無底柱淺孔留礦采礦法在巴姑礦的應用

劉昭偉

（宜昌新洋豐，湖北 宜昌 443007）

1 無底柱淺孔留礦采礦法

巴姑礦地處四川涼山彝族自治州雷波縣牛牛寨復式背斜南段西翼，剎水壩～馬頸子斷裂帶西側。礦區礦層劃分為Ⅰ、Ⅱ號礦體，Ⅰ號礦體以底板等高線為界劃分為Ⅰ-1、Ⅰ-2采區；Ⅱ號礦體以走向構造為界，劃分為Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3采區。

Ⅱ-1采區礦體走向144o，走向長度870m，傾向54o，傾角為46o～73o，平均傾角64o，控制工程為P42線→P44線，開采標高+650m→+1600m。

Ⅱ-2采區礦體走向北北東，走向長度410m，傾向277o，傾角由南向北40o→46o，平均傾角43o，控制工程為P26線→P24線，開采標高+1100m→+1700m。

Ⅱ-3采區礦體走向北北東，走向長度720m，傾向274o，傾角為28o～46o，平均傾角38o，控制工程由北向南P32線→P36線，開采標高+1150m→+1550m。

Ⅰ號礦體綜合平均厚度2.68m，P2O5平均含量20.12%，MgO平均含量7.10%；Ⅱ號礦體綜合平均厚度2.52m，P2O5平均含量23.65%，MgO平均含量6.02%。礦石比重2.8 t/m3，堅硬系數1.54，碎脹系數1.35，自然安息角38o，內摩擦系數0.2，完整系數26.75。

礦層頂板為灰、深灰色厚層狀含磷礫屑粉晶～細晶白云巖，局部含黑色磷質條帶；底板為深灰、灰黑色薄層～中厚層紋狀含磷砂屑白云巖、含硅質條帶白云巖夾淺灰色薄層白云質粉砂巖。

礦山生產規模100萬噸/年。Ⅱ-1采區生產能力30萬噸/年，“主平硐+盲斜井”開拓，“連續循環”工作制，每日2個循環，年作業日300天，獨立通風，“架線式電機車+提升絞車+無軌卡車”聯合運輸。

采礦方法上，Ⅱ-1采區試行了“無底柱淺孔留礦采礦法”、“有底柱淺孔留礦采礦法”，其它采區仍采用了“條帶式房柱法”、“爆力搬運房柱法”。

“無底柱淺孔留礦采礦法”中段運輸巷道布置在礦體的底板內，距礦體20m，中段垂高設定為50m。中段運輸巷道形成后掘石門進入礦體，在與中段運輸巷道同標高脈內，沿礦體走向布置拉底巷道（3m×3m），當礦體厚度小于4m時掘巷工程和拉底工程合并完成，當礦體厚度大于4m時需先掘拉底巷，待回采礦石前實施拉底工程。

礦塊兩端各設一條天井，進風側天井實行順路施工，回風側天井實行先行施工。

天井形成后實施拉底施工，拉底帶出的礦石可以出完，以確保回采施工作業面空間高度為3m。回采落礦后，局部出礦量約為暴破落礦的30%（近50噸）。回采作業循環施工順序為鑿巖→爆破→通風→局部出礦→排險平場，待礦塊回采完后進行大量放礦，最后用廢石充填空區，采區內中段間實行自下而上開采順序。同中段回采工作面按同方向推進，各作業面間保持80m水平安全距離。礦塊結構參數：長度56 m，寬度40m，礦厚2.54m，斗穿間距13m，中段運輸巷規格3.2×3m，循環寬度15m，頂柱尺寸4m×4m，間柱尺寸4m×3m，礦體傾角64o，天井尺寸2m×2m，聯絡巷尺寸2m×3m，循環進尺2.5m。

回采作業采用鑿巖機打孔，爆破落礦，裝巖機出礦，電耙平場。主要設備：YT-27氣腿子鑿巖機2臺；Z-30W鏟斗式裝巖機1臺；2JPB-15電耙1臺；KC2.0側卸式礦車6臺；CJY10/7B架線式電機車2臺（采區共用）；5.5KW局扇風機1臺（備用）。

“無底柱淺孔留礦采礦法”經濟性評價：“無底柱淺孔留礦采礦法（表中簡稱無底柱留礦法）”與“有底柱淺孔留礦采礦法（表中簡稱留礦法）”、“條帶式房柱法”、“爆力搬運房柱法”主要經濟技術指標對比見附表。

“無底柱淺孔留礦采礦法”安全性評價：該采區礦體傾角為46o～73o，平均64o，無底柱淺孔留礦采礦法在天井形成后，根據礦塊礦體傾角，在天井內設有金屬梯子和安全繩，便于人員上下和采掘所用材料、設備、工具的搬運，工作面所需新鮮風流經中段運輸巷道進入穿脈石門巷，再經順路天井、聯絡巷進入回采工作面，對工作面洗刷后，污風進入先行天井至上中段運輸平巷，最后進入總回風巷通過主扇風機，再經凈化后排放至大氣中。作業人員沿風流方向進入工作面，站立在經平整后的礦堆上作業，作業空間高度為3m，頂邦均事先經過排險處理，鑿巖設備架設在礦堆上穩定可靠。采礦過程中當礦塊遇到斷層破碎帶時留設有臨時礦柱，對易風化冒落頂板或局部不穩固地段，采用了錨噴或錨噴網支護，確保了采場安全。

“無底柱淺孔留礦采礦法”較有底柱留礦采礦法，減去了礦塊底部結構中的斗頸掘進工程和劈漏工程，拉底巷道由高位降到了與中段運輸巷道同標高水平，礦塊底部結構建造施工屬平巷掘進，作業環境得到很大改善，施工難度明顯降低，安全隱患排查治理更加快捷，安全生產可靠性得到進一步提高，為防治職業危害創造了本質條件，取得了較好的經濟效益和社會效益。

2 結論

通過“無底柱淺孔留礦采礦法”在巴姑礦II-1采區18個多月的應用，結論認為，當礦體傾角大于自然安息角，內摩擦系數較小，頂底板堅固性系數≥4屬中等穩固以上巖體，礦石化學成份中MgO含量≤7%時，選用“無底柱淺孔留礦采礦法”，能有效地彌補條帶式房柱法和爆力搬運房柱法施工中存在較大安全風險的缺陷；彌補了出礦設備選型嚴重受限的缺陷。具有生產效率高，礦石回采率高，資源損失量少，礦塊掘進工程量小，機械化作業程度高，生產成本低，施工安全，綜合效益明顯等優點。

附表