新城金矿深部破碎围岩回风巷的优化设计

范文涛，黄永庆，杨维涛

(山东黄金矿业(莱州)有限公司新城金矿 山东莱州市 261438)

0 引言

新城金矿现采用机械抽出式通风方式，中央两翼对角式通风系统，通风系统按1250 t/d的矿井生产能力设计建设，而目前生产能力为3800～4000 t/d，通风能力与生产能力严重脱节。目前，新城金矿回采中段集中在－580 m中段、－630 m中段，－680 m中段正在进行采准工作，－730 m中段处于开拓施工中［1］。随着开拓工程和采矿作业不断向深部发展，工程地质和矿体赋存条件变得越来越复杂，矿山地压显现越来越突出，围岩坍塌、冒顶、片帮、岩爆等动力灾害将会明显增强［2，3］。随着矿山生产向下部推进，深部需风量逐渐增大，由于回风井巷断面小，回风量不足，造成了深部中段入风量不足，温度过高，粉尘及有毒有害气体无法及时排出，严重影响深部中段通风效果。

本文针对新城金矿深部即将成为主要回采中段的－680 m中段破碎围岩条件下回风巷方案设计开展研究。通过总结矿山浅部回风巷的施工经验，结合－680 m中段的地质条件，选择合适的回风巷位置和施工方案。

1 矿山原回风巷施工概况

新城金矿－630 m及以上中段回风巷均布置在矿体上盘。由于－530 m以上中段矿体埋藏深度小，地压作用相对较弱，回风巷施工难度相对较小，后期维护工作相对简单，多采用管缝式锚杆辅以局部立柱支护，即可满足回风巷支护需求。

随着矿山回采工作向下推进，－580 m中段地压作用开始显现。－580 m中段上盘施工过程中，矿山根据工程情况在原有锚杆支护基础上，增加了锚网及喷浆支护，但在2011年开始出现局部坍塌现象。矿山紧急组织施工单位对回风巷坍塌区段采用了预埋钢拱架喷浆支护，才使得回风巷得到有效支护。

在－630 m中段上盘回风巷施工期间，矿山总结以往施工经验，施工期间采用树脂锚杆+锚网喷浆支护，在局部区段增加了立柱、钢架支护，回风巷支护效果得到了较为明显的改善。

2 －680 m中段回风巷施工方案优选

结合矿山原回风巷施工经验和－680 m中段的地质情况，对该中段回风巷设计3个备选方案，分别是－680 m中段上盘回风巷方案、－686 m下盘回风巷方案和－688 m脉内回风巷方案。

2.1 －680 m中段上盘回风巷方案

(1)方案概述。回风巷位于－680 m中段Ⅴ#矿体主断层上盘。设计施工区段在163～187线之间，长度364 m。施工至187线位置后，将187线探矿穿脉延伸，与回风巷贯通。在187线探矿穿脉外口封闭板墙，使回风巷与北风井相连通。利用现有采场切割巷作为出碴通道，分段施工。主要通道包括68642，68702，68822采场切割巷和68742采场。

(2)方案优点:

由于回风巷位于断层上盘，距离矿体较远，受矿体回采扰动影响较小;

充填回风井施工位置可尽可能靠近矿体上盘，有利于采场通风;

仅以回风巷施工为参考，早期工程量小;

(3)方案缺点:

－680 m中段矿体回采已全面展开，由于回风巷较长，导致整体施工工期长，对出碴通道占用的采场回采带来一定影响;

－690 m分段需施工分段巷(约400 m)，总体工程量较大。

2.2 －686 m分段下盘回风巷方案

(1)方案概述。回风巷位于－686 mⅤ#矿体下盘。设计施工区段在161～189线之间，长度420 m。同时施工80 m联络巷与北风井贯通。经辅助斜坡道施工分段联络巷，然后施工－686 m分段巷。在分段巷施工期间，顺次施工各采场联络巷，作为充填回风井联络巷。

