逆向采准工程在上向水平充填采矿法中的应用

于曙华，孙广猛，薛超

(嵩县山金矿业有限公司， 河南 嵩县 471400)

0 引言

在嵩县山金矿区北翼12-16线间有一条急倾斜薄矿体，矿体走向长度约80 m，平均厚度约3.6 m。对于此类矿体采用常规的盘区式采准工程布置方案工程量较大，产生的经济效益低。因此针对此类矿体的采准工程布置方式进行了研究，创造性地提出了逆向采准工程施工方案。这种方案极大地节约了采准工程量，带来了更大的经济效益，实现了该类矿体的安全高效经济回采，也为同类型矿体的回采提供了思路。

1 地质概况

1.1 矿体特征

60中段北翼矿体赋存于M1构造蚀变带内，矿体岩性为构造角砾岩，角砾状结构，块状构造；矿化以硅化、黄铁矿化为主，黄铁矿化呈浸染状分布于岩石裂隙。矿体沿走向长度约80 m，平均厚度约3.6 m。

1.2 构造特征

该地段控矿主构造的下盘构造明显，局部发育有断层泥，构造产状为290°∠58°，12线以南构造板上夹石发育，厚度逐渐增大，回采中注意结合取样剔除。上盘构造不明显，与上盘石英斑岩呈渐变接触。

1.3 围岩地质特征及脉岩

矿体上盘为碎裂岩，见有硅化、高岭土化、绿帘石化等蚀变；矿体下盘为钾化斑岩，具有钾化、硅化，黄铁矿化等蚀变，上盘边界受构造严格控制，有明显的边界；矿体下盘与围岩呈渐变接触关系，通过各分段采场联巷控制矿体下盘边界。

1.4 矿岩稳固性

上盘围岩局部受构造应力作用呈粒状、泥状，岩石破碎、完整性差、遇水易垮落，施工过程中应密切注意采场上盘及顶板变化；矿体及下盘围岩完整性较好，但在构造节理发育地段稳固性差。

1.5 水文地质情况

该采场水文地质情况简单，无涌水，穿脉14线下盘有淋水现象，其余局部上盘构造有滴水。

2 采准方案

2.1 采准方案优化原因

60中段北翼矿体走向长度约80 m，平均厚度约3.6 m，构造产状为290°∠58°，属于急倾斜薄矿体。对于此类矿体采用盘区式采准方案布置，需施工脉外运输巷、斜坡道、采场联巷、溜矿井等一系列采准工程，施工工程量大，回采效率低。因此，针对此类矿体采准方案进行了优化，以节约工程量，提高采矿效率，达到安全高效回采的目的。

2.2 逆向采准施工方案的布置方式

北翼 12～16线矿体属于急倾斜薄矿体，矿体和上盘围岩稳固性较差，资源储量较少，但矿石平均品位高。综合多种采矿方案，最终确定上向水平充填采矿法[1-7]，以降低贫化率和损失率，保证安全高效回收矿石。

北翼12～16线划分为1612一个采场，采场长度为80 m，采场中部布置有脉内充填回风井，与上部中段贯通，溜井及行人通风井布置在脉外，通过采场联巷联通，采场联巷通过压顶作业对采场换层；采场采高3.5 m，共划分11层，一分段采场联巷担负二分层采场回采任务，二至四分段采场联巷各担负三分层回采任务；为减少采准工程施工量，将逆向采场联巷施工方案应用在上向水平充填采矿法，即分段采场联巷完成对应分层矿体回采，即将换层时，自回采完成的采场内逆向施工采场联巷与行人通风井、溜井贯通，然后再反向压顶至下一分层矿体底板标高的方案。

重点介绍二分层回采准备及三、四、五分层正常回采。

（1）首先完成对一分层回采、充填作业，随后对一分段采场联巷进行压顶作业，压顶至二分层底板标高，对二分层矿体进行正常回采。同时需施工脉外溜井和行人通风井，为下一步回采做准备。

（2）对二分层矿体回采完成后在矿房采空区内逆向施工二分段采场联巷（见图1），使二分段采场联巷与溜矿井、行人通风井贯通，施工采场联巷产生的废石可回填至第二分层采空区内。

图1 一分段平面图

（3）对第二分层采空区进行充填养护，充填期间铲运机存放在二分段采场联巷内。

（4）第二分层采空区充填养护完成后再对二分段采场联巷进行压顶作业，压顶至第三分层底板标高，随后对第三分层矿体进行回采。

（5）第三分层矿体回采完成并进行充填养护后，可对二分段采场联巷继续进行压顶作业，然后回采第四分层矿体，按此顺序继续回采第五分层矿体。

（6）回采完第五分层矿体后，二分段采场联巷换层任务结束，继续在五分层采场内逆向施工三分段采场联巷与溜井、行人通风井贯通（见图2），依次完成对应分层矿体回采任务。

图2 二分段平面图

采场回采方案见图1、图2、图3。

图3 纵投影图

2.3 出矿运输

采场主要通过铲运机运输，在逆向施工采场联巷过程中可将废石回填至采空区内，在矿石回采和采场联巷压顶过程中可将矿石（废石）由采场联巷倒入溜井，由震动放矿机放入矿车，由电瓶车牵引矿车倒入中段主溜矿井，矿石下部中段运输巷经振动放矿机放出装车，由电机车运至马头门，经主竖井罐笼提升至地表。

2.4 采场通风

新鲜风流经主竖井→石门巷→北翼运输巷→通风井→局部通风机压入采场，生产作业后，污风→充填回风天井→上部中段→运输巷→盲竖井石门巷→二级盲竖井→一级盲竖井→地表。

2.5 行人及支护材料运输

人员可通过上一阶段运输巷经行人通风井出入采场，支护材料通过溜井上部由卷扬机运输至阶段联巷内。

3 采准方案经济效益对比

针对 60中段北翼矿体，若采用机械化盘区采矿，则需投入一系列分段巷、斜坡道、采场联巷等工程，主要掘进工程量见表1，主要掘进工程费用见表2。

表1 主要掘进工程量/m

表2 主要掘进工程费用/万元

4 结论

针对嵩县山金七中段北翼矿体走向长度短、平均厚度薄、矿体倾角大、地质品位高、岩石稳固性较差的特点，为保证安全高效经济回采，提出了逆向采准工程施工方案。与机械化盘区开采相比，此方案采准工程量少、施工效率快、经济效益高，同时又能根据岩石稳固性在上向和下向开采间灵活转换，在保证安全的前提下可经济高效地回采矿体。