頂板不穩固薄礦體開采分析

陳相敏

(煙臺市鑫蓬礦山工程有限公司，山東 煙臺 264109)

一、房柱開采法

（一）預切頂深孔房柱開采。在實際開采的時候，為了滿足基本孔深的超前作用，施工人員一定要注意對開采規范進行有效的控制，綜合化地對基本設施進行設置，與實際情況結合，對盤區的開采作用進行調控，與此同時，還需要加強監管控制力度，在實際進行部署的過程中盤區長度需要設置在60m～100m 之間，傾斜長度需要設置在40m～650m 之間。在進行結構排布的過程中，一定要注意將礦區房間距離創建起來，這樣才能保證整個底柱的結構，在柱子高度進行設計的過程中需要綜合的進行考慮。在執行回采時，需要有機的結合開切拉鋸和實際頂端高度，分段來進行建設，保證符合上下結構回采的需求，將網絡結構通過錨桿的方式建立起來，有效改善網度形象的結構保護，在對下部礦體進行回采的過程中一定要有機的結合下部鑿巖，另外對上下山進行有效控制，保證基本深孔鑿巖設的管理。在對鑿巖設備進行選擇的時候，還需要與實際情況相結合，具體分析比對爆破方式，保證開采的安全性。

（二）潛孔落礦結柱房柱法。為了對普通房柱進行保護，防止礦柱產生較大的損失，一定要注意對基本設施進行保護，然而在操作過程中會對能源產區的區域范圍產生影響，出現一定的隱患。通過潛孔落礦結柱房柱法進行開采的過程中，需要注意合理的對盤區走向進行布設，由于盤區的走向長度通常在30m～60m 的范圍之內，在實際應用的過程中會導致預留礦柱的寬度增加，造成占用空間大幅度增加，影響建筑基本設施的場地空間，因此一定要對采礦房區進行控制，這樣才能保證對尾砂填充的具體效果。從運輸礦石和采礦的具體結構綜合控制要求進行分析，在基本框架結構填充的過程中，一定要有機地將頂板和結構網絡結合起來，加強支護的效果，形成完善的基礎設施，順利地進行分層開采，我國礦山結構中，建設房柱時一定要注意做好基礎建設，加強相應設備的防護，保證開采的安全性和合理性。

二、開采技術條件

某螢石礦Ⅰ#礦體賦存于F1 斷裂中，分布于礦區南部，探明礦脈沿走向近280m，斜深140m，寬1.01～1.51m，平均厚1.18m，走向50°，傾向320°，傾角為45°～73°不等，平均品位為58.99%，總礦量為129516t，CaF2 含量為76401t。F1 斷裂分布于礦區南部，長近千米，寬0.6～2.8m，帶內以碎裂巖為主，斷裂走向50°左右，斷裂中構造角礫、糜棱巖等構造巖發育，斷裂構造性質以壓扭性為主，張性為次。構造均以礦化蝕變破碎帶的形式出現，沿走向和傾向呈舒緩波狀，螢石礦體賦存于破碎帶和蝕變帶中。

三、采礦方法選擇

結合實際情況并根據礦體的賦存要素來確定適合礦區地質條件的采礦方法。該螢石礦制約采礦方法選擇的主要因素:①礦體傾角45°以上，采下礦體局部可以自溜出礦，局部需要外力出礦;②礦體頂板不穩固，需要對頂板進行支護;③礦體賦存于破碎帶中，需控制采空區暴露面積。根據以上影響因素進行理論分析認為:影響因素①②決定了只能采用小中段采礦，否則出礦會很困難而且不安全，頂板冒頂風險比較大，可能會導致礦石極度貧化甚至不能出礦，需要對頂板進行支護;影響因素②③表明，處于對支護效果及采礦安全考慮，留不規則點柱比較經濟且合理，在回采過程中，可將貧礦或夾石作為礦柱。基于以上分析，決定初步采用小中段房柱采礦法和傳統淺孔留礦法。通過對2 種初選方法對比分析，傳統淺孔留礦法礦塊生產能力要優于小中段房柱采礦法，因為要墊采，前期不能大量出礦，每次只能出1/3采下礦石，導致實際每天的出礦能力不如后者。由于均采用留礦柱支護頂板，其貧化率跟回采率相比無變化。但在掘進量方面，因傳統淺孔留礦法采用沿脈、脈外方式進行開采，導致工程量明顯要更多，故最終決定采用小中段房柱采礦法。

