馬路坪礦中磷開(kāi)采工藝的改進(jìn)

汪 軍，羅 曼，李 黔

(貴州開(kāi)磷集團(tuán)， 貴州貴陽(yáng) 550302)

馬路坪礦中磷開(kāi)采工藝的改進(jìn)

汪 軍，羅 曼，李 黔

(貴州開(kāi)磷集團(tuán)， 貴州貴陽(yáng) 550302)

開(kāi)磷集團(tuán)馬路坪礦中磷開(kāi)采一直以來(lái)是個(gè)難題。近幾年隨著磷石膏膠結(jié)嗣后充填法的成功應(yīng)用，再通過(guò)開(kāi)采工藝的優(yōu)化，取得了較好的效果，解決了產(chǎn)能提升、安全生產(chǎn)、生產(chǎn)組織等方面存在的難題。

中磷;空?qǐng)霾傻V法;嗣后充填采礦法;開(kāi)采工藝

0 前 言

開(kāi)磷集團(tuán)馬路坪礦中磷開(kāi)采在750中段以上均采用空?qǐng)霾傻V法。2006年磷石膏膠結(jié)嗣后充填采礦法在用沙壩礦試驗(yàn)成功后，2008年在馬路坪礦進(jìn)行推廣應(yīng)用，但由于馬路坪礦開(kāi)采技術(shù)條件與用沙壩礦不同，推廣過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題。在實(shí)踐中，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題提出了解決方案，并取得了較好的效果。

1 中磷開(kāi)采技術(shù)條件

馬路坪礦回采范圍沿走向?yàn)镋25～E15線，走向長(zhǎng)度約3000 m，礦體呈穩(wěn)定層狀產(chǎn)出，礦層傾角20°～45°，礦體厚3～6 m，平均4 m，礦石平均地質(zhì)品位35.23%。

礦層直接頂發(fā)育，厚度一般0～2 m，局部可達(dá)3 m以上，該層極不穩(wěn)定，直接頂上為鮞狀白云巖，致密穩(wěn)固;礦層底板為白云巖，礦層中距底板0.8～1.5 m處存在一層光滑平直的白云質(zhì)薄層，是礦層中的薄弱面，嚴(yán)重影響礦體的穩(wěn)定性，一經(jīng)揭露極易片幫滑落。

礦層頂板白云巖為含水層，常有裂隙、溶洞時(shí)有發(fā)育，礦層為隔水層。由于中磷礦層在開(kāi)采過(guò)程中遇水后成泥漿狀，對(duì)安全生產(chǎn)、運(yùn)輸以及生產(chǎn)能力的提升造成了較大影響。

2 開(kāi)采工藝簡(jiǎn)介

2.1 空?qǐng)霾傻V法

中段高度50 m，分層高度10 m，共5個(gè)分層。盤區(qū)長(zhǎng)度600～800 m。盤區(qū)斜坡道布置于礦體底板，位于盤區(qū)中央，盤區(qū)內(nèi)布置3條溜井，分別位于盤區(qū)中央、盤區(qū)斜坡道兩翼200 m處。盤區(qū)內(nèi)采用從上往下、從兩端向中央的順序回采。

盤區(qū)斜坡道送至相應(yīng)分層后沿脈內(nèi)掘進(jìn)脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道，然后由盤區(qū)兩端向盤區(qū)斜坡道退采，在脈內(nèi)掘進(jìn)工程到位的情況下，采用兩分層同步退采，上分層超前下分層一個(gè)礦房。

2.2 充填采礦法

中段高度50 m，分層高度10 m，共5個(gè)分層。盤區(qū)長(zhǎng)度600～800 m。盤區(qū)斜坡道布置于礦體頂板，位于盤區(qū)中央，盤區(qū)內(nèi)布置3條溜井，分別位于盤區(qū)中央、盤區(qū)斜坡道兩翼200 m處。盤區(qū)內(nèi)回采采用從下往上的方式進(jìn)行。

盤區(qū)斜坡道送至相應(yīng)分層后在距礦體15～30 m處掘進(jìn)頂板脈外采準(zhǔn)巷道，并沿走向每隔20 m掘進(jìn)礦房石門至礦體，然后沿礦體走向掘進(jìn)20 m形成脈內(nèi)采準(zhǔn)，在礦房?jī)啥耸┕ぱ氐V體傾向的切割上山;在2～3個(gè)分層的脈外采準(zhǔn)掘進(jìn)完成后，由最低分層開(kāi)始，間隔對(duì)礦房采用房柱法進(jìn)行回采，然后由上分層對(duì)下分層已采礦房進(jìn)行充填，充填礦房膠結(jié)后繼續(xù)向上回采并充填，在上一分層礦房充填體膠結(jié)后，可采最低分層未采的礦房，如此循環(huán)。

2.3 存在的問(wèn)題

(1)用空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采時(shí)，由于盤區(qū)斜坡道位于礦體底板，頂板的水釋放不出來(lái)，導(dǎo)致在回采過(guò)程中水對(duì)頂板特別是直接頂?shù)慕?rùn)，形成嚴(yán)重的安全生產(chǎn)隱患;水與中磷礦混合后形成泥漿狀，對(duì)文明衛(wèi)生整治及礦石運(yùn)輸帶來(lái)極大的影響。

