下向進路十字交叉采礦在新疆阿舍勒銅礦中的成功應用

韓鋒偉 栗盼平

(新疆哈巴河阿舍勒銅業股份有限公司 哈巴河 836700)

1 概況

目前阿舍勒銅礦700m以上礦巖極其破碎，易發生冒落，很難適用于用其他比較經濟的采礦方法回采，采用進路采礦比較經濟合適。現有的沿著礦體走向布置進路采礦方法進路長度40～70m～90m，進路暴露面積大，頂板易垮落，支護工程量大，暴露時間長，維護多，回采時危險系數高，充填接頂不嚴密，相鄰進路開采時空區跨度加大，回采作業面溫度高，通風困難，加之充填體水化熱，使得現場作業條件差，嚴重影響生產持續穩定運行。針對以上問題，阿舍勒銅礦在750m分層進路初步試驗，上分層進路沿著礦體走向布置，下分層進路垂直礦體走向方向布置，上下兩層進路形成十字交叉，利用巖體穩固性和自承載性，通過合理的優化回采方案，進路順利回采，有效地解決支護和維護成本高、回采時危險系數高、回采作業面溫度高等“三高”問題，該技術的成功應用為指導進路采礦回采有著關鍵性的意義。走向回采存在的問題：

（1）進路暴露面積大、支護多、暴露時間長、維護工程量大，支護和維護成本高。

（2）充填接頂不嚴密，相鄰進路開采時空區跨度加大，回采時危險系數高。

（3）通風困難，加之充填體水化熱，回采作業面溫度高。

2 技術方案設計

進路回采在中段內劃分分段，分段高度一般為16.0～17.0m，每分段正常分5個分層，分層高度3～4m，回采進路首層沿礦體走向布置，下層垂直礦體走向布置。進路規格設計為3×(3～4）m2，矩形斷面。采用YT-28風動鑿巖機掘進，工字鋼支護，首層進路頂板為原巖，巖石破碎區域采用超前桿配合工字鋼支護，2m3鏟運機出礦。回采順序從上盤到下盤回采。

每條進路回采完畢必須進行膠結充填，防止空區暴露時間較長帶來危害。進路回采完畢，先平整回采進路底板，鋪設鋼筋網，并焊接拉筋，然后在進路口砌筑厚度為600mm紅磚擋墻或木質擋墻，沿進路頂板架設充填管和排氣管。充填時，必須及時排水，充填接頂時，等到排氣管大量有充填漿流出時，才能停止充填。上分層進路充填凝固后，開采下分層進路，下分層進路回采為充填體頂板，與上分層進路垂直布置，采用十字交叉支護，上下分層形成組合梁，圍巖的穩固性較好，可有效地減少鋼材的支護量。

3 實驗過程

在阿舍勒銅礦井下調研，并選擇750中段4線745分層和742分層采用下向進路十字交叉分層開采法做試驗，主要是該段礦體進路走向較長，40～70m,暴露面積150～245m2,通風距離長；垂直礦體走向進路長20～30m，暴露面積70～110m2，通風距離短，寬度較為適中。

4 回采成本及效果評價

（1）下向進路十字交叉采礦，空區暴露面積減少40.9%～55.0%,空區暴露時間減少50.0%～58.3%，開采安全性提高。

圖1 下向進路十字交叉分層開采采礦法布置示意圖

圖2745 分層進路沿礦體走向布置

圖3 742分層垂直礦體走向布置

（2）支護間距由1.2～2m擴大到2～4m,支護間距的擴大，不必“1掘1支”，可“2掘1支“組織施工,提高施工效率，確保爆破效果，防止充填體、廢石等爆落，防止已支護的材料被炸毀，對于破碎區域，可適當支護拱架，掘進速度提高33%，供礦能力提高33%。

（3）通風距離減少50%，作業面舒適度提高。

（4）傳統的上下分層進路采礦均沿著礦體走向布置，無拱架支護，工字鋼支護費用為2422元/m，支護總費用為2422元/m，鋼材單耗為211.2kg/m；垂直礦體走向進路，工字鋼支護量為1534.2元/m，拱架支護費用為479元/m，支護總費用為2013.2元/m，支護鋼材單耗為147.3元/m。巷道支護總費用降低409元/m，進路總長760m，節約支護成本31萬元，支護成本降低17%。

各項生產技術指標表明,控制效果明顯，提高了回采效率，使生產能力大大提高，有效地降低進路采礦的損失率、貧化率，從安全和經濟方面均可取得顯著的效益。

5 結語

采用下向進路十字交叉采礦，根據現場試驗及后續數據處理結果得出以下結論：

（1）提高安全系數，空區面積減少40.9%～55.0%，暴露時間減少50.0%～58.3%。

（2）提高回采強度，掘進速度提高，供礦能力提高。

（3）提高通風質量，通風距離減少，作業面舒適度提高。

（4）降低采礦成本，支護成本降低，節約費用明顯。

（5）進路接頂效果較好，有利于下分層進路開采。