及框架的形成32321人工底柱在穿脉内,从矿体中心掘进凿岩道,用YGZ-90凿岩机打扇形中深孔,控制范围为矿房底柱。爆322人工间柱人工间柱是施工的难点,形成人工间柱时顺便形成矿房的切割天井。人工间柱的回采与构筑:浅孔落矿;用胶结充填法回采,形成人工间柱。先掘进天井,然后以2m层高分层刷帮至矿体边界,逐层浇筑而成。此工艺工序转换频繁,劳动强度大,施工较困难,但易为工人掌握。人工间柱施工示意如图2所示。1采准巷道;2天井;3穿脉;4联络道;5切割天井;6铲运机道;7溜井;8出矿进来;9人工间柱;10炮孔图2人工间柱施工示意33凿岩爆破中深孔爆破经过340中段将近4年的实践,积累了丰富经验,爆破操作技术日趋成熟,孔网参数也比较合理,炸药单耗控制在022kg/t左右,爆破效果好,损失贫化较小。矿块起爆顺序自上而下,后退式回采,上分段超前下分段1~2个爆破步距。落矿采用YGZ-90凿岩机配FJ-25型台架在分段凿岩道中钻凿垂直扇形中深孔,孔径60~65mm,排距中18国锰业第28卷18~2m,孔底距14~2m,乳化炸药人工装药,毫秒导爆管起爆,每次起爆2~3排。顶柱随矿房一起回采。空区处理采空区处理的目的是,缓和岩体应力集中程度,1采准巷道;2穿脉;3天井;4矿体界限;5充填进路转移应力集中部位,或使围岩中应变能得到释放改善应力分布状态,控制地压,保证矿山安全持续生产[3]。采空区一般处理要求[4]:结语51)技术经济合理;图3充填进路布置在设计阶段或生产初期应有经济合理的采矿方2)安全可靠,施工方便;法及采空区处理方法,并付诸实施。通过优化设计,3)提高矿床资源回收率;采用人工底柱及人工间柱,嗣后充填矸石,并提出具4)影响矿山生产时间要短。体的施工工艺。使矿石回收率大大提高,资源得到根据以上原则,矿房采用矸石充填处理方法。充分回收利用;矸石充填后,消除空区隐患、这种矸石充填与胶结充填相结合处理采空区,能有产连续性、效地控制矿山地压、理及矿柱回采的问题,对矿山安全生产,资源回收等单,工人劳动强度低。矿房采完后一次充填,在充填具有积极意义。前要对一切通向采空区的巷道或出口,进行坚固地密封。与露天采场相连接的矿房,从露天充填,效率更高,费用更低,充填效果更好。与上中段相连接的空区,在大规模爆破落矿前,开凿一些辅助工程。以340中段及280中段相连的区段为例,爆破前在340采准巷道上每隔7m掘进一条联络道与矿体相连接,并做好安全防护措施及卸料设施,如图3所示。待下部矿房出矿完毕后,从上部矿房采准巷充填,充填时上部有不满的情况,需要做进一步的处理。参考文献:于润沧采矿工程师手册[M]北京:冶金工业出版社,2009[1]陈友东,唐有德,姚香类框架结构采空区处理新技术的研究[2]与实践[J]有色金属(矿山部分),2002,54(6):4-7依力汉对现有条件下矿柱回采和采空区处理探讨[J]新疆[3]有色金属,2004,(2):12-15徐江,崔栋梁,陈琪金属矿山采空区处理方法综述[J]黑龙[4]江冶金,2007,(4):35-37王湘桂,唐开元矿山充填采矿法综述[J]矿业快报,2008,[5](12):1-5AMiningMethodofSharpinclinedMediumandThickOrebodyLIUSimin,WUYuansheng,LIDefeng,PANChengwu(GuangxiXishanMiningIndustryCo,Ltd,Nanning,Guangxi530022,China)Abstract:AwideapplicationisfoundinsubsectionofmediumlengthholeoforemethodinsharpinclinedmediumthickorebodyDaxinManganeseMinewithitsoreisapartialsharpinclinedorthickorebodyThispaperwillintroducethedesignmentattentiontotheminingmethod,includingtherecoveryofminepropsandtherelationshipCombinedwithdeadzonesofwasterock,wetrytousethedisposalmethodtoachievestablepressure,onlytoeliminatehiddendangersofminedoutKeywords:Segmentationordeepblasthole;Recoveryofmineprops;Fillthedeadzonesinmining