(2)由于盤區(qū)長(zhǎng)度在600～800 m，開(kāi)采是自上而下、兩翼向中央進(jìn)行，造成回采準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

(3)回采礦房跨度的確定隨意性大，回采過(guò)程中觀察頂板的情況主要依靠經(jīng)驗(yàn)。

(4)原設(shè)計(jì)每個(gè)盤區(qū)布置3條溜井，由于使用空?qǐng)霾傻V法，礦、廢的排放在掘進(jìn)工作的不同階段進(jìn)行，即掘進(jìn)前期為廢石，掘進(jìn)后期及回采期間為礦石。隨著生產(chǎn)能力的提升以及充填采礦法的應(yīng)用，脈外掘進(jìn)和回采同時(shí)進(jìn)行，礦、廢排放的生產(chǎn)組織難度加大。

3 開(kāi)采工藝的改進(jìn)

3.1 采切工程布置的改進(jìn)

針對(duì)中磷的特性，如果在回采前對(duì)回采地段先行疏水，將可以避免回采過(guò)程中水對(duì)安全生產(chǎn)、運(yùn)輸、文明生產(chǎn)等的影響。

由于礦層頂板是含水層，裂隙、溶洞發(fā)育，而礦體為隔水層，如果將井巷工程布置在礦體頂板，并施工脈內(nèi)采準(zhǔn)，將可以使頂板水提前排除或減小將來(lái)回采過(guò)程中的水量，加之回采順序是從下自上進(jìn)行，因此上幾個(gè)分層的回采將基本不會(huì)受到水的影響。

根據(jù)磷石膏膠結(jié)嗣后充填法回采工藝要求，所有工程均布置于礦體頂板，包括斜坡道、脈外采準(zhǔn)及溜井系統(tǒng)等，這就為疏水創(chuàng)造了較好的條件。

3.2 盤區(qū)布置的優(yōu)化

馬路坪礦在使用空?qǐng)霾傻V法和充填采礦法前期，盤區(qū)長(zhǎng)度是按照600～800 m進(jìn)行劃分的，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，隨著產(chǎn)能的提升，出現(xiàn)了生產(chǎn)組織困難、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究和實(shí)踐，提出了新的盤區(qū)布置方式，較好的解決了以上問(wèn)題。

將盤區(qū)長(zhǎng)度由600～800 m變更為400 m，盤區(qū)溜井由3條分散溜井變?yōu)?條集中溜井，且礦石和廢石分別進(jìn)入不同的溜井。不同盤區(qū)布置方案的對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 不同盤區(qū)布置方案的對(duì)比

3.3 采場(chǎng)暴露面積的控制及確定

在采用空?qǐng)霾傻V法時(shí)，采場(chǎng)的暴露面積主要依據(jù)施工人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，頂板好暴露面積大，頂板差則暴露面積小，這為安全生產(chǎn)留下了不確定因素。根據(jù)使用空?qǐng)霾傻V法近30 a的統(tǒng)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)，馬路坪礦采場(chǎng)暴露面積根據(jù)不同地段一般在400～800 m2，因而在確定馬路坪礦充填采礦法礦房大小時(shí)選取的是600 m2，即礦房走向長(zhǎng)20 m，傾向長(zhǎng)30 m，平均暴露面積400～600 m2。由于充填采礦法需要事先確定礦房位置以便于礦房石門的布置，因而杜絕了礦房大小控制隨意性的問(wèn)題，為安全生產(chǎn)提供了保障。事實(shí)也證明，自2008年采用充填采礦法并根據(jù)礦山實(shí)際情況固定礦房大小以來(lái)，馬路坪礦未發(fā)生過(guò)重傷以上安全事故。

3.4 綜合方案

馬路坪礦在充填采礦中結(jié)合以上方案對(duì)充填采礦法進(jìn)行了修改，形成了新的采場(chǎng)參數(shù):中段高度50 m，分層高度10 m，共5個(gè)分層。盤區(qū)長(zhǎng)度400 m，礦房間距20 m。盤區(qū)斜坡道布置于礦體頂板，位于盤區(qū)中央，盤區(qū)內(nèi)布置兩條溜井，分別位于盤區(qū)斜坡道兩側(cè)中央。盤區(qū)內(nèi)從下往上進(jìn)行回采。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)盤區(qū)劃分的優(yōu)化，馬路坪礦每個(gè)盤區(qū)雖然增加工程量140 m，但解決了礦、廢石分排的難題，為產(chǎn)能提升的生產(chǎn)組織創(chuàng)造了條件;疏水方案的實(shí)施，使中磷回采過(guò)程中的安全性上大大提高，同時(shí)在礦石運(yùn)輸、井下排水及文明生產(chǎn)上也有了很大的改善;礦房間距明確也使礦房暴露面積在可控范圍內(nèi)，減小了安全生產(chǎn)壓力。

優(yōu)化后的充填采礦法方案現(xiàn)已在礦業(yè)總公司所屬的3個(gè)生產(chǎn)礦應(yīng)用，礦業(yè)總公司近幾年來(lái)未發(fā)生過(guò)采場(chǎng)內(nèi)重傷以上安全事故。

2011－06－02)

汪 軍(1963－)，男，江西景德鎮(zhèn)人，工程師，主要從事采礦技術(shù)設(shè)計(jì)，Email:gzwj_003@163.com。