分段空场嗣后充填采矿法在跑马坪矿段的应用研究

张国聪

摘要：简述了跑马坪矿段目前采矿方法及存在的问题;详细描述了分段空场嗣后充填采矿法在跑马坪矿段的应用实践，详细阐述了分段空场嗣后充填采矿法，在跑马坪矿段应用产生的经济效益。实践证明，应用分段空场嗣后充填采矿法进行跑马坪矿段矿产开采能够产生较为显著的经济效益。

关键词：分段空场嗣后充填采矿法;跑马坪矿段;应用实践

一、跑马坪采矿方法现状及存在的问题

跑马坪矿段现采用有底柱分段崩落法采矿。矿区矿体厚大，形态规整，铅锌品位高，采用现在的有底柱分段崩落法开采，虽生产能力大，出矿效率高，成本低，但存在以下严重问题：矿石回采率低，损失、贫化大，资源浪费较大;据统计，现有采矿方法的损失率达28%，贫化率达23%;矿区上部保有的大量残矿资源遭受破坏，将难回收利用;地表岩体移动及塌陷将使地面雨水倒灌入井下，井下易发生泥石流，危及井下作业人员安全;地表塌陷范围的进一步扩大，危及露天采场边坡及低品位氧化矿堆场的安全。鉴于此，本得题重点之一就是研究改变采矿方法。采矿方法重选原则包括，确保开采安全;采矿工艺成熟、设备先进、技术可靠;回采率高，贫化率低;矿块生产能力大、采矿效率高，劳动生产率高;尽量降低开采成本。

二、分段空场嗣后充填采矿在跑马坪矿段的应用

当矿体厚度<15m时，选择沿走向布置的分段空场嗣后充填采矿法，出矿比例占16.48%;当矿体厚度≥15m时，选择垂直走向布置的分段空场嗣后充填采矿法，出矿比例占83.52%。

（一）回采顺序及基建采切矿块位置和数量

垂直方向上，自2.80m水平中段从上往下的回采顺序开采;矿体倾角48°～76°，分ⅩⅦ号和ⅩⅧ号矿体，为保证回采安全，先回采上盘ⅩⅦ矿体，后回采下盘ⅩⅧ号矿体。采场内按从下往上顺序依次分层回采。按1200t/d开采规模，150～180t/d的采场生产能力计算，矿山需同时回采出矿的矿块数7～9个，备采矿块数3个，采准矿块数2个，共12～14个基建矿块。在改扩建工程期间，1180m中段可满足正常的回采任务。

（二）回采工藝

1、矿块构成要素

矿体水平厚度<15m时，矿块（采场）沿走向布置，长50m，宽为矿体水平厚度。矿体水平厚度≥15m时，采场垂直走向布置，宽10～12.5m，2个采场组成一个矿块（一个矿房、一个间柱，隔一采一），4个矿块组成一个盘区。采场长为矿体水平厚（当矿体水平厚度超过45～60m时，按2个采场布置，中间留连续间柱）。中段高40m，分段高10.00m，顶柱厚度3.5m，采用堑沟平底结构，高度6～8m。

2、采准切割

分段空场嗣后充填采矿法在矿体下盘沿走向掘脉外运输平巷，并每隔25m（厚大矿体）或50m（中厚以下矿体）掘穿脉运输平巷，厚大矿体上盘掘脉外回风平巷。从采场底部穿脉或沿脉运输巷（又为铲运机出矿平巷）每隔5m～8m向矿体方向掘铲运机装矿横巷、堑沟平巷。从脉外运输平巷内掘人行斜坡道，沿斜坡道每隔9m～11m掘分段凿岩联络道和分段凿岩巷道。切割工作主要包括端部切割天井和形成底部堑沟。切割充填回风天井掘于采场中部矿体内（采场沿走向布置时）或矿体与顶部围岩交界处，联通各分段凿岩巷道和上中段巷道。采切巷道断面4.00m2～6.92m2，掘在矿体底板内的平巷喷砼支护或不支护，掘在矿体内或顶盘内的平巷原则上不支护。自中段穿脉内靠矿体顶板附近上掘切割、回风、充填天井（切割天井2×2m，回风天井为φ2.50m）;自脉外采区斜坡道沿矿体走向掘分段平巷，垂直矿体走向掘分层联络道至矿体内，并与靠矿体上盘的切割、回风、充填天井相通，同时在矿体下盘适当位置掘φ2.50m的矿石溜井。

