无斜坡道机械化生产在地采中的应用实践

肖玉武

（新疆喀拉通克矿业有限责任公司 富蕴 836107）

1 引 言

喀拉通克矿业公司是新疆维吾尔自治区境内第一家集采矿、选矿、冶炼于一体的综合性企业。矿山隶属新疆维吾尔自治区经贸委下属的新疆有色工业（集团）有限责任公司新鑫矿业股份公司，是新疆有色集团公司所属的骨干企业。位于阿勒泰地区富蕴县喀拉通克乡境内，距216国道仅2.6 km，与富蕴县、可可托海镇、自治区首府乌鲁木齐均有公路相连，运距分别为34 km、72 km和450 km，矿区运输、交通便利。

喀拉通克矿业公司始建于1988年，一期开采对象为Ⅰ号矿体的特富矿，采矿规模为250 t/d，采用上向水平分层胶结充填采矿法，分矿房和矿柱两步回采。二期工程于1998年开始建设，在原有采矿规模250 t/d特富矿的基础上，扩大到1000 t/d，开采对象为Ⅰ号矿体的富矿和特富矿，采用上向和下向进路倾斜分层胶结充填采矿法。二期工程富矿回采自2001年投入生产，2002年全部过渡为下向进路倾斜分层胶结充填采矿法。三期工程于2005年开始建设，至2013年竣工，三期技改后生产力将达到5400 t/d，开采高程由830 m水平至650 m水平沿深至260 m水平，开采矿体由Ⅰ号矿体到Ⅱ号矿体东、西段以及Ⅲ号、九号矿体，生产战线长达2 km。

2 制约生产的因素

2.1 地质情况

矿区位于哈萨克斯坦-准噶尔板块与西伯利亚板块的接合部位南侧，准噶尔地槽褶皱系和阿尔泰地槽褶皱系接合部位的准噶尔地槽褶皱系一侧，喀拉通克晚古生代岛弧带上，其次级构造位置处于卡依尔特-二台大断裂（F3）及玛因鄂博-额尔齐斯深断裂（F1）交汇点南西侧及乌伦古河大断裂（F2）以北。

矿区内出露地层主要为下石炭统南明水组，其次有中泥盆统蕴都哈拉组、下第三系古新-始新统红砾山组,以及第四系全新统。其中南明水组上段是区内主要含矿岩体侵入部位。

2.2 采矿方法

由于矿体岩石结构破碎，节理裂隙发育，围岩极不稳固，矿山现在的主要采矿方法为下向进路胶结充填采矿法。盘区沿矿体走向布置，其宽度为矿体的厚度。采准工程有分段巷道、分层联络道、矿石溜井、废石溜井、溜井联络道、泄水井；切割工程有分层道。采切工程中只有分层道布置在脉内，其他工程均布置在脉外。通过采区斜坡道连接各个分段巷道，从分段巷道向矿体掘分层联络道。

下向进路胶结充填法的分层高度为4 m，分段高度为12 m，即每个分段巷道服务3个分层，通过分层联络道从分段巷道进入矿体。采准切割顺序为：采区斜坡道→分段巷道→分层联络道→分层道→进路。

回采、出矿：下向进路胶结充填法回采工序包括：凿岩、装药、爆破、通风、撬毛、出矿、支护。从分段巷道向盘区采场中央部分掘分层联络道、分层道直至矿体上或下盘，然后沿矿体走向以水平进路的形式进行回采，每条进路的长度为40 m，进路的规格为5 m×4 m。设计一个盘区有2条进路同时回采（不包括充填进路）。回采进路的选择采用隔二采一的方式，便于回采进路的两帮或者为矿体或者为已经凝固的充填体，有利于采场的稳定。当一条进路开采完毕后，马上进行充填作业，当一个分层的进路全部回采完毕后，便转入下一个分层进行回采。凿岩采用YT-27/28气腿式凿岩机凿岩，出矿采用JCCY-2型2 m3柴油铲运机。每个循环凿岩爆破出矿的顺序为：掌子面用气腿式凿岩，每个炮孔的深度为2 m。整个掌子面的炮眼全部打好后一次装药爆破，采用非电导爆雷管起爆。爆破后进行2 h左右的通风（以排出全部炮烟为准），通风完毕，在爆堆上撒水喷雾降尘，并进行撬毛工作，必要时进行支护工作，然后用铲运机出矿。

