APP下载

逆向采准工程在上向水平充填采矿法中的应用

2021-12-06于曙华孙广猛薛超

采矿技术 2021年6期
关键词:压顶采场逆向

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。

猜你喜欢

压顶采场逆向
杜达铅锌矿薄至中厚矿体回采采场参数优化研究
硬刚27吨货车压顶 全新第二代GS8成功挑战TOP SAFETY极限安全测试
二次结构预制部分压顶保证洞口一次性砌筑技术研究
逆向而行
基于FLAC3D的采矿方法优选及采场结构参数优化①
磁海铁矿露天采场边坡防治措施探讨
缓倾斜矿体露天采场台阶矿量的分配计算
食蛋“压顶”须留心
逆向工程技术及应用