3、回采

选用YGZ90凿岩机配TJ25台架，凿岩效率：35～40m/台班，一个采场一台工作、一台备用。凿岩自切割天井四周开始，孔径Ф60mm，向上垂直炮孔，孔网参数：排拒1.5m，孔底距1.2～1.5m，孔口距0.5～0.7m，边孔距采场边界约0.30m。人工或采用BQ-100型装药器装填2#岩石硝铵炸药，微差导爆管雷管起爆，每次爆破8～10排炮孔，矿石最大块度控制在500mm内。 新鲜风流自中段穿脉平巷经顺路滤水井进入采场，洗刷工作面的污风由切割、回风、充填天井进入上中段回风充填平道。为缩短采场爆破后的排烟时间，改善采场通风条件，采场内设置1～2台K58-1No.4局部通风机加强通风。禁止放炮后通风时间（15min以上）不足操作人员即进入工作面工作。选用WJD-0.75型电动铲运机，出矿效率：60t～80t/台班，按铲运机出矿效率、设备完好率、工时利用率等因素计算，深部按1200t/d的出矿规模计算，需5台工作，3台备用。采场出矿过程中，将爆堆中的大块暂放于采场一侧，或邻近巷道内，打眼装药破碎。

4、充填

矿块回采分两步进行，一步骤回采矿房。矿房回采结束后，采空区用尾砂胶结充填，砂浆灰砂比1：10，同时可充入部分废石。为便于间柱回采及顶、底柱的回收，底部结构及其以上4m和空区顶部4m左右采用胶固料含量较高的尾砂胶结充填，进行浇底和接顶，砂浆灰砂比1：4。二步骤回采矿柱，深部分段空场嗣后充填采矿法的矿柱回采工艺与矿房基本相同，主要区别为充填工作时，除浇底接顶与矿房相同外，中间主要空区部分采用低胶固料含量的尾砂胶结充填，灰砂比1：20。分段空场嗣后充填法凿岩、出矿等主要工序均在巷道内进行，嗣后充填采矿法的采场空区是在采场回采结束后立即一次进行充填处理的，生产中应尽量减少空区的暴露时间。

三、应用分段空场嗣后充填采矿法产生的经济效益

从表1知：矿区保有设计利用资源储量3899.49kt，有底柱分段崩落法损失率28.00%，贫化率23.00%;有底柱分段空嗣后充填法损失率14.97%，贫化率9.59%。计算得有底柱分段空嗣后充填法可多采出矿石34.06kt，多采出金属量：铅3781t，锌45572t，服务年限内销售收入多34778万元，达产年平均多3598万元/a;可比总成本费用相应多1692万元/a（单位矿石成本多42.73元/t，详

见表1），达产年可比利润总额多1907万元/a，服务年限内可比收益现值多8707万元/a，故设计推荐本分段空场嗣后充填采矿法。

四、结语

介绍跑马坪段矿目前所采用的采矿方法，罗列了该方法存在的缺陷，针对该方法存在的问题提出了采用段空场嗣后充填采矿法来对本地区的矿产进行开采。阐明了当矿体厚度<15m时，选择沿走向布置的分段空场嗣后充填采矿法;当矿体厚度≥15m时，选择垂直走向布置的分段空场嗣后充填采矿法，且对回采技术细节进行了详细的阐述。并且对比传统方法经济效益十分显著，对于分段空场嗣后充填采矿法的应用与推广具有十分现实的意义。

参考文献

[1] 朱明海，王李管，肖英才，李宁.  DIMINE软件对分段空场嗣后充填采矿法的研究[J]. 现代矿业. 2011（04）

[2] 韦华南，古德生.  某矿分段凿岩阶段矿房嗣后联合充填采矿法试验研究[J]. 黄金. 2010（06）