分段空場嗣后充填采礦法在跑馬坪礦段的應用研究

張國聰

摘要：簡述了跑馬坪礦段目前采礦方法及存在的問題;詳細描述了分段空場嗣后充填采礦法在跑馬坪礦段的應用實踐，詳細闡述了分段空場嗣后充填采礦法，在跑馬坪礦段應用產生的經濟效益。實踐證明，應用分段空場嗣后充填采礦法進行跑馬坪礦段礦產開采能夠產生較為顯著的經濟效益。

關鍵詞：分段空場嗣后充填采礦法;跑馬坪礦段;應用實踐

一、跑馬坪采礦方法現狀及存在的問題

跑馬坪礦段現采用有底柱分段崩落法采礦。礦區礦體厚大，形態規整，鉛鋅品位高，采用現在的有底柱分段崩落法開采，雖生產能力大，出礦效率高，成本低，但存在以下嚴重問題：礦石回采率低，損失、貧化大，資源浪費較大;據統計，現有采礦方法的損失率達28%，貧化率達23%;礦區上部保有的大量殘礦資源遭受破壞，將難回收利用;地表巖體移動及塌陷將使地面雨水倒灌入井下，井下易發生泥石流，危及井下作業人員安全;地表塌陷范圍的進一步擴大，危及露天采場邊坡及低品位氧化礦堆場的安全。鑒于此，本得題重點之一就是研究改變采礦方法。采礦方法重選原則包括，確保開采安全;采礦工藝成熟、設備先進、技術可靠;回采率高，貧化率低;礦塊生產能力大、采礦效率高，勞動生產率高;盡量降低開采成本。

二、分段空場嗣后充填采礦在跑馬坪礦段的應用

當礦體厚度<15m時，選擇沿走向布置的分段空場嗣后充填采礦法，出礦比例占16.48%;當礦體厚度≥15m時，選擇垂直走向布置的分段空場嗣后充填采礦法，出礦比例占83.52%。

（一）回采順序及基建采切礦塊位置和數量

垂直方向上，自2.80m水平中段從上往下的回采順序開采;礦體傾角48°～76°，分ⅩⅦ號和ⅩⅧ號礦體，為保證回采安全，先回采上盤ⅩⅦ礦體，后回采下盤ⅩⅧ號礦體。采場內按從下往上順序依次分層回采。按1200t/d開采規模，150～180t/d的采場生產能力計算，礦山需同時回采出礦的礦塊數7～9個，備采礦塊數3個，采準礦塊數2個，共12～14個基建礦塊。在改擴建工程期間，1180m中段可滿足正常的回采任務。

（二）回采工藝

1、礦塊構成要素

礦體水平厚度<15m時，礦塊（采場）沿走向布置，長50m，寬為礦體水平厚度。礦體水平厚度≥15m時，采場垂直走向布置，寬10～12.5m，2個采場組成一個礦塊（一個礦房、一個間柱，隔一采一），4個礦塊組成一個盤區。采場長為礦體水平厚（當礦體水平厚度超過45～60m時，按2個采場布置，中間留連續間柱）。中段高40m，分段高10.00m，頂柱厚度3.5m，采用塹溝平底結構，高度6～8m。

2、采準切割

分段空場嗣后充填采礦法在礦體下盤沿走向掘脈外運輸平巷，并每隔25m（厚大礦體）或50m（中厚以下礦體）掘穿脈運輸平巷，厚大礦體上盤掘脈外回風平巷。從采場底部穿脈或沿脈運輸巷（又為鏟運機出礦平巷）每隔5m～8m向礦體方向掘鏟運機裝礦橫巷、塹溝平巷。從脈外運輸平巷內掘人行斜坡道，沿斜坡道每隔9m～11m掘分段鑿巖聯絡道和分段鑿巖巷道。切割工作主要包括端部切割天井和形成底部塹溝。切割充填回風天井掘于采場中部礦體內（采場沿走向布置時）或礦體與頂部圍巖交界處，聯通各分段鑿巖巷道和上中段巷道。采切巷道斷面4.00m2～6.92m2，掘在礦體底板內的平巷噴砼支護或不支護，掘在礦體內或頂盤內的平巷原則上不支護。自中段穿脈內靠礦體頂板附近上掘切割、回風、充填天井（切割天井2×2m，回風天井為φ2.50m）;自脈外采區斜坡道沿礦體走向掘分段平巷，垂直礦體走向掘分層聯絡道至礦體內，并與靠礦體上盤的切割、回風、充填天井相通，同時在礦體下盤適當位置掘φ2.50m的礦石溜井。

