玲瓏金礦靈山分礦盤區機械化充填采礦法的應用

時傳龍，盧 亮，閆懂金

(山東黃金集團西和縣中寶礦業有限公司， 甘肅隴南市 742100)

玲瓏金礦靈山分礦盤區機械化充填采礦法的應用

時傳龍，盧 亮，閆懂金

(山東黃金集團西和縣中寶礦業有限公司， 甘肅隴南市 742100)

玲瓏金礦靈山分礦多年來在應用下向高水固結全尾砂充填采礦法的過程中，存在著采礦效率低、工人勞動強度大、采礦成本高等問題。通過對其他類似礦山成功經驗的學習，針對自身礦體賦存特征，在井下試驗運用了盤區機械化充填采礦法，采用新型尾砂膠結材料作為充填膠結料，有效解決了原采礦方法的問題，獲得了良好的經濟效益。

盤區機械化充填采礦法；新型膠結材料；回采工藝

1 地質概況及開采技術條件

玲瓏金礦靈山分礦位于招遠市西北25 km處的蠶莊鎮靈山溝村。礦區位于區域Ⅱ級控礦斷裂靈山-北截斷裂帶及其上盤，目前生產的1＃脈金礦體產于靈-北斷裂上盤的分支斷裂F1中。1＃脈礦體分布于F1斷裂下盤，走向NE30°～60°，傾向SE，傾角41°～80°，礦體厚度1～30 m。礦石類型為碎裂狀黃鐵礦化絹英巖化鉀化花崗巖，裂隙發育，穩固性差，硬度系數f＝8～10。礦石體重2.70 t/m3，松散系數為1.6，自然安息角40°～45°，常伴有滴水、淋水，開采技術條件復雜。

2 傳統采礦方法

礦山過去主要采用下向水平分層進路高水固結全尾砂充填采礦法，礦房進路布置見圖1。礦房沿礦體走向布置，長度為50 m，中段高度為40 m，礦房寬度即為礦體厚度，分層高度3 m。采場從上中段大巷水平開始逐層向下回采，下部分層回采作業在上分層的充填體保護下進行，在水平分層內，將采場平均劃分為沿礦體走向布置的回采進路，進路長度25 m左右，寬2.0～3.0 m，高度3.0～3.5 m。回采順序由下盤向上盤(采準天井布置在礦體下盤時，順序相反)后退式回采。采場回采方式為一步回采，不留礦柱，礦石采出后即對采空區進行充填，該采礦方法的技術指標見表1。

采用該采礦方法存在的問題主要有以下幾點:

(1)采礦效率較低。受回采工藝、充填材料及出礦方式等因素的影響，回采進路的長、寬、高等各項參數已基本固定，礦房每班只有一條進路作業，落礦、出礦、打板墻、充填、挪電耙等工序在時間上需要依次進行，勞動組織形式單一。采場生產能力與相同條件的先進礦山相比，是比較低的。

圖1 礦房進路布置平面

表1 傳統采礦方法的主要技術指標

(2)本采礦方法采用的膠結充填體長時間暴露在空氣中容易風化，后期強度低。所以，片幫壓頂后的進路長度達到10 m左右時就要進行充填，充填次數多，充填工作占用的時間較長，采礦強度和效率都較低。

(3)采礦成本較高。由于充填材料價格較高，礦房回采效率低，采場作業條件差、勞動強度高，在低迷的市場環境下，嚴重影響了企業的發展。

(4)工人勞動強度大。采場的材料、設備只能通過天井運輸，當礦房采至底部時，物料需要輾轉十幾掛梯路才能運送到作業地點。另外，采場電耙絞車要隨著回采工作的推進而頻繁的搬運、安裝，工人勞動強度較大。

3 盤區機械化充填采礦法的創新應用

根據該區段內礦體的賦存特點，借鑒其他礦山的成功經驗，企業決定對下向水平分層盤區機械化充填采礦法進行試驗應用，空區充填選用價格相對低廉的新型尾砂固結材料作為膠結料。

3.1 礦房構成要素

試驗礦房長度40 m左右，階段高度40 m，在垂向上將礦房分為4個分段，分段高度10 m。每分段分為3個分層，分層高度3.3 m，從上往下逐層回采。在每一分層內，沿礦體走向或垂直于礦體走向布置回采進路，進路長度15～30 m，寬度3.0 m。

3.2 采準工程布置

試驗方案采用下盤脈外斜坡道加分段運輸巷采準方式。斜坡道采用“之”字形沿礦體走向布置，斷面2.8 m×2.6 m，直線段傾角10°。斜坡道標高到達每個分段高度時，由斜坡道向礦體方向掘進水平分段運輸巷。從各分段運輸巷垂直于礦體掘進聯絡巷與采場連通。在采場下盤分層聯絡巷內布置一條溜井，溜井與四條分段運輸巷貫通，作為采場礦毛轉運的通道。方案采準工程見圖2、圖3。