四、采礦工藝

（一）礦段的布置

要求按照標準沿著礦床的方向將礦山劃分為多個礦段，并沿礦體本身的方向每40m 重新布置工作面。礦化帶的標準應沿礦體傾斜部分的方向分成幾個小的西部部分。端部的實際高度控制在12m 左右，礦場坡度的長度為17m左右，長度為40m 左右，支撐梁為2m，沿脈突出部構造出脈管連接板。它也可以作為運輸路線。施工單位應沿靜脈方向每8m進行一次。南段采用采礦。地雷是從脈的最后一座山上開采的。礦石排出后，沿礦脈返回相鄰的山脈。首先，對下半部分和左半部分進行規劃，下支柱和左半部分距離在2m，以支撐混凝土澆筑。礦井的兩側被吹成一個小的三角形支柱，以支撐屋頂。然后開采大三角形支柱的上部和中部。在開采過程中，如果頂梁穩定，則沒有支柱，或者礦石或夾雜物貧乏。如果屋頂不穩定，則應使用不規則的支柱來保護屋頂。完成后，將開采下部的三角形支柱，這一過程中根據混凝土澆筑的穩定性，決定是否保留。

（二）回采工作

1.回采順序

中段內采取后退式回采，礦房內從最后一個沿脈上山開始回采，待回采礦石出盡退至相鄰的沿脈上山，依次后退回采。在沿脈上山內，先采下部，下部留2m 底柱支撐頂板，沿上山向兩側爆破落礦，形成三角礦柱支撐頂板，然后回采三角礦柱上部礦石。回采過程中，如頂板穩固，可不留設礦柱或將貧礦或者夾矸不予采落留作礦柱。若頂板不穩固，則必須留不規則礦柱保護頂板。待上部礦石回采完成后，回采下部三角礦柱，視頂板穩固情況決定是否留設礦柱。

2.鑿巖爆破

在上山內作業，淺孔鑿巖，只采礦石不崩落圍巖，可提高礦體的回采率，降低貧化。采用YT28A 型氣腿式鑿巖機淺孔落礦，孔徑為34～42mm，孔深2～2.5m，排間距為0.6～1.0m，孔間距為0.8～1.0m。爆破采用乳化炸藥人工裝藥方式，非電導爆管起爆。

3.礦石運搬

爆破崩落的礦石堆積在沿脈巷道內，局部不能自溜的需要人工扒礦至沿脈巷道內，通過扒渣機裝至電動三輪車，運送到井口卸載至礦車，通過豎井提升到地表。

(三)通風

采場采用局部通風機配合自然通風，扒渣機三輪車司機均位于風流上風側，風流經過沿脈巷道進入采場，帶走工作面污風后由上中段回風巷進入空區。回采中后期，可將頂柱采透，與上部運輸巷相通，改善采場通風環境。

(四)頂板管理及采空區處理

每次出礦后，進入采場前必須人工排險，敲幫問頂，清理浮石，確保安全后工作人員方可進入采場進行下一班工作。班組間做好跟班檢查記錄、交接班記錄。采場回采過程，根據頂板完整情況留點柱，點柱尺寸為2m×3m，局部貧化礦石及夾矸可不予回采，留作點柱。

(五)主要經濟技術指標

小中段房柱采礦法降低了頂板管理難度，提高了采場安全系數，但由于頂板管理需要留設點柱，導致其回采率偏低，后退式回采、局部人工扒礦限制了礦塊生產能力，但保證了礦石品位及單采場回采過程中掘進量較少。其主要技術指標見表1

表1 小中段房柱采礦法主要技術指標

五、結語

結合該礦實際情況，對其頂板不穩固薄礦體開采方法及工藝進行研究，通過理論對比分析，決定采用小中段房柱采礦法，實踐應用后達到了頂板管理的效果，有效地降低了冒頂事故風險，安全采出礦石并保證了礦石品位。由于礦山開采的特殊性，還需要加強現場施工監督管理，確保開采工作安全有序進行。