崩落法进路法回收顶柱在获各琦铜矿的应用

苏永定(金诚信矿业管理股份有限公司，北京 100089)

崩落法进路法回收顶柱在获各琦铜矿的应用

苏永定(金诚信矿业管理股份有限公司，北京 100089)

在获各琦铜矿1 630m中段采场顶柱回收过程中，针对上中段对应采场不同材料充填采空区后，选择崩落法、进路法等不同的采矿方法对其顶柱进行回收。同时在采用相同采矿方法回采时，根据不同的矿体赋存条件，灵活地调整采切工程的布置方式，以达到更好的回收效果。

顶柱回收； 崩落法； 进路法； 布置方式

1 前言

获各琦铜矿井下每60m设计一个中段，1 690m及以上各中段采场均采用有底柱浅孔留矿法，1 690m以下各中段采场采用上向水平分层充填法回采。1 690m中段部分浅孔留矿法采场回采完毕后没有对采空区进行尾砂胶结充填，上、下盘围岩已经垮塌，垮塌的废石将部分采空区充填，另一部分采场回采完毕后，使用尾砂胶结材料对其采空区进行嗣后充填，以维护采场上、下盘的稳定。随着1 630m中段上向水平分层充填法各采场回采接近1 690m中段的底柱，矿山进入规模性回收两中段间顶、底柱阶段。针对不同的采场现状及矿体赋存条件，灵活地采用不同的采矿方法及不同的采切工程布置方式对其进行回采，取得了良好的效果。

2 地质概况及开采技术条件

获各琦铜矿开采的是矿区的一号矿床，一号矿床主要回采CU1、CU5、CU6矿体，3条矿体沿走向总长1 000m左右, CU1向下延伸1 100m以上, CU5、CU6向下延伸800m左右，倾角均为60°～75 °，矿体厚大部分达60m，较薄部分10m左右，平均厚度为26m，平均品位1.38%，CU1矿体品位较高，CU5、CU6矿体品位较低。矿体走向近东西向，向南倾，呈层状、似层状产出。铜矿体主要赋存于石英岩中，硬度系数8～10，CU1矿体较破碎，岩石较软，CU5、CU6矿体稳固性较好，岩石较硬。铜矿体上、下盘均含碳质板岩破碎带，极破碎，易垮塌，矿体内没有含水层，涌水量较小。

1 690m中段各浅采采场均已回收完毕，部分采场采空区内充填上、下盘垮塌的废石，部分采场出矿结束后使用尾砂胶结材料进行嗣后充填，所有采场均等待耙道底部结构的回收。1 630m中段大部分采场均回采至本中段设计顶柱位置，可对应上中段采场具体情况布置工程，连同上中段底柱一起进行顶、底柱统一回采工作。

3 顶柱回收方案

3.1 采矿方法及其确定原则

获各琦铜矿1 630m中段采场顶柱回收采矿方法的确定原则是根据其上中段1 690m中段对应采场采空区内充填材料确定。如采场采空区内充填的是采场上、下盘垮塌的废石，则以废石作为覆盖层，采用崩落法对其顶柱进行回收；如采场采空区内充填的是尾砂胶结材料，考虑到胶结充填体的强度、充填体产生分层脱落现象，为避免暴露面积过大而导致胶结充填体大面积垮塌引起较大安全隐患、采场顶板大暴露面积造成充填体垮塌导致矿石贫化，采用小断面、小暴露面积的进路法对其顶柱进行回收。

3.2 崩落法回收顶柱

3.2.1 采切工程布置方式及布置原则

崩落法采切工程布置方式分为垂直矿体走向布置、沿矿体走向布置。布置原则为矿体厚度大于15m，采切工程垂直走向布置；矿体厚度小于15m，采切工程沿走向布置。

3.2.2 采切工程垂直矿体走向布置方式

采切工程包括脉外运输巷、凿岩巷、切割巷、切割井，见图1。

1—脉外运输巷；2—凿岩巷；3—切割巷；4—切割井；5—上向扇形中深孔；6—上中段浅采耙道底部结构；7—上中段采场采空区内充填的废石；8—上向水平分层充填法胶结充填体图1 采切工程垂直矿体走向布置示意图