3、回采

選用YGZ90鑿巖機配TJ25臺架，鑿巖效率：35～40m/臺班，一個采場一臺工作、一臺備用。鑿巖自切割天井四周開始，孔徑Ф60mm，向上垂直炮孔，孔網參數：排拒1.5m，孔底距1.2～1.5m，孔口距0.5～0.7m，邊孔距采場邊界約0.30m。人工或采用BQ-100型裝藥器裝填2#巖石硝銨炸藥，微差導爆管雷管起爆，每次爆破8～10排炮孔，礦石最大塊度控制在500mm內。 新鮮風流自中段穿脈平巷經順路濾水井進入采場，洗刷工作面的污風由切割、回風、充填天井進入上中段回風充填平道。為縮短采場爆破后的排煙時間，改善采場通風條件，采場內設置1～2臺K58-1No.4局部通風機加強通風。禁止放炮后通風時間（15min以上）不足操作人員即進入工作面工作。選用WJD-0.75型電動鏟運機，出礦效率：60t～80t/臺班，按鏟運機出礦效率、設備完好率、工時利用率等因素計算，深部按1200t/d的出礦規模計算，需5臺工作，3臺備用。采場出礦過程中，將爆堆中的大塊暫放于采場一側，或鄰近巷道內，打眼裝藥破碎。

4、充填

礦塊回采分兩步進行，一步驟回采礦房。礦房回采結束后，采空區用尾砂膠結充填，砂漿灰砂比1：10，同時可充入部分廢石。為便于間柱回采及頂、底柱的回收，底部結構及其以上4m和空區頂部4m左右采用膠固料含量較高的尾砂膠結充填，進行澆底和接頂，砂漿灰砂比1：4。二步驟回采礦柱，深部分段空場嗣后充填采礦法的礦柱回采工藝與礦房基本相同，主要區別為充填工作時，除澆底接頂與礦房相同外，中間主要空區部分采用低膠固料含量的尾砂膠結充填，灰砂比1：20。分段空場嗣后充填法鑿巖、出礦等主要工序均在巷道內進行，嗣后充填采礦法的采場空區是在采場回采結束后立即一次進行充填處理的，生產中應盡量減少空區的暴露時間。

三、應用分段空場嗣后充填采礦法產生的經濟效益

從表1知：礦區保有設計利用資源儲量3899.49kt，有底柱分段崩落法損失率28.00%，貧化率23.00%;有底柱分段空嗣后充填法損失率14.97%，貧化率9.59%。計算得有底柱分段空嗣后充填法可多采出礦石34.06kt，多采出金屬量：鉛3781t，鋅45572t，服務年限內銷售收入多34778萬元，達產年平均多3598萬元/a;可比總成本費用相應多1692萬元/a（單位礦石成本多42.73元/t，詳

見表1），達產年可比利潤總額多1907萬元/a，服務年限內可比收益現值多8707萬元/a，故設計推薦本分段空場嗣后充填采礦法。

四、結語

介紹跑馬坪段礦目前所采用的采礦方法，羅列了該方法存在的缺陷，針對該方法存在的問題提出了采用段空場嗣后充填采礦法來對本地區的礦產進行開采。闡明了當礦體厚度<15m時，選擇沿走向布置的分段空場嗣后充填采礦法;當礦體厚度≥15m時，選擇垂直走向布置的分段空場嗣后充填采礦法，且對回采技術細節進行了詳細的闡述。并且對比傳統方法經濟效益十分顯著，對于分段空場嗣后充填采礦法的應用與推廣具有十分現實的意義。

參考文獻

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