上向進路充填采礦法在長田金礦的應用

馬得鈺

（貴州紫金礦業股份有限公司，貴州 貞豐 562200）

長田金礦又稱簸箕田金礦，為貴州紫金礦業股份有限公司下屬礦山；礦區屬于水銀洞金礦區簸箕田礦段，開采范圍位于簸箕田礦段的中部，走向長度約1600m，寬約550m，面積為0.88km2。開采范圍內礦體均呈層狀、似層狀分布于灰家堡背斜軸兩側近300m范圍內，空間上多個礦體上下重疊，垂直間距10m～60m不等，在已控制的35個礦體中，主要開采礦體為Ⅳb、Ⅳc、Ⅲd、Ⅲc+1，產于長興組、龍潭組中下部。主要礦體賦存標高620m～1260m，礦石量352.08×104t，（332資源量占56.29%），金資源量（332+333）：18381.18kg，平均品位5.22×10-6,平均厚度6.05m。

長田金礦設計生產能力為800t/d。開拓方式為：混合井開拓，罐籠+箕斗互為平衡提升方式，各中段產出礦石和廢石通過電機車運至主溜井，經破碎計量后裝入箕斗經提升后卸載至地表礦（巖）倉（廢石不破碎），礦石經皮帶運至選廠，廢石由汽車轉運至地表排土場，人員、材料及設備上下都通過罐籠提升。

長田金礦主要礦體呈層狀、似層狀，埋藏于地表250m以下，平均厚度6.05m，傾角0°～60°，多為20°。礦體多為緩傾斜，局部傾斜至急傾斜（主要礦體賦存情況見表1）。礦脈薄，礦石中等穩固，圍巖穩固性差，頂板不允許有較大的暴露面積，地表不允許塌陷，根據礦體賦存狀態及開采技術條件，結合該礦的地質情況及周邊礦山的實際生產情況，設計選擇兩種采礦方法：對傾角30°以上的礦體，采用上向分層充填法，所占比例約41%；對傾角30°以下的礦體，采用上向進路充填法，所占比例約59%。

表1 主要礦體賦存特征表

1 上向進路充填采礦法采準切割參數

1.1 礦塊構成要素

礦塊沿走向布置，長40m，中段高40m。采礦進路垂直走向布置，進路長為礦塊斜長40m～50m，根據進路開采的特點，應用梁結構極限穩定理論分析礦體的寬度，設水平應力和垂直應力分別為p、q，根據公式

式中，Ls為允許的礦體安全寬度，m;h為截面高度，即回采進路高度，4m;［σT］為巖石的許用應力，MPa;σT為巖石的極限抗拉強度，MPa;q為進路頂板承受的均布載荷，MPa;n為安全系數，取6。通過計算，進路的寬度控制在4m～6m。

1.2 采準切割

沿脈中段運輸平巷下盤脈外布置，從中段運輸巷向兩翼布置穿脈，在中段運輸平巷和穿脈巷道中掘進人行通風天井和溜井通達礦體，沿礦體傾向脈內或底板掘進采場聯絡道及電耙道，由采場聯絡道在采場上部掘進充填回風巷，沿礦體傾向脈內掘進切割上山連通采場電耙道和充填回風巷。礦塊采切工程量1607m3，采切比62.13m3/kt，詳見表2。

2 上向進路充填采礦法回采工藝

將礦塊劃分為若干4～6寬的進路，間隔1～2個進路進行回采。進路回采從下端開始，以切割上山為補償空間采用前進式回采，采用淺孔鑿巖機YT28鑿巖，水平淺孔落礦，淺孔孔徑Φ38mm～42mm，孔深2m～3m。炮孔間距0.9m，最小抵抗線0.9m，每米崩礦量2.1t，崩落下的合格礦石塊度300mm～350mm。由于采用的是淺孔爆破，大塊產出率控制在3%以內。爆破礦石后，進行通風噴霧灑水，爆破崩落的礦石經安裝在進路中的電耙耙運至脈外溜礦井，放至下階段運輸水平。出礦完成后，在工作面采用采用安裝錨桿聯合鋼網的支護方式，錨桿型號φ20mm×2.0m～2.5m，間距0.8m～1.2m左右，鋼網采用φ4mm鋼筋，網格距100mm×100mm,網片尺寸2m×1m。如此循環，一直到該進路全部采完為止。

表2 上向進路充填法采切工程量表

圖1 上向進路充填采礦法圖

3 上向進路充填采礦法充填工藝

為有效控制巖層移動，減小導水裂隙高度，確保相對隔水斷層及覆蓋巖層不遭破壞，保證開采安全及提高回采率，結合開采工藝及礦巖的穩固性，選擇全尾砂膠結充填。選礦后產生的全尾砂經濃密后進入充填料倉，與水泥混合經兩段攪拌后通過布設于鉆孔中的充填管道送至井下充填料漿分配硐室，再由泥漿泵分送至采空區充填。為保證充填的接頂質量，各分層進路必須保持4°～6°的坡度，盡量提高充填濃度，有必要時增加脫水裝置。

充填采用管道充填，水泥與尾砂配比為1:10，充填管為φ78mm塑料管，用鏈子懸掛在進路頂部，掛鉤間距3.5m,在充填之前，在進路口架設木擋墻。

每塊木板之間留5mm的空隙，木墻內襯塑料纖維布濾水，擋墻與礦石間砂漿抹縫。防止跑砂，為保證充填接頂，充填分兩次進行，第一階段充完，要停一個班，再進行第二階段充填，二階段充填，隨著充填高度的增加，開口處釘木板。在上開口處觀察充填已經接頂時，在適當位置鋸斷充填管，停止充填。

充填24小時后，拆除擋墻；充填一周后，開始相鄰進路的回采工作。

采場通風采用局扇，新鮮風流由φ600風筒導入。另外，在施工時必須嚴格技術管理。

4 結論

長田金礦礦脈薄，礦石中等穩固，圍巖穩固性差，頂板不允許有較大的暴露面積，地表不允許塌陷，采用上向進路充填采礦法可以有效控制巖層移動和地表沉降，減少采場頂板暴露面積，提高了礦石開采的安全性。同時降低了礦石的損失貧化率，礦石的損失率和貧化率均能控制在5%以下的水平。但上向進路充填采礦法采礦效率較低，因此，采場提高采礦效率和靈活多變地應用各種新型支護方式是今后的工作重點。