(1)脉外运输巷。脉外运输巷沿矿体走向布置于离矿体下盘边界10m左右的废石内，离矿体边界距离设计要满足铲运机设备长度及至少2m的正铲装运动距离，设计断面3.0m×3.0m。

(2)凿岩巷。凿岩巷垂直于矿体走向布置，其间距设计10m，施工至矿体上盘边界，每条凿岩巷均与脉外运输巷联通，作为中深孔凿岩与出矿通道，设计断面2.6m×2.6m。

(3)切割巷。切割巷沿矿体走向布置于矿体上盘矿石内，每条切割巷均与凿岩巷联通，作为中深孔凿岩爆破形成槽状补偿空间的通道，设计断面2.6m×2.6m。

(4)切割井。切割井布置于切割巷内，分布于采场两端，为拉槽工作提供自由面，设计断面2.0m×2.0m。

采切工程垂直走向布置优缺点及生产过程中需注意的问题。①优点：回采过程中能够形成均匀放矿椭球体，降低废石提前混入机率从而减少废石提前混入贫化问题；生产过程中可形成多凿岩巷采、出矿格局从而提高生产效率。②缺点：采场上盘沿矿体走向拉槽距离较长，拉槽难度增大，拉槽过程容易出现悬顶问题，处理悬顶安全隐患大、效率低、效果差，拉槽效果直接决定崩落法回采是否成功。③生产中需注意的问题：测量技术人员所提供实测标高必须准确，且施工过程中必须验证测量标高准确性以降低爆破过程中出现悬顶机率；拉槽槽排及凿岩巷内正常排中深孔爆破过程中如出现悬顶问题必须及时发现并停止后排中深孔崩矿，须立即处理问题，待问题解决后才能进行后排中深孔爆破，以免问题积压造成处理困难或无法处理的局面。

3.2.3 采切工程沿矿体走向布置方式

采切工程沿走向布置，每50m划分一个矿块，矿块宽度为矿体厚度，相邻两个采场间共用一个切割巷。采切工程包括脉外运输巷、运输联巷、凿岩巷、切割巷、切割井，见图2。

1—脉外运输巷；2—运输联巷；3—双凿岩巷；4—切割井；5—切割巷；6—上向扇形中深孔；7—上中段浅采耙道底部结构；8—上中段采场采空区内充填的废石；9—上向水平分层充填法胶结充填体图2 采切工程沿矿体走向布置示意图

(1)脉外运输巷。脉外运输巷沿矿体走向布置于离矿体下盘边界10m左右的废石内，设计断面3.0m×3.0m。

(2)运输联巷。一般垂直矿体走向布置于采场中间位置，与凿岩巷联通作为铲运机出矿运输通道，设计断面3.0m×3.0m。

(3)凿岩巷。凿岩巷沿矿体走向布置，若矿体厚度15m左右，则设计两条凿岩巷，一条偏矿体上盘布置，一条偏矿体下盘布置，若矿体厚度8m左右，则偏矿体下盘设计一条凿岩巷，设计断面2.6m×2.6m。

(4)切割巷。切割巷垂直于矿体布置于采场两端，设计断面2.6m×2.6m。

(5)切割井。切割井布置于切割巷内，贴矿体上盘边界设计，设计断面2.0m×2.0m。

采切工程沿走向布置优缺点及生产过程中需注意的问题。①优点：采切工程量少，掘进成本低；两个采场可共用一个切割槽，减少拉槽次数，降低拉槽难度；拉槽距离短，降低拉槽难度，提高生产效率。②缺点：采用双凿岩巷设计时，上盘凿岩巷不易形成椭球体放矿，容易造成废石提前混入从而增加贫化率；回采至运输联巷位置时，最后几排中深孔需同时爆破从而造成矿石损失加大。③生产中需注意的问题：采用双凿岩巷设计时，上、下盘同排中深孔爆破过程中，先崩落上盘凿岩巷中深孔，出矿结束后再崩落下盘凿岩巷中深孔；在回采过程中由于爆破距离较长，容易出现爆破衰减问题，需及时发现该问题并采取措施扩大上、下盘补偿空间，以降低矿石损失率。

