某礦分區(qū)回采采場頂柱的實(shí)踐

徐裕芳，毛樹懷

（1.浙江省常山縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局， 浙江 常山縣 324200；2.浙江省安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310012；3.浙江省安全工程與技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 浙江 杭州 310012）

在充填采礦法中，礦房頂?shù)字幕夭奢^困難，因?yàn)轫斨恼麄€(gè)回采過程都在較差的安全環(huán)境中進(jìn)行。某礦井現(xiàn)生產(chǎn)采場已陸續(xù)回采至頂柱，為此技術(shù)人員認(rèn)真研究，比選方案，對某采場頂柱進(jìn)行回采是為今后采場頂?shù)字夭煞e累經(jīng)驗(yàn)，從而達(dá)到高效、安全回收資源的目的。

1 某采場頂柱現(xiàn)狀

1.1 采場地質(zhì)條件

采場礦體巖性為紅棕色，淺灰色第三流紋巖；淺灰綠色第三凝灰?guī)r，產(chǎn)狀為73°～79°／NW∠25°±；構(gòu)造較發(fā)育，小裂隙密度一般為2～3條／m；在東部靠近某礦體處有兩條較大交叉壓扭性斷層F4、F6，兩條斷層傾角為75°～80°，斷層處有少許淋水，受該構(gòu)造影響，整個(gè)采場頂板較破碎；蝕變?yōu)樘妓猁}化，螢石化，綠泥石化，絹云母化。礦巖均為流紋巖和熔結(jié)凝灰?guī)r，礦體上盤大部分與熔結(jié)凝灰?guī)r直接接觸，下盤為流紋巖。流紋巖f＝8～12，致密、堅(jiān)硬，整體性很好。熔結(jié)凝灰?guī)rf＝6～10，硬度較低，結(jié)構(gòu)松散、性軟，不透水。礦石體重2.47t／m3，松散系數(shù)1.74，自然安息角38°～42°。

1.2 采場現(xiàn)狀

該采場在該中段原為兩個(gè)采場，后隨著采場上采至10m標(biāo)高位置，由于礦體變化，采場面積減小，單個(gè)采場不能滿足無軌機(jī)械化采礦的需要，合并為一個(gè)采場。接頂時(shí)采場底板標(biāo)高27.0m，頂板29.5m，空頂高度2.5m，該采場東部上部中段有一采空區(qū)，空頂高度平均為5.5m，最高處約6.0m，采空區(qū)面積為86m2。東部與上部中段采空區(qū)重疊50m2左右，重疊部分礦厚6.0m。

1.3 頂柱回采方案

1.3.1 采掘工程布置

原采準(zhǔn)聯(lián)絡(luò)巷是從采區(qū)主斜坡道向采場開鑿的一條通道，現(xiàn)已無法滿足頂柱回采的需要。為此設(shè)計(jì)了一條采區(qū)分段聯(lián)絡(luò)巷，在采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷東部端頭新設(shè)計(jì)一條采準(zhǔn)聯(lián)絡(luò)巷為本次頂柱回采服務(wù)。同時(shí)考慮安全需要在采場中部施筑一混凝土柱（規(guī)格2 m×4m），柱的長邊垂直礦體走向。沿用原采區(qū)脈外溜礦井，通風(fēng)上山根據(jù)頂柱的厚度布置在含礦相對厚的東部，充填井則利用分段聯(lián)絡(luò)巷西部的采區(qū)充填井。

圖1 采掘工程布置

1.3.2 具體回采方案

待回采的頂柱位于在東部重疊區(qū)，面積約50 m2，回采采用分區(qū)分期進(jìn)行，由于最大礦柱厚度只有6.0m，決定分兩期進(jìn)行。考慮到無軌采礦的現(xiàn)狀分兩個(gè)區(qū)，以混凝土柱縱向?yàn)榉纸缇€，東部為Ⅰ區(qū)，西部為Ⅱ區(qū)，采區(qū)之間不嚴(yán)格分開，只作作業(yè)分區(qū)。

第一期：整個(gè)采場再上采2.5～3.0m。上采采用分區(qū)作業(yè)。先上采Ⅰ區(qū)，落完頂后，加快出礦及充填速度，盡快完成充填，空頂高度控制在2.0m左右；Ⅰ區(qū)充填后，再上采Ⅱ區(qū)，Ⅱ區(qū)根據(jù)地質(zhì)資料可知頂板還有2.0m厚左右的礦，為此決定一次回采到位，并要求充填盡量做到密實(shí)接頂，為第二期作業(yè)創(chuàng)造好的安全作業(yè)環(huán)境。

第二期：第一期工作完成后，進(jìn)行第二期工作，此時(shí)Ⅱ區(qū)的工作是充填，充填結(jié)束后再實(shí)施Ⅰ區(qū)與上部采空區(qū)重疊區(qū)的采礦，該部分頂板尚剩3.0～3.5m的礦，為確保安全，決定一次回采到位，作業(yè)方法為：以回風(fēng)上山為中心布置上采炮孔（如圖2所示），孔網(wǎng)度為0.8m×0.7m，孔深視頂板礦厚度而定，集中鑿眼，集中放炮，集中出礦，集中充填，實(shí)現(xiàn)一次回采。

圖2 頂柱回采

2 接頂回采效果分析

從最后回采結(jié)束采場驗(yàn)收的資料看，基本達(dá)到設(shè)計(jì)前所要求的效果。整個(gè)回采過程中沒發(fā)生任何安全事故，采礦貧化率15%；采礦損失率1.54%；采礦直接工效7.5t／工班。

（1）在接頂回采過程中沒有發(fā)生任何事故，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)的方案成熟可靠，工程技術(shù)人員現(xiàn)場指揮得當(dāng)。同時(shí)在回采過程中始終貫徹了“安全第一，預(yù)防為主”的方針。

（2）貧化率指標(biāo)偏高，按正常應(yīng)控制在10%左右。后來經(jīng)分析，原來在回采過程中發(fā)現(xiàn)采場頂板有一條寬1.5m左右的凝灰?guī)r帶，凝灰?guī)r和礦石粘結(jié)在一起分采難度大，凝灰?guī)r與礦石一起落下后遇水易泥化，分運(yùn)同樣困難。

（3）損失率指標(biāo)比正常回采采場還要低，原因有兩個(gè)：一是回采部位面積不大，原空場法采場空頂高度不大且沒有施筑假底；二是物探監(jiān)測人員跟班及時(shí)，采礦技術(shù)人員責(zé)任心強(qiáng)，指揮到位。另外采場面積逐步減小，也為作業(yè)人員創(chuàng)造了好的作業(yè)環(huán)境。

（4）采礦直接工效高，主要是因?yàn)榧哟罅斯芾砹Χ龋瑸樘岣哔Y源回收率，縮短采場頂板的暴露時(shí)間，采用了強(qiáng)采強(qiáng)出的方法。

3 結(jié)束語

采場頂柱回采是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、難度大的工作，需要好的設(shè)計(jì)方案和得當(dāng)?shù)默F(xiàn)場組織管理。通過該采場的實(shí)踐，總結(jié)了以下幾點(diǎn)體會(huì)：

（1）在頂柱回采過程中，盡量使未充填的空間減小，空場暴露時(shí)間縮短；

（2）合理安排采掘回采順序；

（3）加強(qiáng)地壓管理和頂板維護(hù)，在安全薄弱點(diǎn)預(yù)留廢（礦）柱或施筑混凝土柱。

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