应用遥控铲运机出矿时阶段矿房法回采方案优化

徐祥熙，毛瑞军

(山东金岭矿业股份有限公司，山东 淄博市 255007)

0 引言

山东金召矿业有限公司召口矿（以下简称召口矿）主要采用一步房分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法回采矿房、二步房上向分层胶结充填采矿法回采矿柱的方法回采矿石，损失矿石主要为永久矿柱、房内存窿矿石、崩落回收角以下三角矿柱，矿石损失率为15.2%。随着科学技术不断发展，矿山采掘设备不断更新，召口矿逐步推广、采用遥控铲运机进行矿石回采。通过优化分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法矿块结构参数，使遥控铲运机进入空区出矿，可以将矿房存窿矿石和崩落回收角以下三角柱矿石进行有效回收，提高房内回采率。

1 原设计回采方案

1.1 矿体赋存条件

召口矿主矿体为北金召矿床Ⅰ号矿体，该矿体走向北偏东30°，倾向南东，浅部倾向较缓，为30°～40°，深部-570 m以下倾角在50°～65°之间。Ⅰ号主矿体平均厚度16.33 m，倾向延深方向上部浅薄（3～4 m），深部厚，最厚达70余m。矿体顶板围岩稳固，水文地质条件简单。

1.2 原矿块结构参数

召口矿主要采用一步房分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法回采矿房、二步房上向分层胶结充填采矿法回采矿柱。分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法矿块结构参数如下：

（1）矿房布置和结构参数。矿体厚度大于25 m时，矿房垂直矿体走向布置，矿房长度控制在50 m内，矿房宽度为16 m；矿体厚度小于25 m时，矿房沿矿体走向布置，矿房长度控制在32 m内，宽度为矿体厚度。矿房高度为50～70 m，分段高度10～15 m，顶部留设10 m顶柱，底部采用堑沟结构。

（2）采准、切割。切割天井、拉槽巷道、凿岩巷道等工程布置在矿房内，出矿联络道、出矿进路、溜井等工程布置在矿柱内或矿体上下盘脉外岩石内，阶段运输大巷布置在矿体下盘脉外岩石内。

（3）回采工艺。矿房自上而下分段回采。中深孔施工采用KQJ-100B潜孔钻机，在凿岩巷道内施工上向扇形中深孔炮孔。炮孔爆破采用乳化铵油炸药，爆破时以切割槽为自由面进行爆破，用微差爆破方式，依次爆破 1～2排炮孔，上下分段保持垂直工作面或上分段超前一排炮孔。崩落的矿石下落至底部出矿水平，由铲运机装入矿车运输。

（4）主要技术经济指标。矿房生产能力：400 t/d；采掘比：65 m/万t（平均值）；房内矿房回采率：84.8%；贫化率: 10%。

1.3 存在问题

遥控铲运机受底部堑沟影响，只能推进至凿岩巷道位置，无法深入矿房，部分存窿矿石不能回收；崩落回收角以下、出矿进路以上的三角矿柱作为永久损失无法回收；爆破效果不理想时，存窿矿石内大块无法处理，影响遥控铲运机深入推进。

2 优化设计回采方案

为提高房内回采率，充分发挥遥控铲运机可以进入深孔矿房空场作业的优势，针对原回采方案存在的问题，对分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法回采方案进行优化。

2.1 变更底部结构布置方式

原回采方案分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法中矿块底部结构采用堑沟形式，凿岩巷道宽 3.0 m，一般抬高1.5～2.0 m，为适应遥控铲运机深入空场出矿，将底部结构改为平底形式。采用平底结构后，遥控铲运机可以深入推进3.0 m。根据软件数值模拟及生产现场数据统计，遥控铲运机每深入推进 1 m，增加矿石回采 0.4万 t，提高房内回采率1%。

2.2 增加出矿进路深孔布孔

为回收出矿进路以上的三角矿柱矿石，在出矿进路内增加深孔布置，待矿房排孔爆破完毕后，利用矿房形成的空场作为自由面，崩落回收出矿进路以上的三角矿柱矿石，利用遥控铲运机进入空场将崩落矿石挖出。考虑到此举造成出矿进路眉线将后退至矿房边缘，应适当增加出矿进路长度或采用将出矿进路布置为鱼骨形，以保障遥控铲运机有足够挖矿距离。详见图1。

图1 增加出矿进路深孔布孔

在出矿进路内布置深孔，回收出矿进路以上的三角矿柱矿石，可提高房内回采率4%。

2.3 优化深孔凿岩爆破参数

为避免存窿矿石中存在大块，影响遥控铲运机深入空区，对深孔凿岩爆破参数进行了优化。

（1）深孔凿岩参数。为提高爆破效果，相邻的两排炮孔尽可能做到交错布置，深孔设计参数见表1。

表1 Φ100 m深孔设计参数

（2）深孔爆破参数。孔口留设参数：孔口依据深孔填图资料设计间隔装药，出矿水平两侧边孔留2 m孔口，其余全部装药；中段水平两侧各两个边孔留2 m孔口，其余全部装药，后从两侧边孔往中间推算，相邻炮孔之间抵抗线参数见表2。

表2 相邻炮孔之间抵抗线参数表

深孔爆破参数：炮孔断面面积为 0.00785 m2（Φ100 mm孔）、装药密度为 800 kg/m3、返粉率10%，经计算：Φ100 mm深孔装药量为6.3 kg/m；总装药量计算公式为：药量=装药长度×6.3×110%。计算后药量采用收尾法取整，且为30的倍数。

优化深孔凿岩爆破参数后，严格执行相关规定操作，房内基本不出现大块现象，矿房大块率明显降低，十分利于遥控铲运机深入矿房挖取存窿矿石。

3 结 论

召口矿通过优化分段凿岩阶段矿房法回采方案，将矿房底部结构由堑沟形式改为平底形式，延长出矿进路长度，增加出矿进路内深孔布孔，优化深孔凿岩爆破方案，充分发挥了遥控铲运机可以进入深孔矿房空场作业的优势，有效回收了矿房存窿矿石和崩落回收角以下三角柱矿石，房内回采率从90%提高至97%，极大提高了资源利用率，极具经济效益和社会效益。