進(jìn)路充填采礦方法的應(yīng)用

1、上向水平進(jìn)路充填采礦法在的試驗(yàn)與應(yīng)用一、概述.礦業(yè)有限公司位于.，距17公里，占地480畝，政府招商引資企業(yè)。于2002年10月.銅鉬礦破產(chǎn)資產(chǎn)組建。公司現(xiàn)有員工330人，其中中等專業(yè)以上文化程度占30%，注冊(cè)資本800萬(wàn)元，擁有固定資產(chǎn)6000多萬(wàn)元，年原礦處理能力15萬(wàn)噸，主要產(chǎn)品為銅精礦、鉬精礦、鐵精礦、硫精礦。礦由于礦體較多（大小120多個(gè)），只有3#礦體體形較大，其他礦體均較分散，礦石儲(chǔ)量等級(jí)較低， 3號(hào)礦體的頂板為粉砂巖或細(xì)碎屑巖，底板為大理巖；礦體在矽卡巖中的圍巖界線的巖性是漸變的，上向進(jìn)路充填法主要應(yīng)用于東礦帶3#礦體的開采。3#礦體及上盤圍巖穩(wěn)固性差，容易垮落。開始回采3#礦

2、體時(shí)使用上向水平分層充填采礦法采礦，礦房暴露面積較大，對(duì)安全威脅較大；即使多留礦柱，也難以保證回采安全，且造成礦石回采率降低。因此，上向進(jìn)路充填法是針對(duì)3#礦體開采的最佳選擇。二、礦體開采技術(shù)條件（一）、礦體情況：3號(hào)礦體賦存在壺天群與高麗山假整合面的壺天群一側(cè)交代白云質(zhì)大理巖而成礦，局部礦化到高麗山組一側(cè)，礦石類型主要為含銅黃鐵礦型、含銅磁鐵礦及單硫礦。礦體主要分布在45線-24線之間，走向20°70°，走向長(zhǎng)度145米； 礦體傾向SE，傾角55°85°；厚度318米，平均9米。礦體形態(tài)較復(fù)雜，呈似層狀，且受構(gòu)造的影響,礦體局部巖層倒轉(zhuǎn)。（二）、礦體工

3、程及水文地質(zhì)條件1、頂、底板穩(wěn)定性1）3號(hào)頂板多為高麗山組破碎帶、風(fēng)化矽卡巖，高麗山組破碎帶及風(fēng)化矽卡巖抗壓強(qiáng)度P788公斤/平方厘米，普氏系數(shù)f0.11，不穩(wěn)固，；底板多為大理巖，其整體穩(wěn)固性一般，局部為高麗山組砂頁(yè)巖破碎帶及風(fēng)化閃長(zhǎng)巖，穩(wěn)定性差。2、工程地質(zhì)條件礦體的工程條件復(fù)雜類型主要分布在上盤砂頁(yè)巖破碎帶、F2斷裂帶。其它為中等類型，主要分布為礦體下盤，主要巖性為大理巖、矽卡巖、風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)玢巖及部分礦體。綜上所述，其工程地質(zhì)主要問(wèn)題是當(dāng)坑道掘進(jìn)到斷裂破碎帶、風(fēng)化帶時(shí)，將會(huì)碰到比較復(fù)雜的情況。3、水文地質(zhì)條件礦體水文地質(zhì)條件為中等復(fù)雜型，其主要含水層分為裂隙巖溶含水層、裂隙含水層、孔隙

4、含水層三類，前兩類按富水程度分為強(qiáng)、弱兩層，第三類為弱富水層。4、斷裂F2斷裂帶位于硫礦體上盤及附近（20米至100米），其發(fā)育在石板路倒轉(zhuǎn)背斜的南東翼。斷層規(guī)模較大，走向長(zhǎng)度大于2000米，北東向貫穿整個(gè)礦區(qū)并向外圍繼續(xù)延伸。走向2030°，斷層面傾向南東，傾角一般為6080°。主要以碎裂巖為主，角礫巖次之，成分由粉砂巖、細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等組成。巖石膠結(jié)不緊，呈疏松狀，膠結(jié)物中見后期礦化現(xiàn)象，說(shuō)明F2為成礦前的斷裂，在主要成礦期后還有繼承性活動(dòng)。斷裂帶在礦體上盤附近，工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，其中F2斷裂帶為富水性強(qiáng)的裂隙含水層，因此對(duì)礦體探查時(shí)應(yīng)有防范措施，防止出現(xiàn)垮塌、

