下向进路十字交叉采矿在新疆阿舍勒铜矿中的成功应用

韩锋伟 栗盼平

(新疆哈巴河阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河 836700)

1 概况

目前阿舍勒铜矿700m以上矿岩极其破碎，易发生冒落，很难适用于用其他比较经济的采矿方法回采，采用进路采矿比较经济合适。现有的沿着矿体走向布置进路采矿方法进路长度40～70m～90m，进路暴露面积大，顶板易垮落，支护工程量大，暴露时间长，维护多，回采时危险系数高，充填接顶不严密，相邻进路开采时空区跨度加大，回采作业面温度高，通风困难，加之充填体水化热，使得现场作业条件差，严重影响生产持续稳定运行。针对以上问题，阿舍勒铜矿在750m分层进路初步试验，上分层进路沿着矿体走向布置，下分层进路垂直矿体走向方向布置，上下两层进路形成十字交叉，利用岩体稳固性和自承载性，通过合理的优化回采方案，进路顺利回采，有效地解决支护和维护成本高、回采时危险系数高、回采作业面温度高等“三高”问题，该技术的成功应用为指导进路采矿回采有着关键性的意义。走向回采存在的问题：

（1）进路暴露面积大、支护多、暴露时间长、维护工程量大，支护和维护成本高。

（2）充填接顶不严密，相邻进路开采时空区跨度加大，回采时危险系数高。

（3）通风困难，加之充填体水化热，回采作业面温度高。

2 技术方案设计

进路回采在中段内划分分段，分段高度一般为16.0～17.0m，每分段正常分5个分层，分层高度3～4m，回采进路首层沿矿体走向布置，下层垂直矿体走向布置。进路规格设计为3×(3～4）m2，矩形断面。采用YT-28风动凿岩机掘进，工字钢支护，首层进路顶板为原岩，岩石破碎区域采用超前杆配合工字钢支护，2m³铲运机出矿。回采顺序从上盘到下盘回采。

每条进路回采完毕必须进行胶结充填，防止空区暴露时间较长带来危害。进路回采完毕，先平整回采进路底板，铺设钢筋网，并焊接拉筋，然后在进路口砌筑厚度为600mm红砖挡墙或木质挡墙，沿进路顶板架设充填管和排气管。充填时，必须及时排水，充填接顶时，等到排气管大量有充填浆流出时，才能停止充填。上分层进路充填凝固后，开采下分层进路，下分层进路回采为充填体顶板，与上分层进路垂直布置，采用十字交叉支护，上下分层形成组合梁，围岩的稳固性较好，可有效地减少钢材的支护量。

3 实验过程

在阿舍勒铜矿井下调研，并选择750中段4线745分层和742分层采用下向进路十字交叉分层开采法做试验，主要是该段矿体进路走向较长，40～70m,暴露面积150～245m2,通风距离长；垂直矿体走向进路长20～30m，暴露面积70～110m2，通风距离短，宽度较为适中。

4 回采成本及效果评价

（1）下向进路十字交叉采矿，空区暴露面积减少40.9%～55.0%,空区暴露时间减少50.0%～58.3%，开采安全性提高。

图1 下向进路十字交叉分层开采采矿法布置示意图

图2745 分层进路沿矿体走向布置

图3 742分层垂直矿体走向布置

（2）支护间距由1.2～2m扩大到2～4m,支护间距的扩大，不必“1掘1支”，可“2掘1支“组织施工,提高施工效率，确保爆破效果，防止充填体、废石等爆落，防止已支护的材料被炸毁，对于破碎区域，可适当支护拱架，掘进速度提高33%，供矿能力提高33%。

（3）通风距离减少50%，作业面舒适度提高。

（4）传统的上下分层进路采矿均沿着矿体走向布置，无拱架支护，工字钢支护费用为2422元/m，支护总费用为2422元/m，钢材单耗为211.2kg/m；垂直矿体走向进路，工字钢支护量为1534.2元/m，拱架支护费用为479元/m，支护总费用为2013.2元/m，支护钢材单耗为147.3元/m。巷道支护总费用降低409元/m，进路总长760m，节约支护成本31万元，支护成本降低17%。

各项生产技术指标表明,控制效果明显，提高了回采效率，使生产能力大大提高，有效地降低进路采矿的损失率、贫化率，从安全和经济方面均可取得显著的效益。

5 结语

采用下向进路十字交叉采矿，根据现场试验及后续数据处理结果得出以下结论：

（1）提高安全系数，空区面积减少40.9%～55.0%，暴露时间减少50.0%～58.3%。

（2）提高回采强度，掘进速度提高，供矿能力提高。

（3）提高通风质量，通风距离减少，作业面舒适度提高。

（4）降低采矿成本，支护成本降低，节约费用明显。

（5）进路接顶效果较好，有利于下分层进路开采。