无底柱分段崩落法在厂坝东边坡采区的应用

龙晶晶，王军权

（甘肃厂坝有色金属有限责任公司，甘肃 陇南 742500）

无底柱分段崩落法具有回采效率高、成本低、采场结构简单、安全性较高以及地压管理简单等特点，该采矿方法自20世纪60年代从瑞典引进到我国，便迅速在我国金属矿山得到广泛应用，尤其是在铁矿山，据不完全统计，此开采方法在我国地下铁矿山中占85%以上[1，2]。

无底柱分段崩落法是先将矿体划分为若干中段，再把中段划分为若干分层，由上分层向下分层逐渐进行回采，直至回采完整个矿体。回采结束后，上覆岩体充填整个采空区，以此来对地压进行管理，故此开采方法是在地表允许陷落破坏的前提下使用的。厂坝铅锌矿东边坡采区为原露天矿残采区，为了提高资源回收率，降低回采成本，安全高效回采矿石，根据采区现状采用无底柱分段崩落法回采是行之有效的好方法，并取得了良好的效果。

1 采区概况

厂坝铅锌矿东边坡采区为独立系统，采用平硐～溜井～斜坡道联合开拓，采矿系统已全部形成，现年生产能力为54万吨。采区岩层为一倾向南西的单斜构造，区内岩石主要为片岩、大理岩、结晶灰岩及花岗闪长岩，属坚硬-半坚硬岩石。

采区内主要开采Ⅰ号矿体，矿体顶底板围岩均为结晶灰岩抗压强度较大，比较稳定，故回采巷道一般不需要支护。Ⅰ号矿体长约300m，倾角40°～70°，平均水平厚度16.2m，似层状，分枝复合及膨缩现象明显，矿体边界不明显。采区内有用工业矿体80%的矿石量位于当地基准面以上，用水平排水坑道能有效排出地下水，有利于矿山开拓和生产，水文地质条件属简单偏中等。

2 无底柱分段崩落法应用

现采区内主要回采1250m中段和1202m中段，1250m中段由1278m、1264m及1250m3个分层组成，1202 m中段由1238m、1226m及1215m3个分层组成，各分层采场布置和回采工艺相同。现以1250m中段1250 m分层为例，其采场及采准切割工程布置如图1所示。

图1 1250 m分层采场及采准切割工程布置图

为了提高出矿量，现采区多分层同时回采，每中段回采顺序自上而下，且上分层回采速度超前于下一分层。采场内矿块布置形式因地质条件不同，分为沿走向布置和垂直走向布置两种形式。每一分层下盘围岩中布置人材井和溜井。人材井是为了方便设备、材料以及人员进入采场，溜井是将各中段爆破的矿石放至1202m主平硐，用14t电机车牵引10m3固定式矿车运至选厂。

（1）结构参数与采准巷道布置。厂坝铅锌矿东边坡采区将矿块沿走向和垂直走向两种布置形式，具体因地质条件而定，但两者布置形式其矿房长度均为20m，宽度为矿体厚度。中段高度也因地质条件等因素综合考虑，最终确定为48m，1250m中段各分层高度为20m和14m，1202m中段各分层高度为12m。溜井和人材井均布置在下盘围岩中，与运输平巷相通。回采巷道间距为10m，其断面尺寸为2.8m×2.8m，上下分层的回采巷道布置时要保证相互交错，确保将上分层回采巷道之间的残余矿石进行彻底回收。

（2）采准切割。回采巷道掘进至矿体上盘超出2 m时停止，然后在矿体上盘沿矿体走向开掘切割槽，目的是在回采爆破时提供爆破自由面及补偿空间。然后再切割平巷中每隔20 m掘进切割天井，并以切割天井为自由面，两侧逐排爆破形成切割槽。

（3）回采工作。厂坝铅锌矿东边坡采区回采顺序自上而下，由矿体上盘向下盘回采，同时回采的中段为1250m和1202m2个中段，回采分层为1278m、1264 m、1250m、1238m及1226m5个分层（1215m为残采分层）。

回采工作主要由落矿、出矿和通风组成。采用YGZ-90型凿岩机凿上向扇形中深孔，孔径60 mm。为了将1264 m分层回采巷道之间的残余矿石进行彻底回收，需将1264 m和1250 m上下两分层的回采巷道交错布置。1250 m分层11#回采巷道中深孔共38排，第1排～3排为斜排，排距为0.2m，第4排～5排排距为1m，第6排～38排排距为1.2 m。孔底距为1.5m～2.2m，排面线方位角与回采巷道中心线垂直，排面角为90°。

为了提高爆破效果，在很大程度上降低大块率，必须提高装药质量，采用BQF-100型装药器装药。为了确保返粉率≦5%，在装药前，需对炸药拌以1%的水。1250m分层11#回采巷道延米崩矿量为3.6 t/m，总延米数为6975.5m，总崩矿量为25111.8t。斜排为一次爆破，其余每两排炮孔爆破一次，用导爆索及导爆管起爆。

爆破后采用ACY-2C型铲运机将矿石从回采巷道运至3#溜井，并下放至1202m主平硐，用14 t电机车牵引10m3固定式矿车运至选厂。出矿时为了确保矿石品位达到选矿标准，需对出矿过程进行严格管理，必要时对不同回采巷道矿石进行搭配出矿。

由于回采巷道为独头巷道，调节风流较为困难，无法形成完整的回风系统，故在现场生产中，通过加大风量、在特殊位置架设局扇等措施满足回采工作面的风量要求，从而确保安全生产。

（4）地压管理。无底柱分段崩落法适用于地表允许陷落破坏。厂坝铅锌矿东边坡采区为原露天矿残采区域，为了确保其正常回采，生产中采用回采和强制放顶同时进行的方式形成覆盖层，其厚度一般为2个分层高度，即20 m左右。随着采深的增加，需将放出矿石量的1/4作为矿石垫层，随着回采工作继续推进，周围岩石自然崩落，形成岩石垫层，在岩石垫层下面放出矿石垫层，从而确保了正常安全回采。

3 无底柱分段崩落法应用评价

厂坝铅锌矿东边坡采区Ⅰ号矿体长约300 m，平均水平厚度16.2 m，年生产能力为54万吨，为了达到此生产强度要求，必须采用安全高效的采矿方法，无底柱分段崩落法回采成本较低、采出矿结构简单及安全性较高，具有较高的经济效益。实践表明，回采巷道为独头巷道，必要时架设局扇，但风量较大在一定程度上加速了回采巷道风化、氧化，应在日常生产中积极组织敲帮问顶工作，才能确保安全高效回采。