5、突水危害。綜合以上分析，3#礦體開采地質(zhì)條件總結(jié)為以下幾點(diǎn)：1）、上盤破碎，礦體的頂板允許暴露面積?。◤亩嗄杲?jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)推斷，允許暴露面積2m×10m）；2）、地表不允許塌陷，只能用充填法開采；3）、中段高度50m，礦體邊界和形狀變化大；4）、礦體厚度不均，厚大部位為18m，最薄區(qū)僅為3m。三、采礦方法（一）采礦方法的選擇 3#礦體屬于急傾斜薄至中厚礦體，且頂板破碎，屬于國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的復(fù)雜難采礦體。根據(jù)礦山開采的技術(shù)條件以及相似礦山采礦方法試驗(yàn)研究的經(jīng)驗(yàn)，此處可采用的采礦方法包括上向水平分層充填法、上向進(jìn)路充填法，下向進(jìn)路充填法，各采礦方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表1表1 不同采礦方法對(duì)比采礦

6、方法適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)上向水平進(jìn)路充填法礦巖不穩(wěn)固但品位較高的礦體礦石損失率、貧化率低，工作面暴露面積小，安全性好。工效低，通風(fēng)差上向水平分層充填法任何傾角和厚度，頂板及圍巖穩(wěn)固的礦體礦石損失率、貧化率低，工藝簡(jiǎn)單安全性差下向進(jìn)路充填法礦巖極不穩(wěn)固但品位經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的礦體礦石損失率、貧化率低，安全性好工效低，回采成本高由表1看出，上向水平分層充填法開采暴露面積較大，對(duì)圍巖穩(wěn)固性要求高，因此不宜采用，下向進(jìn)路充填法雖然安全性較好，但回采成本高、工效低，適用于極不穩(wěn)固經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的礦體，因此也不宜采用。盡管上向水平充填法相對(duì)工作效率低，通風(fēng)差，但安全性相對(duì)較好，且具有礦石損失貧化率低的優(yōu)點(diǎn)。因此選用

7、上向水平進(jìn)路充填法作為3#礦體的采礦方法。采場(chǎng)布置平面圖（二）采準(zhǔn)切割工程 采準(zhǔn)切割工程主要包括穿脈運(yùn)礦巷道，充填回風(fēng)（順路）上山等， 出礦溜井、順路人行進(jìn)風(fēng)井，充填回風(fēng)上山，分層巷道。進(jìn)路回采是在采準(zhǔn)工程完成后所進(jìn)行的正常采礦生產(chǎn)，其工藝過(guò)程包括鑿巖、爆破、通風(fēng)、護(hù)頂（支護(hù)）、出礦等。進(jìn)路回采按照生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)要求，分為一步進(jìn)路回采和二步進(jìn)路回采。（三）回采1、進(jìn)路按設(shè)計(jì)，在分層平面上，自北向南，將回采進(jìn)路依次編號(hào)為1、2、3、 22、23等。在進(jìn)行進(jìn)路回采時(shí)，每一分層的單號(hào)就是一步回采進(jìn)路，雙號(hào)則是二步回采進(jìn)路。根據(jù)3號(hào)礦體巖性特點(diǎn)及多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一、二步回采進(jìn)路斷面均按3.5*3.0米（寬

8、*高）規(guī)格設(shè)計(jì)布置。進(jìn)路坡度：為便于充填接頂，按設(shè)計(jì)所有進(jìn)路必須留有10%（5度43分）的下坡。 2、分層巷道 分層巷道設(shè)計(jì)：垂直礦體走向布置的回采進(jìn)路，分層巷道布置在礦體的下盤礦巖接觸帶礦體的一側(cè)，其斷面規(guī)格為2.6*3.3米2（寬*高），長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)V體的走向長(zhǎng)度，坡度為0°； 分層巷道必須便于與所有的采準(zhǔn)工程聯(lián)通，包括：礦石溜井，順路人行井，回風(fēng)充填上山。 3、礦石溜井 進(jìn)路采場(chǎng)各設(shè)計(jì)3個(gè)斷面為1.5米的鋼結(jié)構(gòu)礦石溜井，其位置設(shè)在回風(fēng)上山的下口附近的下盤圍巖中，或沿走向布置的分層巷道圍巖的一側(cè)，自北向南依次編號(hào)為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)。傾角為60°90°不等，最緩應(yīng)大

