采用無底柱淺孔留礦法回采掛幫礦工程中出礦進路再造技術淺析

劉治源

摘 要 一些大型露天礦山開采結束后，露天采場境界外仍賦存有品位較高的礦石，此類礦石稱為掛幫礦。通常采用地下開采方式對掛幫礦進行回采，為了保證露天采場邊坡的穩定，地下回采掛幫礦時，須留設礦柱。本文主要闡述了采用無底柱淺孔留礦法回采掛幫礦時，首先對礦柱進行回采，然后進行充填，在充填時預制好出礦進路，成功解決了單側出礦問題。

關鍵詞 無底柱 淺孔留礦 掛幫礦 出礦進路 再造

中圖分類號：TD853.33 文獻標識碼：A

0序言

無底柱淺孔留礦采礦法是隨著現代開采技術及鏟運設備的發展，在淺孔留礦采礦法的基礎上發展而來的，無底柱淺孔留礦法采礦時，其生產效率取決于出礦進路的布局是否合理。在對露天掛幫礦進行回采時，為了保證露天邊坡的穩定性，須對礦塊留設礦柱。為了提高回采率，減少資源浪費，需對礦柱也進行回采，回采順序為：首先回采礦柱、對回采礦柱形成的空區進行充填、最后回采礦房。針對該回采工藝，國內某礦山在充填體內出礦進路取得成功，完美解決了礦柱充填后單側出礦的問題。

1掛幫礦工程及掛幫礦回采工藝

1.1掛幫礦工程

當露天采場礦石資源將要回采完畢時，上部的邊坡邊界大多數已經推進至終了邊界，由于前期地質勘查程度等問題，露天境界外往往還會賦存些高品位、高成品率的礦石資源。對于這部分資源繼續采用露天方式回采的話，剝離工程量巨大，經濟效益差，只能采用地下開采方式進行回采。

1.2掛幫礦采礦工藝流程

只有地質條件好、資源量豐富、礦石品優、經濟效益好時，才值得對掛幫礦進行回采，故掛幫礦的設計回采率通常在89%以上。回采工藝為：首先回采礦柱、對回采礦柱形成的空區進行充填、最后回采礦房，電動鏟運機鏟裝，無軌運輸車運輸。

2掛幫礦回采遇到的問題

如圖1所示，在穿脈巷的兩側均布置有出礦進路，其中穿脈巷右側的出礦進路布置在礦柱中，由于首先對礦柱進行回采，礦柱回采后形成了空區，對礦柱進行充填后，穿脈巷右側的原出礦進路不再存在， 礦房變成了單邊出礦，單邊出礦有以下缺點：（1）出礦進路減半，出礦能力也相應減半。（2）出礦進路單側傾斜，不便設備和人員出入。（3）作業面堵塞時，由于空間不足，只能采用人工平場，強度大、效率低。

礦柱充填后礦房單側出礦示意圖見圖2。

圖2：礦柱充填后礦房單側出礦

3出礦進路再造

針對以上存在問題，可采用再造出礦進路的辦法解決，再造的進路在滿足安全要求的同時，還應滿足生產、經濟實用性，避免重復建設，不破壞礦柱充填物的穩定性。經研究分析，篩選出了以下3個可行性方案。

（1）方案一：在礦柱充填體中，原進路所在位置進行鑿巖爆破，再次形成進路。此方案存在缺點有：增加掘進量，產生額外費用；破壞充填體的穩固性，對后期回采礦房帶來安全威脅。

（2）方案二：采用封閉式的鋼骨架預先支撐，然后進行充填，待充填物穩固后拆除骨架，該方案操作性較強，但仍存在如下問題：骨架采用鋼材，充填后即使還能拆除，大多也無法再利用，成本高；搭建和拆除時工作量大；充填時，骨架往往局部或單側首先受到充填物的擠壓，受力不均，極易出現變形或垮塌。

（3）方案三：用磚塊在設計進路位置按照設計斷面進行堆砌，然后進行充填，因磚塊成本低，充填后磚塊回不回收均可。此方案不僅解決了前兩個方案的缺陷，而且還保留了充填前的預制優勢。

4塊磚干砌法對出礦進路再造技術

4.1塊磚干砌出礦進路工藝

（1）礦柱回采完畢后，根據設計進路斷面參數，在空區內用塊磚堆砌拱形的進路；（2）在堆砌好的拱形進路外層敷設雨布，防止充填砂漿滲透；（3）對空區進行充填，并適時查看再造進路砂漿滲透情況；（4）充填體達到相應強度后，拆除塊磚并對進路進行修整。塊磚干砌法進路再造示意圖見圖3。

4.2塊磚干砌出礦進路工藝關鍵

（1）進路按照設計斷面參數進行干砌，保證滿足生產要求；（2）磚塊干砌進路封口時用雨布蓋嚴，防止充填砂漿流入；（3）堆砌進入時，拱形頂以空心磚為主，保證滲水性。

4.3效果和經濟評價

充填強度達到設計要求后，進路可投入使用，避免了爆破對充填體的破壞，拆下的磚塊可繼續使用，節約了成本，出礦效率提高一倍。結合筆者所在礦山的實際經驗，以一個中段需再造30條進路計算，可減少工程費用約為110萬。

5結語

掛幫礦回采工程中“磚塊干砌法”再造進路的成功，完美解決了 無底柱淺孔留礦法采礦時單側出礦的弊端，創造了可觀的經濟效益。該再造方案施工簡單、成本低、過程易于管控，應用性較強。在大面積垮塌井巷工程再造、采準結構修復等工程中可大力推廣應用。

參考文獻

[1] 解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京：冶金工業出版社，1986.

[2] 王青，史維祥.采礦學[M].北京：冶金工業出版社，2007.