逆向采準工程在上向水平充填采礦法中的應用

于曙華，孫廣猛，薛超

(嵩縣山金礦業有限公司， 河南 嵩縣 471400)

0 引言

在嵩縣山金礦區北翼12-16線間有一條急傾斜薄礦體，礦體走向長度約80 m，平均厚度約3.6 m。對于此類礦體采用常規的盤區式采準工程布置方案工程量較大，產生的經濟效益低。因此針對此類礦體的采準工程布置方式進行了研究，創造性地提出了逆向采準工程施工方案。這種方案極大地節約了采準工程量，帶來了更大的經濟效益，實現了該類礦體的安全高效經濟回采，也為同類型礦體的回采提供了思路。

1 地質概況

1.1 礦體特征

60中段北翼礦體賦存于M1構造蝕變帶內，礦體巖性為構造角礫巖，角礫狀結構，塊狀構造；礦化以硅化、黃鐵礦化為主，黃鐵礦化呈浸染狀分布于巖石裂隙。礦體沿走向長度約80 m，平均厚度約3.6 m。

1.2 構造特征

該地段控礦主構造的下盤構造明顯，局部發育有斷層泥，構造產狀為290°∠58°，12線以南構造板上夾石發育，厚度逐漸增大，回采中注意結合取樣剔除。上盤構造不明顯，與上盤石英斑巖呈漸變接觸。

1.3 圍巖地質特征及脈巖

礦體上盤為碎裂巖，見有硅化、高嶺土化、綠簾石化等蝕變；礦體下盤為鉀化斑巖，具有鉀化、硅化，黃鐵礦化等蝕變，上盤邊界受構造嚴格控制，有明顯的邊界；礦體下盤與圍巖呈漸變接觸關系，通過各分段采場聯巷控制礦體下盤邊界。

1.4 礦巖穩固性

上盤圍巖局部受構造應力作用呈粒狀、泥狀，巖石破碎、完整性差、遇水易垮落，施工過程中應密切注意采場上盤及頂板變化；礦體及下盤圍巖完整性較好，但在構造節理發育地段穩固性差。

1.5 水文地質情況

該采場水文地質情況簡單，無涌水，穿脈14線下盤有淋水現象，其余局部上盤構造有滴水。

2 采準方案

2.1 采準方案優化原因

60中段北翼礦體走向長度約80 m，平均厚度約3.6 m，構造產狀為290°∠58°，屬于急傾斜薄礦體。對于此類礦體采用盤區式采準方案布置，需施工脈外運輸巷、斜坡道、采場聯巷、溜礦井等一系列采準工程，施工工程量大，回采效率低。因此，針對此類礦體采準方案進行了優化，以節約工程量，提高采礦效率，達到安全高效回采的目的。

2.2 逆向采準施工方案的布置方式

北翼 12～16線礦體屬于急傾斜薄礦體，礦體和上盤圍巖穩固性較差，資源儲量較少，但礦石平均品位高。綜合多種采礦方案，最終確定上向水平充填采礦法[1-7]，以降低貧化率和損失率，保證安全高效回收礦石。

北翼12～16線劃分為1612一個采場，采場長度為80 m，采場中部布置有脈內充填回風井，與上部中段貫通，溜井及行人通風井布置在脈外，通過采場聯巷聯通，采場聯巷通過壓頂作業對采場換層；采場采高3.5 m，共劃分11層，一分段采場聯巷擔負二分層采場回采任務，二至四分段采場聯巷各擔負三分層回采任務；為減少采準工程施工量，將逆向采場聯巷施工方案應用在上向水平充填采礦法，即分段采場聯巷完成對應分層礦體回采，即將換層時，自回采完成的采場內逆向施工采場聯巷與行人通風井、溜井貫通，然后再反向壓頂至下一分層礦體底板標高的方案。

重點介紹二分層回采準備及三、四、五分層正常回采。

（1）首先完成對一分層回采、充填作業，隨后對一分段采場聯巷進行壓頂作業，壓頂至二分層底板標高，對二分層礦體進行正常回采。同時需施工脈外溜井和行人通風井，為下一步回采做準備。

（2）對二分層礦體回采完成后在礦房采空區內逆向施工二分段采場聯巷（見圖1），使二分段采場聯巷與溜礦井、行人通風井貫通，施工采場聯巷產生的廢石可回填至第二分層采空區內。

圖1 一分段平面圖

（3）對第二分層采空區進行充填養護，充填期間鏟運機存放在二分段采場聯巷內。

（4）第二分層采空區充填養護完成后再對二分段采場聯巷進行壓頂作業，壓頂至第三分層底板標高，隨后對第三分層礦體進行回采。

（5）第三分層礦體回采完成并進行充填養護后，可對二分段采場聯巷繼續進行壓頂作業，然后回采第四分層礦體，按此順序繼續回采第五分層礦體。

（6）回采完第五分層礦體后，二分段采場聯巷換層任務結束，繼續在五分層采場內逆向施工三分段采場聯巷與溜井、行人通風井貫通（見圖2），依次完成對應分層礦體回采任務。

圖2 二分段平面圖

采場回采方案見圖1、圖2、圖3。

圖3 縱投影圖

2.3 出礦運輸

采場主要通過鏟運機運輸，在逆向施工采場聯巷過程中可將廢石回填至采空區內，在礦石回采和采場聯巷壓頂過程中可將礦石（廢石）由采場聯巷倒入溜井，由震動放礦機放入礦車，由電瓶車牽引礦車倒入中段主溜礦井，礦石下部中段運輸巷經振動放礦機放出裝車，由電機車運至馬頭門，經主豎井罐籠提升至地表。

2.4 采場通風

新鮮風流經主豎井→石門巷→北翼運輸巷→通風井→局部通風機壓入采場，生產作業后，污風→充填回風天井→上部中段→運輸巷→盲豎井石門巷→二級盲豎井→一級盲豎井→地表。

2.5 行人及支護材料運輸

人員可通過上一階段運輸巷經行人通風井出入采場，支護材料通過溜井上部由卷揚機運輸至階段聯巷內。

3 采準方案經濟效益對比

針對 60中段北翼礦體，若采用機械化盤區采礦，則需投入一系列分段巷、斜坡道、采場聯巷等工程，主要掘進工程量見表1，主要掘進工程費用見表2。

表1 主要掘進工程量/m

表2 主要掘進工程費用/萬元

4 結論

針對嵩縣山金七中段北翼礦體走向長度短、平均厚度薄、礦體傾角大、地質品位高、巖石穩固性較差的特點，為保證安全高效經濟回采，提出了逆向采準工程施工方案。與機械化盤區開采相比，此方案采準工程量少、施工效率快、經濟效益高，同時又能根據巖石穩固性在上向和下向開采間靈活轉換，在保證安全的前提下可經濟高效地回采礦體。