急傾斜薄礦體脈外電耙道留礦法的工程應(yīng)用

薛思讀，王文波，原秀合

（托里縣招金北疆礦業(yè)有限責(zé)任公司， 新疆托里縣 834506）

急傾斜薄礦體脈外電耙道留礦法的工程應(yīng)用

薛思讀，王文波，原秀合

（托里縣招金北疆礦業(yè)有限責(zé)任公司， 新疆托里縣 834506）

招金北疆老中段沿脈巷道局部比較破碎，以往采用沿脈掘進(jìn)漏斗有底柱留礦采礦法，往往會造成沿脈巷破碎，嚴(yán)重的甚至造成巷道頂板塌落導(dǎo)致工程報廢無法使用。針對此地質(zhì)條件，進(jìn)行脈外電耙道有底柱留礦采礦法的試用，詳細(xì)介紹其回采工藝，意在保護(hù)沿脈運輸巷道，保證作業(yè)人員安全。

急傾斜薄礦體；脈外電耙道；有底柱留礦采礦法

1 開采地質(zhì)條件

招金北疆礦礦床為石英脈型金礦床。礦區(qū)地層主要為下石炭統(tǒng)地槽型噴發(fā)—沉積建造。礦區(qū)為復(fù)背斜，斷裂活動十分強(qiáng)烈，斷裂活動為金礦的生成提供了有利的條件，是控礦的主要因素。后期構(gòu)造對礦脈沒有形成大的破壞。

6＃礦脈位于L4－L3勘探線之間，走向近于EW，傾向NW，走向長度為120m。水平厚度0.3～0.7m，平均0.4m，賦存標(biāo)高646～686m，巖石較穩(wěn)固，密度2.72t／m3，礦石無氧化、結(jié)塊、自燃性。頂?shù)装鍑鷰r均為凝灰質(zhì)角礫砂巖，較破碎。頂板穩(wěn)定性主要受直接的張性斷裂影響。礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，基巖裂隙水是礦區(qū)的主要地下水。地下水的補(bǔ)給主要來源是大氣降水、融雪。區(qū)內(nèi)氣候干燥，很少降雨，蒸發(fā)量大于降雨量。6＃礦體與包古圖河床較遠(yuǎn)，加之后期斷裂構(gòu)造因綠泥石化而導(dǎo)致水性不好，故包古圖河水對礦體開采的影響不大［1］。

2 以往采用的采礦方法

根據(jù)以前老中段的礦體賦存條件和開拓方式，采用沿脈巷有底柱留礦法［2－4］。礦房長度30～40 m，階段高度40m，礦房寬度等于礦體厚度。天井為順路探礦天井以探明礦體是否連續(xù)，采礦時作為行人通風(fēng)天井，天井每隔5m掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)道與采場相通，底部留5m底柱以用來保護(hù)中段運輸巷道，每隔6m掘進(jìn)1個漏斗作為以后出礦的通道。由于巷道沿脈掘進(jìn)，頂板暴露時間過長，加之有裂隙水，頂板和兩幫有裂縫和片幫現(xiàn)象，頂板相當(dāng)不穩(wěn)固，且巷道內(nèi)掘進(jìn)漏斗、炮震等因素更加導(dǎo)致了頂板的破碎，棚架根本解決不了實際問題，耗時耗力，增加成本，出礦效率低下。

3 脈外電耙道留礦采礦法的應(yīng)用

經(jīng)過對該區(qū)域的整體分析和對采礦方法的研究，決定采用脈外電耙道留礦采礦法［5］，如圖1所示。實驗采區(qū)在646m水平，采場沿走向布置，走向長度56m，采場階段高度40m，寬度為礦體寬度，底部結(jié)構(gòu)高7m。采準(zhǔn)工程包括：脈外人行天井2條、天井聯(lián)絡(luò)道、脈外電耙道、出礦漏斗、集中溜礦井。采準(zhǔn)工程施工時，先在礦體下盤3～4m處沿廢石掘進(jìn)人行通風(fēng)井與上中段貫通，然后在天井內(nèi)每隔5m掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)道至礦體，第一層聯(lián)絡(luò)道距離沿脈巷頂板5m處，再在礦體下盤1m處掘進(jìn)電耙道，同時電耙道內(nèi)每隔4m以50°傾角向上盤掘進(jìn)漏斗（1.2m×1.2m），以控制電耙道與礦體的距離。如圖2所示，電耙道掘進(jìn)完畢后在中間部位從階段運輸巷道向上掘進(jìn)一條集中溜井（1.5m×1.5 m），作為出礦通道，下口架設(shè)漏斗，礦石放至礦車內(nèi)。

天井是下盤脈外廢石掘進(jìn)，因此采場不留間柱（見圖1）。采場長度56m，中段高40m，底柱7m，不留頂柱，聯(lián)絡(luò)道高度5m，漏斗間距4m。采場底柱可由下階段采場回采接頂時一并回收。回采工藝如下。