9、于55°。 在采準(zhǔn)過(guò)程中，或根據(jù)需要確定某個(gè)溜井作為臨時(shí)廢石溜井使用。 4、順路人行進(jìn)風(fēng)井 采場(chǎng)各設(shè)計(jì)3個(gè)順路人行進(jìn)風(fēng)井，其位置原則上設(shè)在回風(fēng)上山下口附近的下盤圍巖中，根據(jù)需要可作適當(dāng)調(diào)整，自北向南依次編號(hào)為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)。斷面為1.2*1.2米2。其結(jié)構(gòu)形式、傾角可根據(jù)回采進(jìn)路通風(fēng)的需要進(jìn)行布置。 5、充填回風(fēng)上山。充填回風(fēng)上山按設(shè)計(jì)根據(jù)需要每個(gè)中段可布置13條，斷面為2.0*2.0米2，其中一條作為設(shè)備井，斷面為2.4*2.4米2。按要求均布置在礦巖接觸線上礦體下盤的一側(cè)，其傾角即是礦體的傾角。其下口與采場(chǎng)聯(lián)通，上口與上中段聯(lián)通。（四）、生產(chǎn)與施工 1、生產(chǎn)施工過(guò)程中，主要是針

10、對(duì)分層巷道施工和進(jìn)路回采生產(chǎn)，因?yàn)樯舷蜻M(jìn)路采礦法的生產(chǎn)要求較高，工藝標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)，技術(shù)條件相對(duì)較復(fù)雜，所以生產(chǎn)與施工的要求相應(yīng)較為嚴(yán)格。 2、分層巷道施工 由于垂直礦體布置的回采進(jìn)路其分層巷道設(shè)計(jì)在礦巖接觸線礦體的一側(cè)，而實(shí)際情況則是礦巖相互交叉，接觸界線不十分明顯，可能或多或少會(huì)產(chǎn)生廢石的混入，造成貧化。要求將礦石倒入溜井，廢石就地充填，以免造成損失或貧化。 由于分層巷道斷面規(guī)格較大，若遇巖層結(jié)構(gòu)不良地段需要支護(hù)，則應(yīng)采取錨桿掛網(wǎng)的方式加以支護(hù)。如還不能湊效，則輔以鋼支架或摩擦支柱聯(lián)合支護(hù)。 在每分層巷道初始施工時(shí)，其通風(fēng)作業(yè)條件相對(duì)較差，應(yīng)加強(qiáng)局扇通風(fēng)。3、礦石溜井和順路人井施工礦石溜井 在進(jìn)

11、行最后一次充填前，應(yīng)將礦石溜井用制作成型的鋼制溜井向上加高，每次增加高度3.0米。順路人井 順路人井同樣應(yīng)向上加高3.0米。4、進(jìn)路回采 進(jìn)路回采生產(chǎn)必須先是一步進(jìn)路，后是二步進(jìn)路。無(wú)論是一步進(jìn)路回采或是二步進(jìn)路回采，必須是從礦體的兩端向礦體的中央推進(jìn)，或是從礦體的一端向另一端推進(jìn)。 進(jìn)路回采根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)需要可以是一個(gè)進(jìn)路回采，也可以是多個(gè)進(jìn)路同時(shí)回采（一般為23條進(jìn)路同時(shí)回采），但必須是端部進(jìn)路超前于中央的進(jìn)路。（五）、充填 1、充填工作：一步、二步進(jìn)路均采用尾砂膠結(jié)充填。 2、一步進(jìn)路回采不得大于2條，應(yīng)及時(shí)采取尾砂膠結(jié)充填；當(dāng)二步進(jìn)路回采全部結(jié)束后，則采取尾砂膠結(jié)充填，包括對(duì)分層巷道的充填。 3、在進(jìn)行二步充填前，必須將出礦溜井、順路人井進(jìn)行加高。溜井和人行井加高后，二步進(jìn)路和分層巷道進(jìn)行最后的一次性充填；在進(jìn)行二步充填前，必須將出礦溜井聯(lián)絡(luò)巷、回風(fēng)上山聯(lián)絡(luò)巷預(yù)先挑高或貫通，通道斷面2.0*1.5米為宜，為上一分層的分層巷道的掘進(jìn)創(chuàng)造條件。四、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 由3#礦體主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可知，上向分層進(jìn)路充填法礦石損失率、貧化率低，生產(chǎn)能力達(dá)到預(yù)期效果，具體見表2所示。表2 不同采礦方法對(duì)比序號(hào)指標(biāo)名稱數(shù)值1回收率（%）89 2貧化率（%）6 3損失率（%）84進(jìn)路生產(chǎn)能力（t/d）1205