广西高峰矿高应力矿段的开采技术

马陆聚

（广西华锡集团柳州华锡有色设计研究院有限责任公司， 广西柳州市 545000）

广西高峰矿高应力矿段的开采技术

马陆聚

（广西华锡集团柳州华锡有色设计研究院有限责任公司， 广西柳州市 545000）

广西高峰矿的破碎矿段由于高应力的作用，加之曾受地震的影响，原有探矿巷道受到严重破坏，其开采条件恶化。在调查分析的基础上，改变了巷道的支护方式和支护参数，并采用机械化下向分层胶结充填法开采，取得了良好的效果。

高应力破碎矿段；巷道支护；机械化下向分层胶结充填采矿法

高峰105＃矿体位于大厂矿田西矿带生物礁灰岩中，矿体形态复杂，总体呈不规则透镜状，局部有分支，在－83m水平呈不规则状。矿体总体为南北走向，总体倾向于东至南东，倾角大，矿体在深部往南至南西方向侧伏。矿体走向长100～300m，水平厚度10～70m，矿体厚大部位分布于－100～－140 m标高范围内。矿石一般呈中～粗粒结构、块状构造，属特高硫化矿石。由于受民采空区影响，地压活动非常频繁，属于高应力区域，加上受爆破振动及小型地震影响，－133m水平以下到－200m水平中段大部分采准工程受到严重破坏，已无法继续利用。在保证安全的情况下，尽量利用现有工程低贫化、高效率地回采这一阶段矿石资源成为了一个技术难点。

1 开采技术条件

105＃矿体的生产区域主要分布在－103～－200m水平之间，矿石品位Sn 0.73%，Zn 14.13%，Pb 3.64%，Sb 3.88%，矿体倾角为70°～80°。地表不允许崩落，采矿方法主要采用机械化上向分层充填采矿法。已在－124，－137，－151，－166，－186m等多个水平沿矿体走向开掘探矿和采准工程。受大厂矿区2.8级地震的影响，高峰公司井下105＃矿体在54线～Ⅱ线之间的－142，－151，－166，－173，－186m和－200m水平等多个分层探矿巷道发生了较大规模的塌陷和冒落，巷道的支护工程受到严重破坏，因这一区域矿体围岩为碎裂结构的岩体，且为应力集中区，在探矿工程施工过程中经常有地压活动显现，造成这一区域一度停止作业，给高峰公司的生产造成了严重的影响。

由于该区域矿石品位较高，储量大，回采该区域矿石对公司具有十分重大的经济效益。经过对该区域的现有工程进行调查和对矿岩受力情况进行分析，最后研究决定通过优化巷道工程的支护方式，改变采矿方法对地压活动进行有效的管理，从而对该区域矿石进行安全回采。

2 支护方式的改变

高峰公司以前采用普通的金属钢锚杆支护，在日久腐蚀的情况下会脱落拉断，加之存在锚杆眼不垂直岩层及锚网不紧靠巷道壁等问题，从而降低了喷锚支护的强度。

通过考察和对比研究，决定改变巷道的成巷方式，并对巷道采用玻璃钢锚杆与普通金属钢锚杆联合支护，以加强巷道的承载能力。

（1）成巷方式。巷道掘进时采用光面爆破方式，通过严格控制孔距和孔量来控制爆破效果，增强巷道抗压能力，同时解决锚网与巷道壁不紧靠的问题，降低锚网的难度，提高锚网的作用。

（2）金属钢锚杆与玻璃钢锚杆联合支护。玻璃钢锚杆具有质量轻，锚固力强，可施加预应力加强巷道的锚固，抗腐蚀等优点。由于在打锚杆眼的时候，打孔主要以垂直巷道为主，在挂钢筋网时有一定的难度，同时考虑围岩矿岩的特性，采用打斜孔，用普通锚杆挂住锚网，打垂直孔，用玻璃钢锚杆锚固锚网等工艺联合支护的方式进行支护，以达到普通锚杆与玻璃钢锚杆各自优点互补的效果。

（3）在地压活动特别严重的地方，通过二次喷射混凝土进行支护。

3 采矿方法的改变。

为了能够在更加安全的作业环境下回采矿石，通过对采区地压活动分析，对比高峰公司原采矿方法，决定采用机械化下向分层胶结充填采矿法进行回采，如图1所示。

图1 采矿方法

（1）采场结构参数。回采进路宽度为4m（局部地方根据具体需要可以做些调整），高度为4～6 m，长度按照具体确定，不留顶柱、底柱，在充填的过程形成3m厚度的人工顶板，为了保证人工顶板的完整性，一般充填前在距底板10cm处铺钢筋网。回采进路方向结合矿体走向和上下交错关系的需要而确定。

（2）采切工程。采切工程包括运输平巷、出矿进路、凿岩巷道、切割通风天井、充填通风联络道等。

（3）回采和出矿。第一循环，隔一采一，并用较高配比的水泥砂浆胶结充填；第二循环，在已经隔一采一嗣后充填的条件下，对第二循环内矿体进行隔一采一，先用高配比料浆胶结充填3m高，然后进行低配比的水泥砂浆充填。第一循环和第二循环的回采工艺大致相同。采用铲运机从联络道出矿。

（4）充填。充填均通过充填通风联络道下放充填管路进行。高配比的水泥砂浆胶结充填料的灰砂比为1∶4，其余部分充填采用灰砂比为1∶10的胶结充填料。在形成3m厚度的人工顶板时，要保证人工顶板的整体性和充填质量。

（5）通风。新鲜风流自下一分层的运输平巷经出矿进路、凿岩道、采场、切割通风天井、充填通风联络道排出。

（6）主要技术经济指标。采场生产能力72 t／d；采切比9m3／kt；损失率5%～8%，贫化率10%左右。

4 结 论

（1）通过改变采准工程的支护方式及参数，使部分采准巷道可以再利用，新掘巷道采用同样的支护方式，保证了人员设备可以安全进入到采区。

（2）由机械化上向分层充填采矿法改变为机械化下向分层胶结充填采矿法，提高了作业面顶板的承压能力，有效地控制了地压活动，最终安全回采了105＃矿体I－54＃线高应力碎裂段矿体。

［1］《采矿手册》编辑委员会.采矿手册（第4卷）［M］.北京：冶金工业出版社，1990.

［2］解世俊.金属矿床地下开采［M］.北京：冶金工业出版社，1979.

［3］蔡美峰.岩石力学与工程［M］.北京：科学出版社，2002.

［4］张天宝.地下洞室群围岩稳定性分析［D］.杭州：浙江大学，2001.

［5］饶运章.尾砂胶结充填应用粉煤灰的机理及试验研究［J］.南方冶金学院学报，2003，24（2）：1－5.

［6］赵其祯，白广勇，寇永渊.金川矿山巷道支护工艺优化实验研究［J］.有色金属（矿山部分），2011，63（5）.

［7］李文成，王建华，姚 华，等.磷矿山深部巷道支护应用技术研究［J］.采矿技术，2011，11（5）.

［8］刘洪露.黄沙矿区采矿方法的优化及应用［J］.中国矿山工程，2006，35（1）：12－15.

［9］赵 奎，许震华，吴贤振.某钼矿采矿方法的优化设计［J］.江西理工大学学报，2006，27（1）：16－18.

2011－12－06）

马陆聚（1986－），男，广西崇左人，助理工程师，主要从事矿山开采设计。