3.2.4 凿岩爆破中深孔及爆破参数设计

(1)凿岩。凿岩设备均采用YGZ- 90凿岩机施工上向中深孔。

(2)装药、爆破。使用BQF- 100型装药器装填多孔粒铵油炸药，双发导爆管雷管孔底起爆方式起爆，向切割槽提供的补偿空间方向后退式回采。

(3)采用2m3铲运机进行出矿。

(4)中深孔及爆破参数设计见表1。

表1 中深孔设计参数及凿岩爆破参数

3.3 进路法回收顶柱

1—脉外运输巷；2—一步回采进路联络巷；3—二步回采进路联络巷；4—脉内沿脉；5—一步回采进路；6—二步回采进路；7—上向水平分层充填法胶结充填体；8—采空区内胶结充填体；9—一步回采顶柱压顶区域；10—二步回采顶柱压顶区域图3 进路法回收顶柱工程布置示意图

进路法回收顶柱断面参数、工程布置及回采步骤见图3。

(1)断面参数。由于采场顶板最终与充填体接触，如进路设计断面较大会导致暴露面积过大从而造成充填体分层脱落，安全隐患较大，如断面设计较小则增加采矿成本、降低生产效率，因此综合安全、效率、成本等因素将进路断面设计为4.5m×4.5m。

(2)工程布置。沿矿体下盘脉内施工一条设计断面为3.0m×3.0m沿脉，沿脉内每隔4.5m垂直于矿体走向施工一条进路，距离矿体下盘20m左右，沿矿体施工一条设计断面为3.0m×3.0m脉外运输巷，脉内沿脉与脉外沿脉由一条联络巷联通。

(3)回采步骤。回采工作分为2步。首先施工一步回采进路，该进路同时为继续向上压顶采矿提供补偿空间，直至将矿体采至顶板充填体，回采结束后施工挡墙，将一步回采采空区使用1∶4灰砂比进行接顶充填。一步回采充填结束后待充填体强度达到设计要求后再进行二步回采工作，回采工序与一步回采相同。

进路法回收顶柱生产中需注意的问题。①上向水平分层充填法各采场最后一层顶板标高要尽可能在同一水平，为后续进路法回收顶柱创造条件，降低施工脉内沿脉所产生副产矿石的损失率、贫化率。②一步回采进路两帮尽可能施工整齐，降低二步回采进路的损失率、贫化率。③一步回采进路充填结束后不能立即施工二步回采，需待充填体强度达到设计要求后才允许施工，以降低安全隐患及提高两率指标。

4 结语

根据现场各采场实际情况，通过灵活运用不同的采矿方法回收顶柱，降低了安全隐患、提高了生产效率、降低了生产成本，为其它中段回收顶柱提供了经验，同时也为同类型矿山回收顶柱提供了参考。

[1] 綦晓磊.无底柱分段崩落法在获各琦铜矿顶柱回收中的应用[J].有色金属(矿山部分)，2013,65(2):19-21.

[2] 郝 顺，綦晓磊，崔新玉，等.获各琦铜矿崩落法顶柱回收方案及优化[J].现代矿业，2015,(3):20-21,26.

[3] 解世俊.金属矿床地下开采[M].北京：冶金工业出版社，1986.

[4] 于润沧.采矿工程师手册[M].北京：冶金工业出版社，2009.

Application of caving and approach method in recovering crown pillar in Huogeqi Copper Mine

Aimed at the different materials used in filling upper level goaf of corresponding stope, caving method and approach method were chosen to recover the crown pillar of 1 630m level stope in Huogeqi Copper Mine. At the same time, in order to achieve better recovery effect, the layout of mining work was flexibly adjusted according to the different orebody occurrence conditions when using same mining method.

crown pillar recovery; caving method; approach method; layout

TD853.391

B

苏永定(1982-)，男，甘肃定西人，采矿工程师，研究生，主要从事采矿技术管理工作。