(2)方案优点:

回风巷以－686 m分段巷代替，位于Ⅴ#矿体下盘较为稳固的围岩中，回风巷较为稳定，有利于后期维护;

工程位置临近辅助斜坡道，出碴运输较为便捷;

以分段巷替代回风巷，节省了回风巷施工的工程量。

(3)方案缺点:

回风巷位于矿体下盘，导致充填回风井位置临近矿体下盘，致使各采场通风均需架设风机进行强制通风;

为调整充填回风井位置，分段巷与回风井间需施工较长的联巷，联络巷工程量较大，导致该方案总体工程量较大。

2.3 －688 m分段脉内回风巷方案

(1)方案概述。回风巷位于－688 m分段Ⅴ#矿体内靠近上盘位置。设计施工区段在161～189线之间，长度430 m，同时施工140 m的联络巷与北风井贯通。在辅助斜坡道－688 m水平垂直矿体走向施工联络巷，距上盘30 m处沿矿体走向施工脉内巷，作为－730 m中段矿体回采期间回风巷。施工期间，采用树脂锚杆+挂网的方式进行支护。施工结束后，在回风巷内浇筑0.6 m厚的混凝土假顶，同时对回风巷进行喷浆支护。最后利用反井钻机顺次施工采场充填回风井。

(2)方案优点:

回风巷临近矿体上盘，各充填回风井位置距离上盘较近，利于采场通风;

利用该回风巷作为顶柱矿体回采期间上盘运输巷，节省部分切割工程量。

(3)方案缺点:

施工的人工假顶需在－730 m中段矿体回采期间进行统筹保护，避免回采对假顶的破坏，保护难度高;

巷道位于矿体内部，受矿体回采扰动影响严重，维护工作量较大。

综合考虑上述3个方案的优缺点，矿山采用了－680 m中段上盘回风巷方案。

3 －680 m中段上盘回风巷施工

矿山总结以往回风巷施工经验，针对－680 m中段上盘回风巷施工进行了详细规划设计，如图1所示。具体分为掘进阶段和支护阶段两部分。

(1)掘进期间。回风巷、充填回风及井联巷施工期间，施工班跟进临时支护的作业方式。在完成一次掘进循环后，立即施工临时立柱支护，保证新掘进的巷道短期稳固;

(2)支护阶段。在回风巷施工进尺达到10 m以上时，开始施工预埋钢拱架支护。钢拱架之间辅以圆木搭接，然后进行喷浆。通过此方式，可有效保证回风巷支护强度。预埋钢拱架的支护方式，较常规的混凝土衬砌施工简单、组织快捷，利于支护及时跟进。

图1 －680 m中段上盘回风巷设计

4 结论

通过比对施工方案，改善强化支护方式，－680 m中段上盘回风巷施工进展较为顺利，综合分析得出如下结论:

(1)采用多方案系统比较，综合工程施工难度、工程造价、工程环境等多方面因素，实现了对方案优选，从根本上保证了施工方案的最优化;

(2)施工中采用钢拱架强化支护，较混凝土衬砌方式更为快捷，便于生产组织;

(3)合理的工程布置，有效的支护方式，保证了回风巷的稳定性，减少了后期维护成本，有利于矿山通风系统完善。

［1］乔 兰.新城金矿深部采场结构参数和开采顺序优化研究［J］.金属矿山，2001(6):11-15.

［2］蔡美峰，乔 兰，李长洪.新城金矿地应力场测量及其分布规律研究［J］.有色金属，2000(3):1-6.

［3］乔 兰，蔡美峰.新城金矿深部节理裂隙调查及岩体质量分级评价研究［J］.中国矿业，2000(4):70-74.

［4］白振峰，郭亚龙，刘三朝，等.突出煤层回风巷合理位置确定［J］.中州煤炭，2010(5).

［5］康治国.赵固一矿东翼辅助回风优化设计［J］.中州煤炭，2011(2).