某矿分区回采采场顶柱的实践

2013-05-05徐裕芳毛树怀

采矿技术 2013年2期

徐裕芳，毛树怀

（1.浙江省常山县安全生产监督管理局，浙江常山县 324200；2.浙江省安全生产科学研究院，浙江杭州 310012；3.浙江省安全工程与技术研究重点实验室，浙江杭州 310012）

在充填采矿法中，矿房顶底柱的回采较困难，因为顶柱的整个回采过程都在较差的安全环境中进行。某矿井现生产采场已陆续回采至顶柱，为此技术人员认真研究，比选方案，对某采场顶柱进行回采是为今后采场顶底柱回采积累经验，从而达到高效、安全回收资源的目的。

1 某采场顶柱现状

1.1 采场地质条件

采场矿体岩性为红棕色，浅灰色第三流纹岩；浅灰绿色第三凝灰岩，产状为73°～79°／NW∠25°±；构造较发育，小裂隙密度一般为2～3条／m；在东部靠近某矿体处有两条较大交叉压扭性断层F4、F6，两条断层倾角为75°～80°，断层处有少许淋水，受该构造影响，整个采场顶板较破碎；蚀变为碳酸盐化，萤石化，绿泥石化，绢云母化。矿岩均为流纹岩和熔结凝灰岩，矿体上盘大部分与熔结凝灰岩直接接触，下盘为流纹岩。流纹岩f＝8～12，致密、坚硬，整体性很好。熔结凝灰岩f＝6～10，硬度较低，结构松散、性软，不透水。矿石体重2.47t／m3，松散系数1.74，自然安息角38°～42°。

1.2 采场现状

该采场在该中段原为两个采场，后随着采场上采至10m标高位置，由于矿体变化，采场面积减小，单个采场不能满足无轨机械化采矿的需要，合并为一个采场。接顶时采场底板标高27.0m，顶板29.5m，空顶高度2.5m，该采场东部上部中段有一采空区，空顶高度平均为5.5m，最高处约6.0m，采空区面积为86m2。东部与上部中段采空区重叠50m2左右，重叠部分矿厚6.0m。

1.3 顶柱回采方案

1.3.1 采掘工程布置

原采准联络巷是从采区主斜坡道向采场开凿的一条通道，现已无法满足顶柱回采的需要。为此设计了一条采区分段联络巷，在采区联络巷东部端头新设计一条采准联络巷为本次顶柱回采服务。同时考虑安全需要在采场中部施筑一混凝土柱（规格2 m×4m），柱的长边垂直矿体走向。沿用原采区脉外溜矿井，通风上山根据顶柱的厚度布置在含矿相对厚的东部，充填井则利用分段联络巷西部的采区充填井。

图1 采掘工程布置

1.3.2 具体回采方案

待回采的顶柱位于在东部重叠区，面积约50 m2，回采采用分区分期进行，由于最大矿柱厚度只有6.0m，决定分两期进行。考虑到无轨采矿的现状分两个区，以混凝土柱纵向为分界线，东部为Ⅰ区，西部为Ⅱ区，采区之间不严格分开，只作作业分区。

第一期：整个采场再上采2.5～3.0m。上采采用分区作业。先上采Ⅰ区，落完顶后，加快出矿及充填速度，尽快完成充填，空顶高度控制在2.0m左右；Ⅰ区充填后，再上采Ⅱ区，Ⅱ区根据地质资料可知顶板还有2.0m厚左右的矿，为此决定一次回采到位，并要求充填尽量做到密实接顶，为第二期作业创造好的安全作业环境。

第二期：第一期工作完成后，进行第二期工作，此时Ⅱ区的工作是充填，充填结束后再实施Ⅰ区与上部采空区重叠区的采矿，该部分顶板尚剩3.0～3.5m的矿，为确保安全，决定一次回采到位，作业方法为：以回风上山为中心布置上采炮孔（如图2所示），孔网度为0.8m×0.7m，孔深视顶板矿厚度而定，集中凿眼，集中放炮，集中出矿，集中充填，实现一次回采。