采场通风：新鲜风流由中段运输巷道通过进风井进入分段巷道，经分层联络道、分层道进入回采进路工作面。污风由采场顺路充填回风井排到上中段回风平巷，最后经回风井排出地表。

采场进路采用灰砂比为1∶4的胶结充填料浆充填，上部（2 m高）采用灰砂比为1∶8的胶结充填料浆充填。进路底板需铺设钢筋网，主筋直径为Φ12 mm，网度1000 mm×1500 mm；副筋直径为Φ6.5 mm，网度300 mm×500 mm。

2.3 斜坡道工程

我矿一号矿床开拓系统包括4条通地表竖井、4个开拓中段，即1#主井、2#副井、1#风井和箕斗井以及830 m中段、770 m中段、710 m中段、650 m中段、590 m中段。

现阶段我矿一号斜坡道从地表延伸至770 m中段，能够利用斜坡道实现机械化回采的盘区只有770 m水平以上的3个盘区。而770 m中段以下近10个盘区因没有斜坡道而无法使用械化生产，其全部为人工回采。

人工回采时工人在强度较高的充填体假顶下作业，安全程度高。在开采不稳定和比较破碎的矿体时，能很好的保证工人的安全，而且矿石损失率、贫化率小，适合开采品位较高的矿体，适应矿体形态变化能力强、灵活性大，可实现特富矿、富矿、贫矿的分采。但这样也导致了我矿的生产效率低下，生产能力不足。

3 无斜坡道辅助工程铲运机在生产中的应用

我矿井下生产盘区沿走向分布，约70 m划分一个矿块，为提高生产能力，采用联合回采，分段转层的方法，选取710 m水平在同一水平生产且相连的25线、28线盘区为应用采场。

3.1 设备选型及下放

我矿采用充填法，每分层高度为4 m，故选取CY-2C型铲运机，在地表拆卸后用罐笼提到710 m水平，在井下710 m水平石门处进行组装，并通过25线盘区分层巷与石门段贯通，将铲运机开至25线盘区进行回采。

3.2 联合回采

在生产过程中，选取25线盘区北面进路以及与之相连的28线盘区南面进路贯通，作为临时通道，这样铲运机便可在两个盘区之间生产，大大的释放劳动力，提高生产能力。由于采区可选相连进路多，可灵活选取联络通道，不受充填影响。

3.3 充填配比、养护

使用机械化生产，使得工作断面控制困难增加，同时为了防止分层巷长时间暴露导致充填体受地压影响，为此在充填时适当提高充填假底的配比，由于采用充填回采，存在盘区转层充填养护时间的问题，为此在生产协调时，有意提高一个盘区的生产进度，这样，待25线盘区回采完毕、进入转层充填养护时，铲运机便可在28线盘区作业。

3.4 分段转层

25线盘区充填养护期到后，且可以进入下分层回采时，铲运机在高于25线盘区一分层的28线盘区回采，通过铲运机14°的最大爬坡能力，以及3.5 m的高差计算，在28线盘区S1#进路距S充填道14 m处开始施工联络斜坡道与25线盘区N充填道贯通，这样铲运机就可以顺利转到25线盘区生产（图1、图2）。

图1

图2

4 效果检查

图3

5 结束语

随着现代化生产的迅速发展，人工生产已经不能满足生产的需求，机械化将是提高生产的必然趋势，当大多矿山由露天开采转为地下开采，如何合理的运用井下机械化是众多矿山值得考虑研究的课题，本方案合理运用井下现有条件，结合实际情况，提出联合回采、分段转层的方法，解决脉外施工斜坡道造价高，切实的从劳动强度、产能及安全等方面都得到很大的提高。