（1）鑿巖。采用7655氣腿式鑿巖機(jī)進(jìn)行鑿巖作業(yè)，炮孔的角度隨著礦體的變化隨時調(diào)整，炮孔間距0.6m，依次將炮孔鉆鑿?fù)戤吅螅蔑L(fēng)槍將孔內(nèi)的殘渣清理干凈，為下一步裝藥做好準(zhǔn)備。為防止放礦形成的空洞造成不安全因素，在采場內(nèi)拉鋼絲繩，人員系安全帶掛牢在鋼絲繩上作業(yè)，嚴(yán)格按照“鋼絲繩高掛，保險帶短系”原則，保證作業(yè)人員的安全。

圖1 極薄礦體脈外電耙道留礦法開采方案 單位：mm

圖2 脈外電耙道平面布置示意 單位：mm

（2）裝藥。采用2＃巖石硝銨炸藥，人工裝藥，用木棍夯實，孔口用炸藥箱紙或黃泥封堵，以增加爆破效果。

（3）爆破。采用導(dǎo)爆管起爆方式，起爆器材采用毫秒延期導(dǎo)爆管，配合專用起爆器，以采場頂板為自由面進(jìn)行控制爆破。前提是保證爆破網(wǎng)絡(luò)連接無誤，按照爆破安全規(guī)程起爆。做好采場內(nèi)的通風(fēng)工作，同時可進(jìn)行下部的出礦工作。在確定采場通風(fēng)徹底的情況下，人員方可進(jìn)入采場進(jìn)行排險，照明架設(shè)、鋼絲繩掛設(shè)、平場和二次破碎工作。然后進(jìn)入下一個采礦循環(huán)。

（4）出礦。礦房底部結(jié)構(gòu)采用漏斗出礦的方式，采場落礦后通過漏斗將礦石放入電耙道內(nèi)，通過電耙將礦石耙入集中溜井，下中段礦車接礦，用電機(jī)車牽引倒入中段主溜礦井中（見圖3）。放礦過程中漏斗要逐一均勻放礦。集中溜井上口要架設(shè)格篩，防止大塊進(jìn)入溜井，格篩要低于電耙道30cm。電耙放于集中溜井的后側(cè)電耙硐室中。

圖3 電機(jī)車牽引倒入中段主溜礦井中

（5）回采礦柱。底柱可在下中段采場接頂時進(jìn)行回采，如果要保留分層巷道，也可作永久礦柱不予回采。

4 應(yīng)用效果及建議

4.1 應(yīng)用效果

脈外電耙道留礦采礦法是沿脈開拓有底柱留礦采礦法的變形方案，減少了因沿脈巷內(nèi)掘進(jìn)大量漏斗對巷道的破壞，有利地保護(hù)運輸巷的穩(wěn)固，大大提高了作業(yè)人員的安全保障。

（1）采用有底柱脈外電耙道留礦采礦法，解決了因沿脈巷道破碎而無法施工的問題，既保證了沿脈巷道的穩(wěn)固又減少了礦柱的損失，節(jié)約了支護(hù)成本，降低了損失率。

（2）采場不留間柱，避免了間柱回采難的問題，采場底柱可以保護(hù)分層運輸巷道。如果采用后退式回采方式，底柱可以逐一回收，從而減少了礦石的損失，也可以在下部階段回采時統(tǒng)一回收，有效地利用有限的礦產(chǎn)資源，一定程度上延長礦山的服務(wù)年限。

4.2 建議

（1）電耙道掘進(jìn)時要嚴(yán)格把握掘進(jìn)方位，為防止礦體走向變化大而引起的電耙道穿透礦體，漏斗務(wù)必要與電耙道同時掘進(jìn)，以控制電耙道與礦體的距離，保證底柱的連續(xù)性和完整性，從而達(dá)到更好的穩(wěn)固性。

（2）漏斗務(wù)必要架設(shè)牢固，防止漏斗損壞而影響放礦效果。

（3）由于天井是脈外掘進(jìn)，聯(lián)絡(luò)道要垂直于礦體掘進(jìn)以減少工程量。

（4）采場內(nèi)可留部分點柱以保護(hù)上下盤圍巖，避免放礦時上下盤片幫堵塞漏斗。

［1］任鳳玉，韓智勇，蔣云章，等.多空區(qū)礦體斜面蹬渣落礦采礦方法試驗研究［J］.金屬礦山，2006，20（7）：12－14.

［2］王 青，史維祥，等.采礦學(xué)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2001：36－40.

［3］解世俊，等.采礦手冊（地下開采）［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1999：27－28.

［4］解世俊.金屬礦床地下開采［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2008：142－144.

［5］賓 統(tǒng).電耙留礦法在遵義錳礦傾斜粘性薄礦體中的應(yīng)用［J］.工程建設(shè)，2010，42（4）：34－36.

2011－11－18）

薛思讀（1974－），吉林農(nóng)安人，工程師、國家注冊安全工程師，主要研究方向為礦山安全生產(chǎn)技術(shù)管理，Emial：XDJKXSD＠126.com。