集群空區(qū)條件下的礦體回采的實(shí)踐

劉冬生，李永輝，顧寶華

(1.河南金源黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司，河南嵩縣471401;2.長(zhǎng)沙礦山研究院，湖南長(zhǎng)沙410012)

集群空區(qū)條件下的礦體回采的實(shí)踐

劉冬生1，李永輝2，顧寶華1

(1.河南金源黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司，河南嵩縣471401;2.長(zhǎng)沙礦山研究院，湖南長(zhǎng)沙410012)

河南金源黃金有限責(zé)任公司經(jīng)過(guò)2007年到2009年的改擴(kuò)建工程后，現(xiàn)在選廠的處理能力已達(dá)到3800t/d，J4角礫巖體提供了90%以上的礦量。由于改擴(kuò)建近20年采用的是空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采，在J4角礫巖體的內(nèi)部形成了大量的采空區(qū)，對(duì)改擴(kuò)建后采用無(wú)底柱分段崩落法采礦帶來(lái)了很大的困難。介紹了在集群空區(qū)下無(wú)底柱分段崩落法的幾種回采方法。

集群空區(qū);無(wú)底柱分段崩落法;中深孔

河南金源黃金有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱金源公司)是一家集采、選、冶為一體的有限責(zé)任公司，2007年10月至2009年9月，進(jìn)行了3000t/d的改擴(kuò)建工程，由原來(lái)的1200t/d改為3000t/d，實(shí)現(xiàn)年采礦量155萬(wàn)t，選廠處理礦量128萬(wàn)t。公司改擴(kuò)建工程主要針對(duì)J4、J5角礫巖體，其中J4角礫巖體每天供礦量為2000t，J5角礫巖體每天供礦量為500t，J7及外圍供礦量為500t/d。J4角礫巖體采用無(wú)底柱分段崩落法，開(kāi)采范圍由340m中段到475m中段，340 m中段作為底部運(yùn)輸中段，分段高度15m，鑿巖道間距為15m。

1 J4角礫巖開(kāi)采存在的問(wèn)題

(1)生產(chǎn)任務(wù)緊。由于外圍及J5不能保證穩(wěn)定供礦，加上J4角礫巖體的品位也有所下降，為了完成黃金產(chǎn)量，礦石處理量由原來(lái)的3000t/d提高到3800t/d。J4角礫巖體的供礦量達(dá)到90%，每天供礦量達(dá)到3400t以上，給生產(chǎn)帶來(lái)了巨大壓力。

(2)空區(qū)多而復(fù)雜。在實(shí)施改擴(kuò)建工程以前，J4角礫巖體已為公司服務(wù)了近20年，形成了60多個(gè)大大小小的采空區(qū)，主要集中在400～445m水平，僅400，430m分段就有33個(gè)采空區(qū)。采空區(qū)總面積約有1.7萬(wàn)m2。大部分的采空區(qū)頂板在無(wú)底柱分段崩落法的分段水平以下3～5m，有的高于分段水平以上6～12m。由于前期工業(yè)品位要求較高，對(duì)礦體的形成方式處于初步認(rèn)識(shí)階段，所以采場(chǎng)基本上屬于無(wú)規(guī)劃開(kāi)采，導(dǎo)致空區(qū)分布零亂，分布不一，有的沿勘探線分布，有的與勘探線相交分布，平面上、空間上交錯(cuò)布置，采場(chǎng)高度不一，給無(wú)底柱分段崩落法帶來(lái)了很大困難和安全隱患。

(3)空區(qū)難以測(cè)量。由于空區(qū)存在時(shí)間長(zhǎng)，大部分空區(qū)資料不詳細(xì)，空區(qū)多且復(fù)雜，現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備難以測(cè)量，致使對(duì)后續(xù)開(kāi)采難度很大。

2 礦體回采的實(shí)踐

針對(duì)這些采空區(qū)的特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在正常回采礦體的同時(shí)兼顧處理底部空區(qū)，將整個(gè)礦體劃分成幾個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域采用集中爆破的方式進(jìn)行回采。在每個(gè)區(qū)域內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，采用施工上向孔、下向孔、水平孔、側(cè)向孔、束狀孔等中深孔和抬高某條鑿巖道分段高段的方法進(jìn)行分段爆破。

2.1 用上向和下向扇形孔回采頂板礦石

(1)J4－400－507采場(chǎng)頂板的回收如圖1所示，該采場(chǎng)位于5～6勘探線之間，面積約為120m2，下部采空區(qū)頂板標(biāo)高為437.5m，采場(chǎng)內(nèi)殘留礦石較少，無(wú)法在430m分段穿孔爆破，因此考慮在445－5+15北南鑿巖道內(nèi)施工下向孔來(lái)回收該采場(chǎng)的頂板，同時(shí)施工上向孔回采445至460分段的礦石。445－5+15北南鑿巖道南部靠近430－505采場(chǎng)，該采場(chǎng)位于5線到6+15線之間，采空區(qū)頂板標(biāo)高在457m左右，正好可作為下向孔的拉槽空間。400－507頂板距445m分段底板約8.5m，使用YGZ－90型鉆機(jī)施工Φ65mm的炮孔即可。回采孔排距與上向孔相同，為1.2m，且上下炮孔位于一個(gè)排面上，孔底距2.0m;拉槽孔排距、孔底距均為1 m。回采爆破時(shí)采用分區(qū)域集中爆破方式。該部分已采用集中爆破方式回采，炸藥量約49.5t，炸藥單耗0.51kg/t，崩落礦石量約96500t。通過(guò)各通道觀察，礦石塊度均勻，爆破取得了非常好的效果。400－602、603、504采場(chǎng)頂板的回收采用了同樣的辦法。