3.3 回采工藝

采場自上而下順序回采，分層高度3.3 m，每條分段運輸巷服務于3個分層，第一分層聯絡巷以10°傾角上坡掘至礦體，回采上部3.3 m礦體；第一分層回采充填結束后，將原分層聯絡巷以0°傾角前掘至礦體，在上層充填體下回采中部3.3 m礦體；第三分層聯絡巷以-10°角度下坡前掘，回采下部3.3 m。分段范圍內礦體回采結束后即轉到下分段回采。

每分層內進路的布置形式與原采礦方法基本相同，只是礦房可以實現多條進路同時回采。進路布置一般要保證最佳運輸距離和采場生產能力，在維持頂板安全的條件下，最多可同時回采30%～50%的工作面。

(1)落礦與出礦。采場崩落的礦石，由鏟運機鏟到礦石溜井內，經溜井進入下中段外運。

(2)通風。采場通風方式與原采礦方法相同。采場通風采用局部強制通風，局扇安裝在采場上部水平大巷新鮮風流處，風筒經人行井、分層電耙道進入采場，沖洗工作面后的污風經原路返回上中段大巷，隨大巷主風流進入回風系統。

圖2 試驗礦房采準工程平面示意

圖3 實驗礦房第一分段回采

(3)勞動組織。由于無軌設備的應用，同時回采的進路條數以及每一分層內進路的回采順序可根據生產情況及時調節，勞動組織方式較為靈活。分層內的出礦、支護、充填等工序在時間和空間上可以相互錯開，每分層內可保證多個作業面施工，采礦強度相對較高。

(4)充填。由于每個分層內可以有多個作業面同時進行施工，相對于原采礦方法來說，每條進路對充填體的凝結時間要求不高，所以礦山選擇了價格相對低廉、形成的充填體相對穩定的新型尾砂固結材料作為膠凝劑對采空區進行充填，充填成本大大降低。新型充填膠結材料后期強度較高，充填體不會產生脫水風化，允許的暴露時間和面積相對增大，使得每條進路的充填次數減少，采礦效率較高。

綜上所述，根據盤區機械化充填采礦方法在礦山的實際應用，得到其主要技術指標(見表2)。

表2 盤區機械化充填采礦方法的主要技術指標

4 結 論

高效無軌設備回采和充填工藝的改進，使得盤區機械化充填采礦法的技術經濟指標可以達到較高的水平。本方法為采場提供了備采進路，使回采的各項工序在時間和空間上互相錯開，打破了原有的勞動組織模式，無軌自行設備的運用大大減輕了礦石及材料、設備運搬工作的勞動強度，提高了勞動效率；機械化出礦方式及回采進路結構參數的增大有效提高了采場的采礦強度，采礦效率明顯優于傳統方法。新型充填膠結材料的運用大幅降低了充填成本，提高了企業的經濟效益。

[1]李 力，李占金，楊立剛，等.不穩定礦體高效進路充填采礦方法優化研究與應用[J].礦業研究與開發，2014，34(04): 1-3，7.

[2]張貴銀，韓 春，顏秉超，等.下向水平進路充填采礦法的研究與應用[J].礦業研究與開發，2015，35(08):12-14.

[3]何 書，趙 奎，陳 飛，等.深部礦體下向進路方向與回采順序的優化設計[J].礦業研究與開發，2016，36(01):1-4.

[4]陳智宏，彭小剛.武山銅礦下向分級尾砂膠結充填采礦實踐[J].采礦技術，2013，13(03):3-5.

[5]唐 建.盤區機械化充填采礦工藝在凡口鉛鋅礦的運用[J].采礦技術，2011，11(01):4-5，10.

[6]張木毅.凡口鉛鋅礦盤區機械化中深孔留礦法的應用[J].采礦技術，2002，2(03):24-26.

[7]樊明玉，周羅中.機械化盤區分層采場結構參數的數值模擬分析[J].采礦技術，2002，2(03):27-29，32.

[8]鄭文達，黃沛生，謝 鷹.盤區機械化細砂水砂充填采礦工藝的實踐[J].采礦技術，2001，1(01):7-8.

[9]董金奎，周士霖，張忠輝，等.盤區寬進路機械化充填采礦法在焦家金礦寺莊礦區的應用[J].黃金，2012(04):24-26.

[10]楊金維，余偉健，高 謙.金川二礦機械化盤區充填采礦方法優化及應用[J].礦業工程研究，2010(03):11-15.

[11]楊衛輝.銅綠山深部開采盤區機械化分層充填法的回采工藝研究[D].武漢:武漢科技大學，2008.

2016-01-13)

時傳龍(1988-)，男，山東德州人，采礦助理工程師，主要研究地下礦山開采及礦山生產技術管理，Email: 814146864@qq.com。