廣西高峰礦高應力礦段的開采技術

馬陸聚

（廣西華錫集團柳州華錫有色設計研究院有限責任公司， 廣西柳州市 545000）

廣西高峰礦高應力礦段的開采技術

馬陸聚

（廣西華錫集團柳州華錫有色設計研究院有限責任公司， 廣西柳州市 545000）

廣西高峰礦的破碎礦段由于高應力的作用，加之曾受地震的影響，原有探礦巷道受到嚴重破壞，其開采條件惡化。在調查分析的基礎上，改變了巷道的支護方式和支護參數，并采用機械化下向分層膠結充填法開采，取得了良好的效果。

高應力破碎礦段；巷道支護；機械化下向分層膠結充填采礦法

高峰105＃礦體位于大廠礦田西礦帶生物礁灰巖中，礦體形態復雜，總體呈不規則透鏡狀，局部有分支，在－83m水平呈不規則狀。礦體總體為南北走向，總體傾向于東至南東，傾角大，礦體在深部往南至南西方向側伏。礦體走向長100～300m，水平厚度10～70m，礦體厚大部位分布于－100～－140 m標高范圍內。礦石一般呈中～粗粒結構、塊狀構造，屬特高硫化礦石。由于受民采空區影響，地壓活動非常頻繁，屬于高應力區域，加上受爆破振動及小型地震影響，－133m水平以下到－200m水平中段大部分采準工程受到嚴重破壞，已無法繼續利用。在保證安全的情況下，盡量利用現有工程低貧化、高效率地回采這一階段礦石資源成為了一個技術難點。

1 開采技術條件

105＃礦體的生產區域主要分布在－103～－200m水平之間，礦石品位Sn 0.73%，Zn 14.13%，Pb 3.64%，Sb 3.88%，礦體傾角為70°～80°。地表不允許崩落，采礦方法主要采用機械化上向分層充填采礦法。已在－124，－137，－151，－166，－186m等多個水平沿礦體走向開掘探礦和采準工程。受大廠礦區2.8級地震的影響，高峰公司井下105＃礦體在54線～Ⅱ線之間的－142，－151，－166，－173，－186m和－200m水平等多個分層探礦巷道發生了較大規模的塌陷和冒落，巷道的支護工程受到嚴重破壞，因這一區域礦體圍巖為碎裂結構的巖體，且為應力集中區，在探礦工程施工過程中經常有地壓活動顯現，造成這一區域一度停止作業，給高峰公司的生產造成了嚴重的影響。

由于該區域礦石品位較高，儲量大，回采該區域礦石對公司具有十分重大的經濟效益。經過對該區域的現有工程進行調查和對礦巖受力情況進行分析，最后研究決定通過優化巷道工程的支護方式，改變采礦方法對地壓活動進行有效的管理，從而對該區域礦石進行安全回采。

2 支護方式的改變

高峰公司以前采用普通的金屬鋼錨桿支護，在日久腐蝕的情況下會脫落拉斷，加之存在錨桿眼不垂直巖層及錨網不緊靠巷道壁等問題，從而降低了噴錨支護的強度。

通過考察和對比研究，決定改變巷道的成巷方式，并對巷道采用玻璃鋼錨桿與普通金屬鋼錨桿聯合支護，以加強巷道的承載能力。

（1）成巷方式。巷道掘進時采用光面爆破方式，通過嚴格控制孔距和孔量來控制爆破效果，增強巷道抗壓能力，同時解決錨網與巷道壁不緊靠的問題，降低錨網的難度，提高錨網的作用。

（2）金屬鋼錨桿與玻璃鋼錨桿聯合支護。玻璃鋼錨桿具有質量輕，錨固力強，可施加預應力加強巷道的錨固，抗腐蝕等優點。由于在打錨桿眼的時候，打孔主要以垂直巷道為主，在掛鋼筋網時有一定的難度，同時考慮圍巖礦巖的特性，采用打斜孔，用普通錨桿掛住錨網，打垂直孔，用玻璃鋼錨桿錨固錨網等工藝聯合支護的方式進行支護，以達到普通錨桿與玻璃鋼錨桿各自優點互補的效果。

（3）在地壓活動特別嚴重的地方，通過二次噴射混凝土進行支護。

3 采礦方法的改變。

為了能夠在更加安全的作業環境下回采礦石，通過對采區地壓活動分析，對比高峰公司原采礦方法，決定采用機械化下向分層膠結充填采礦法進行回采，如圖1所示。

圖1 采礦方法

（1）采場結構參數。回采進路寬度為4m（局部地方根據具體需要可以做些調整），高度為4～6 m，長度按照具體確定，不留頂柱、底柱，在充填的過程形成3m厚度的人工頂板，為了保證人工頂板的完整性，一般充填前在距底板10cm處鋪鋼筋網。回采進路方向結合礦體走向和上下交錯關系的需要而確定。

（2）采切工程。采切工程包括運輸平巷、出礦進路、鑿巖巷道、切割通風天井、充填通風聯絡道等。

（3）回采和出礦。第一循環，隔一采一，并用較高配比的水泥砂漿膠結充填；第二循環，在已經隔一采一嗣后充填的條件下，對第二循環內礦體進行隔一采一，先用高配比料漿膠結充填3m高，然后進行低配比的水泥砂漿充填。第一循環和第二循環的回采工藝大致相同。采用鏟運機從聯絡道出礦。

（4）充填。充填均通過充填通風聯絡道下放充填管路進行。高配比的水泥砂漿膠結充填料的灰砂比為1∶4，其余部分充填采用灰砂比為1∶10的膠結充填料。在形成3m厚度的人工頂板時，要保證人工頂板的整體性和充填質量。

（5）通風。新鮮風流自下一分層的運輸平巷經出礦進路、鑿巖道、采場、切割通風天井、充填通風聯絡道排出。

（6）主要技術經濟指標。采場生產能力72 t／d；采切比9m3／kt；損失率5%～8%，貧化率10%左右。

4 結 論

（1）通過改變采準工程的支護方式及參數，使部分采準巷道可以再利用，新掘巷道采用同樣的支護方式，保證了人員設備可以安全進入到采區。

（2）由機械化上向分層充填采礦法改變為機械化下向分層膠結充填采礦法，提高了作業面頂板的承壓能力，有效地控制了地壓活動，最終安全回采了105＃礦體I－54＃線高應力碎裂段礦體。

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2011－12－06）

馬陸聚（1986－），男，廣西崇左人，助理工程師，主要從事礦山開采設計。