大红山铁矿采场垮塌区的处理

李雪明,杨国永

(玉溪大红山矿业有限公司,云南新平县 653405)

大红山铁矿采场垮塌区的处理

李雪明,杨国永

(玉溪大红山矿业有限公司,云南新平县 653405)

大红山铁矿的深部采区,由于复杂的地质条件,加之无底柱分段崩落法频繁的爆破,进路、联道片帮冒顶时有发生。420分段局部地段出现了严重的大面积垮塌,对采矿生产的顺利进行造成了严重的影响,结合采场现状及崩落法采矿的技术特点,采取合理的措施处理垮塌区,既降低了垮塌区域的处理费用,又保证了采矿生产的顺利进行。

采场垮塌;处理方案;处理效果

1 概 述

大红山铁矿深部采区受断层、节理裂隙发育、矿体缓倾斜呈层状产出等地质构造因素及爆破扰动的影响,处于420m分段切割槽以东的北部垮塌极为严重,形成了南北跨长28m、宽4～5m不等、高度不定的垮塌区域,为保证采矿的安全顺行,初步确定注浆支护方案:先在垮塌区沿掌子面按照一定的设计规格把槽钢插到渣堆上形成安全棚架,在棚架下支模板打混凝土三心拱,做成人工假顶,在做人工假顶时先预留孔径为60mm左右的注浆孔,假顶做好后,再向垮塌区内注浆,使垮塌区形成一个整体,方便以后中深孔施工及采矿。但在支护的过程中,监测发现垮塌区上方一直在垮塌,且由于大块较多等现场因素致使安全棚架的架设相当困难,并且工期长,如继续垮塌(上部分层已爆破)还存在安全隐患,支护费用高。为此另寻办法尽快解决这一问题,并且降低处理费用成了大红山铁矿的紧迫任务。

2 采场现状的分析

按照回采规划,切槽以东由6#联往2#联方向退采,切槽继续往北拉开受垮塌区的制约,北东区段进路将无法回采,因此有必要结合垮塌区处理对原回采规划做优化调整。为了探明垮塌区高度,在北部掌子面继续实施出矿,通过出矿统计分析靠北端部已跨通上部分的崩落分层。而要安全快速打开北部工作线,只能重开切割槽。综合以上因素决定在4#联道垮塌区南北两侧利用1354台车打深孔,实现4#联道南北剖面的垮塌区探界,取消K404溜井从400 m分层向420分层的上延,以跨通440分层的缺口作为重新拉槽的自由面分区实施中深孔爆破拉槽,待拉槽结束,加强切槽以西的回采力度,赶上南部工作线,实现采区的合理退采。

3 处理方案

通过现场的勘查,再结合探界的结果(见图1),决定把垮塌区拉槽分为3个区域。

图1 4#联垮塌界线探测方案

1区是以4#穿脉作为新的切割槽,以垮塌区与上分层的贯通缺口作为自由空间,打前倾大直径中深孔向北边退采拉槽爆破;2区在利用6-4进路以东已施工中孔的基础上补孔向西拉短槽,主要是为3区爆破提供自由面;3区布置一条与4#平行的措施巷,从6-4进路东一直延伸到6-6进路东,长30.4m,巷道施工完后用H1354凿岩台车向4#联方向钻凿半扇形中深孔,以处理垮塌区,为6-4进路东及6-5进路东提供爆破补偿空间,使两条进路的回采爆破顺利进行。由于垮塌区受到断层控制整体往东垮塌,故而考虑在4#联以西布置措施巷(见图2),巷道规格3.8m(高)×3.2m(宽),三心拱断面。具体施工顺序为以垮塌联通区为爆破自由面,先行爆破1区中深孔至420-6-4进路东采幅以北,再依次实施2区、3区的宽幅拉槽爆破,各区的中深孔布置见图3,3区中深孔的布置受到垮塌区及断层的影响,施工过程中需注意卡钎。

图2 垮塌区处理的措施巷布置

图3 中深孔布置示意

4 实施效果

(1)节约了很大的支护成本,若采用注浆支护,支护困难,支护预计所需费用高达上百万元,且不一定达到预期效果,而措施联道及补孔费用投入不超过10万元,并减少了K404溜井20m的上延工程量,能达到预期目的。

(2)注浆支护施工时安全得不到保障,注浆充填不能实现接顶,中深孔施工困难,还将造成卡钎,爆破效果不理想甚至悬顶等事故。

(3)通过此方案的实施,1区的爆破一直没有出现问题,爆破效果比预期拉槽的效果还好,1区爆破也顺利完成;2区的爆破也达到了预期的目标,3区的爆破正在有序的进行,从目前的拉槽效果来看,方案可顺利实施。

(4)通过对垮塌区的处理,北部6#矿块已全面打开,提前释放产能,变不利为有利,为深部采区南北采矿平衡创造了条件。

2009-10-25)