雅礦井下礦鏟運機出礦底部結構設計

張 明

（新疆鋼鐵雅滿蘇礦業有限責任公司）

1 前言

哈密雅礦井下礦屬露轉井礦山，設計規模30萬t/a，目前820m中段即將結束，擬進行760m中段的掘進。礦體上盤圍巖主要為石榴石矽卡巖，下盤圍巖主要為灰白色大理巖，節理較為發育。圍巖普氐硬度系數7～15，礦體普氏硬度系數15～20，礦體變化大，斷層裂隙多，礦體走向近EW,走向長度約550m，平均厚度約8m，最大厚度約20m，最小厚度約1m，礦體傾角45～52°，中等穩固，屬傾斜礦體。地質儲量120萬t，平均TFe品位44.6%。

根據礦體賦存條件、圍巖條件的實際情況以及礦體厚度變化較大的特點，設計采用沿礦體走向布置的淺孔留礦法和分段空場法。礦體厚度小于8m用淺孔留礦法，大于8m用分段空場法。

設計采用的兩種采礦方法均采用平底結構，不留頂柱，留8m底柱，上階段底柱作為下階段頂柱。經具體布置及計算，淺孔留礦采礦方法占開采規模的53.3%，分段空場采礦方法占開采規模的46.7%。

采準工程特征：（1）每個礦塊設置一條人行通風天井，沿礦體下盤布置在間柱中，連通階段運輸水平及回風水平。

（2）在底柱8m之上設出礦巷道，采用1.5m3鏟運機出礦。每個礦塊設置一個礦石溜井，設置在礦體下盤的礦塊中部巖體內，礦石溜井上口布置在出礦水平，下口在運輸中段水平。采場礦石均由鏟運機運至礦石溜井放至階段運輸水平裝入礦車外運。

（3）裝礦橫巷間距為7m，由出礦水平鏟運機脈外聯絡巷連通，以便鏟運機出礦。

（4）兩種采礦方法均不設底部結構，采用平底結構方法。

底部結構是采礦方法中的重要組成部分，其掘進工程量約占采切工程量的50%，而且上水平井巷多，施工難度大。底部結構在很大程度上決定著采礦方法的生產能力、作業效率、礦石損失貧化指標及放礦工作的安全，因此選擇底部結構十分重要。設計鏟運機出礦底部結構為平底結構，包括受礦巷道（塹溝式或無塹溝式）、出礦巷道、裝礦巷道、運輸平巷，并配置溜井。

2 底部結構方案

根據760m中段礦體賦存條件，為提高礦石回收率、生產安全性和生產效率，建議底部結構執行四種方案，即無塹溝式、單塹單側式、單塹雙側式和雙塹雙側式。

2.1 無塹溝式底部結構

當礦體厚度＜5m時，繼續延用優化設計方案選擇平底式底部結構，見圖1。

2.2 單塹單側式底部結構

當礦體厚度為5m～10m時，采用單塹單側底部結構，見圖2。塹溝設置在礦體中部，溝底寬依據所購置的鏟運機性能調整，通常在3m～4m。塹溝斜面角度在45°～50°。

2.3 單塹雙側式底部結構

當礦體厚度為10m～18m時，采用單塹雙側式底部結構，見圖3。塹溝設置在礦體中部，為保證雙側鏟運機正常作業，單塹溝溝底寬為6m，其它塹溝參數不變。

出礦巷道、裝礦巷道在礦體上盤按下盤結構布設，出礦巷道掘進除常規注意事項外，建議重點關注兩方面：（1）出礦巷道從間柱由下盤向上盤穿過，穿越時注意保持與天井的安全距離，保證安全穿過。

（2）間柱的位置可根據礦體賦存條件，設置在礦體厚度較小部位，有利于出礦巷道穿越時的掘進安全。

圖3 單塹溝雙側出礦示意圖

2.4 雙塹雙側式底部結構

當礦體厚度＞18m時，采用雙塹雙側式底部結構，見圖4。塹溝在礦體中間并排設置，參數如上。出礦巷道、裝礦巷道在上盤的布設及注意事項同上。

3 無塹溝與塹溝的經濟比較

（1）礦體厚度＜5m時，采用無塹溝結構即可，無需經濟比較。

（2）當礦體厚度在5m～10m時，每個礦房礦量損失：無塹溝結構0.08～0.26萬t，塹溝結構0.05萬t，出礦量增加0.03～0.21萬t。按目前市場行情，礦石增值6～42萬元。

（3）當礦體厚度在10m～18m時，每個礦房礦量損失為：無塹溝結構0.9萬t，塹溝結構0.15萬t。按塹溝布置，上盤出礦巷道、裝礦巷道增加工程量約1200m3，工程費約66萬元，塹溝較無塹溝出礦量增加0.65萬t，按目前市場行情，礦石增值64萬元。

（4）當礦體厚度＞18m時，每個礦房礦量損失為：無塹溝結構1.5萬t以上，塹溝結構0.3萬t。按塹溝布置，上盤出礦巷道、裝礦巷道增加工程量約1200m3，工程費約66萬元，塹溝較無塹溝出礦量增加超過1.2萬t，礦石增值174萬元。

無塹溝礦柱損失量為在采空區底部形成的三角礦柱，見圖5。三角礦柱損失量已考慮礦石松散系數1.5、自然安息角45°。

4 結束語

通過分析可知，760m水平根據礦體賦存條件，重點考慮礦體厚度，采用塹溝式平底結構設計方案，將有利于提高礦石回收率、出礦率和提高安全生產水平。因此在進行760m單體設計前，由地質專業提供準確的地質資料，采礦專業依據本底部結構設計方案，合理確定底部結構是非常重要的。

[1]王運敏主編：現代采礦手冊、北京：冶金工業出版社.