红透山矿深部矿床开采接续开拓系统工程设计探讨

高桂荣

（中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司 生产技术处，辽宁 抚顺 113321）

红透山矿已经经过了50多年的开采，其铜锌矿资源越来越少，因此，稳定生产能力已经成为了红透山矿目前面临的巨大挑战[1]。目前红透山矿的主要资源集中在最深部的采矿中段，也就是-827m中段以下更深部区域，其资源储量在430万吨左右。因此，深部矿床开采接续开拓系统工程是目前红透山矿采矿的主要研究课题[2]。

1 深部开采过程中的安全隐患分析

红透山矿建矿于1958年，矿脉成东西走向，水平长度2500m，水平厚度0.5m～160m，开采深度1257m。矿体有近水平、缓倾斜、急倾斜、反倾斜等状况，时目前国内金属矿中较为复杂难采的深井矿山之一。红透山矿的成矿物质主要来源是由于太古宙早期的海底火山喷发活动而产生。岩性为石英闪长岩、橄榄岩、钠长伟晶岩、辉绿岩、玄武岩等等，其矿岩坚硬且完整性好[3]。但是红透山矿深部矿床开采还存在一些问题，主要是地压问题突出，易导致高强度的岩爆现象，进而发生落盘，造成人员伤亡和经济损失。下面将对其开采过程中的安全隐患和应对措施进行简要的分析[4]。

首先红透山矿负责的地质构造导致其极易因为褶皱构造而引起落盘，因为红透山矿为近似直立的枢纽倾竖式褶皱，矿体非常容易受到褶皱的影响，随着褶皱面而变得弯曲。且矿岩间的褶皱结构在未揭露前还没有仪器可以对其进行准确的检测。

其次是由于地压活动而引起的落盘，矿井开挖过程中岩体由于受到扰动，其应力会重新分布，一般是在矿柱和巷道的拱肩部位。而且地应力会随着开采深度的增加而增加，特别是红透山的开采深度超过1000m，且其矿体结构为倾竖褶皱，所以，其地压活动会更加的频繁。而地压活动的外在表现为岩爆，一般为弹射、劈裂、坍塌等，红透山矿的地压活动一般为片帮、劈裂，并且伴有巨大的声响。

针对以上两种红透山矿开采中的主要安全隐患，本文给出了以下应对措施。

首先是针对落盘现象，主要采取锚索支护技术，即将钢绞线装入锚索孔中，并注入水泥砂浆，进而增加岩体的应力和强度，维护岩体稳定。岩体轴向应力会随着锚索的深度先增加后减少。围岩在预应力下会压缩，而由于锚索的作用可以形成承载拱结构，进而稳定围岩，提高其内在抗力。所以，在没有大破坏的情况下，锚索支护可以调整围岩应力，提高岩体的承载能力和稳定性。

其次针对岩爆措施主要是采取隔板作业的制度，因为岩爆主要是在爆破后的3h之内发生，因此，爆破后间隔1或2个班次进行爆破现场可以较好的避免因爆破引起的冒落。爆破会破坏围岩应力场的平衡状态，促进岩体裂纹的生长发育，但是随着时间推移，围岩又会恢复至稳定状态，可以通过威震监测和声射测试进行验证，因此，要等围岩稳定后再进入作业现场。

2 红透山矿深部矿床开采接续开拓系统工程分析研究

红透山矿深部矿床开采接续开拓系统工程的实施主要是为了在稳定现有产量的基础上，实现增产。计划在-827m中断以下进行开采，预期开采成功后产量将提升30%左右。

深部矿体的开采主要包含了两段接力竖井，即明罐笼井、东翼明风井、东翼盲罐笼井以及东翼盲箕斗井四条。其中明罐笼井主要用于人员、设备以及材料的运送，矿石和废石的辅助提升，以及深部回采区域的入风井，还可以在开采东翼时作为补充安全出口。该罐笼井需要提升机进行配合，提升机通过平硐在312m标高和新设工业场地相连，人员、材料以及矿石等通过平硐进出竖井。东翼明风井是开采的主回风井。

除了以上主要竖井结构外，还需要排水、供水系统、供风系统、充填系统以及供电系统的配合，其中排、供水系统深部采矿将采用集中排水的方式，设置永久水仓，将深部矿区的水排至原有排水系统后，再排至地表。供水由设在中段的水池供给。

供风系统由于矿井较深，需要在其中段新建坑内空压机站，确保盲竖井以下的采掘供风。目前红透山矿的充填站位于近地表253m的平硐内，采用尾砂充填法，充填材料混合后由管路下放到各生产中段。但是深部矿井距离原充填站太远，导致管路压力较大，因此需要在合适的中段位置建设接力充填站，以满足深部采取区域接续充填的需要。供电系统是在原有变压器的二次侧架设两条架空线路到新建的坑口变配电所。

本次深部开采没有在原有的采矿系统上进行简单的延深，而是在考虑深部矿体赋存条件的基础上，在矿体东部建立新的开采系统，解决了中段开拓距离远、长距离运输以及严重干扰现有开采系统等问题。

另外，本文中使用矿体上盘设置地表明竖井来替代矿体下盘竖井。同时本文设置井下空压机站，避免了供风系统线路长、投资大、维护难以及阻力损失大等问题。另外建设超长水池，合理利用井下矿泉水资源，可以保证水制冷的效果。

3 总结

红透山是我国最主要的铜锌矿产地，但是随着开采的日益增加，其产量也在逐年减少，因此，进行深部矿床的开采成为了其提高产量的主要方式。但是深部开采存在较多的安全隐患，主要为红透山矿本身地质结构以及地压活动等造成的落盘、岩爆等。本文针对这些安全隐患提出了相应的预防措施。

进而对红透山矿深部矿床开采接续开拓系统工程设计进行了分析，本文选择在红透山矿东部重新建立开采系统，并从矿体上盘地表明竖井设置、供风系统、分段高度、矿石运输体系、运输道结构等各个方面进行了创新设计，提高了深部开采的安全性和工作效率，为提高红透山矿的产量做出了巨大的贡献，同时希望能够给类似的深部矿床开采提供一定的参考。