圖1 400－507采場(chǎng)頂板及445－460分層的回采炮孔布置

(2)400～304、305、306、307、308、309采空區(qū)頂板回收。這些采場(chǎng)的3～5勘探線之間，采高約25～28m，空區(qū)頂板標(biāo)高基本在426～427m水平，面積約為2500m2。這些采場(chǎng)頂板距430m分段底板約3～5m，在430m分段施工鑿巖道回采危險(xiǎn)性太大，決定在445水平的鑿巖道內(nèi)施工Φ100mm孔徑的下向孔回收該部分的頂板及430－445段的礦石。從空區(qū)頂板到445m分段底板約19m，采用YGZ－90鉆機(jī)施工Φ65mm孔徑的炮孔難度很大，也不利于后期裝藥等工作，故采用SKZ－120A型鉆機(jī)施工Φ100mm的炮孔。回采炮孔排距1.8m，孔底距2.8～3.2m;拉槽孔排距1.5m，孔底距1.5 m。目前切割槽已經(jīng)爆破成功，取得了良好效果，為后期回采爆破提供了自由面和補(bǔ)償空間。

施工下向孔來(lái)回收空區(qū)頂板有諸多好處。第一，不用再另外施工掘進(jìn)工程，在正常施工的鑿巖道內(nèi)可同時(shí)施工上向孔與下向孔，風(fēng)水管路的架設(shè)非常方便，施工完上向孔后接著就可施工下向孔;第二，在同一條鑿巖道內(nèi)360°施工炮孔，可極大地減小大塊率;第三，給施工人員提供了安全保證。

(3)增大鑿巖道的分段高度來(lái)回收采場(chǎng)頂板到上一分段的礦石。如圖2所示，400－303采場(chǎng)位于3～5勘探線之間，包括303－1、－2、－3、－4、－5這5個(gè)小采場(chǎng)，總面積約為2200m2，其中－5采場(chǎng)與430－304采場(chǎng)貫通，－1到－4采場(chǎng)采高26～28 m，距430m巷道底板約3～5m，在其上的430m分段施工鑿巖道危險(xiǎn)性很大，故將鑿巖道布置在頂板與445m分段下方10m位置。這樣既安全又高效，降低了鑿巖費(fèi)用(下向孔的施工費(fèi)用大大高于上向孔)。通過(guò)在445－3+15鑿巖道內(nèi)施工下向孔將切割槽與303－5采場(chǎng)與430－304采場(chǎng)連通作為切割爆破的自由面。此方法的缺點(diǎn)是掘進(jìn)施工較為困難，優(yōu)點(diǎn)是上下炮孔可以均勻布置，減少大塊率，且施工安全可靠。

圖2 400－303采場(chǎng)頂板及430－445分層的回采工程布置

2.2 采用束狀孔回收空區(qū)頂板

430－406采場(chǎng)周圍都是空區(qū)且礦體節(jié)理發(fā)育，只有4線北南鑿巖道切割槽處適合施工，故在該地點(diǎn)施工束狀孔回收406頂板到460中段間的礦石，如圖3所示。考慮到炮孔較長(zhǎng)(最長(zhǎng)約25m)及側(cè)向爆破，采用Φ100mm的鉆頭施工炮孔。炮孔排距2.5m，孔底距2.8～3.0m，這部分也已經(jīng)爆破，效果良好。

由于空區(qū)周圍只有一個(gè)地點(diǎn)適合施工，故只能采用施工束狀孔或在鑿巖天井內(nèi)施工水平扇形孔，由于上分層已回采，在天井施工水平扇形孔難度較大，安全性較差，所以選用施工束狀孔來(lái)回采該空區(qū)1.5～2mm的鉆桿墊片(Q235材料)。鉆桿回轉(zhuǎn)中，如果主要靠螺紋受力，而不是靠螺紋端面受力，就會(huì)越擰越緊，導(dǎo)致螺紋變形、卸扣困難，加上墊片后可以很好地解決這一問(wèn)題;

(4)根據(jù)實(shí)際使用情況合理調(diào)節(jié)順序閥B的設(shè)定壓力，在確保卸扣扭矩的前提下，適當(dāng)調(diào)低順序閥B的設(shè)定壓力。

實(shí)踐證明，對(duì)液力大鉗的技改措施是可行的，作業(yè)更加可靠，功效大大提高，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了機(jī)械化作業(yè)水平，為以后同類的技改創(chuàng)新積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

［1］徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

2011－07－15)

曾漢東(1968－)，男，助理工程師，現(xiàn)從事機(jī)械設(shè)備及技術(shù)管理工作，Email:13451074345@163.com。