马 武，朱志华，袁洪刚

（水口山有色金属集团有限责任公司康家湾矿，湖南 水口山 421513）

现在国内大型地下矿山根据矿石市场经济价格及地理环境条件原因，开采过程中选择的采矿方法一般多分为两种，一种是充填采矿法，一种是崩落采矿法，但崩落法会造成地表塌陷，对周边环境有较大影响，充填采矿法是采用胶固材料与尾砂配比对井下采空区进行充填，可以很好的平衡地压避免对周边环境的破坏，但缺点是成本要高于崩落采矿法。国内大型有色金属矿山普遍采用的是充填采矿方法。充填采矿法回采过程中会预留顶底柱，回采顶底柱会加大生产成本和安全风险，且矿石回收效率不高，故现在国内很多矿山都在探索无底柱式回采。既能安全高效回采矿体，减少矿量损失，又可以节约生产成本提高回采效率。

无底柱式回采就是矿体回采过程中，不预留底部结构，直接从中段平面拉切割层进行回采的采矿方法，其显著特点是不掘漏斗，运输巷道采用在矿体下盘与矿体走向相一致的脉外运输巷，直接从脉外运输巷道通过装矿联络巷进入矿体，然后沿矿体走向向两边掘进，两边装矿联络巷通过两到三茬炮相互贯通，然后向上挑顶回采作业。用电动铲运机或装载机进入装矿联络巷从采场装矿作业。装矿人员及装矿机械不必暴露在采场内，较为安全。

1 工程概况

康家湾矿床为1975年发现的铅锌金银盲矿床，隐伏于白垩系—侏罗系之下的二叠系地层中。矿体定位于康家湾隐伏倒转背斜与F22逆冲推覆断层相切割的二叠系当冲组硅质岩、泥灰岩与栖霞组碳酸盐岩相接触的层间硅化破碎角砾岩中。硅化破碎角砾岩带呈北北东走向，长约3000m，宽150m～700m，矿体呈似层状、透镜状叠加产出。矿体埋深距地表150m～600m，由南向北逐渐抬高。康家湾铅锌矿属于大型水体下开采的矿床，地表不允许塌陷，故回采时采取的是上向水平分层胶结充填采矿法。该采矿法一般工艺流程为：在中段平面7m副层布置切割层，采用上向水平分层胶结充填采矿法向上回采并及时充填采空区循环回采至上个中段平面。再采用临时支护配合间隔进路式回采7m副层以下预留的顶底柱残矿。通过这两种采矿方法结合使用，能够保证将矿体基本回收，不会造成过多矿量损失。但进路式回采难度大，需要在充填尾砂体下施工进路，且进路每掘进一米都需要用工字钢配合杉木条进行护顶支护，施工过程中难度大，回采效率低，施工成本高。为节约回采施工成本，降低回采难度，减少施工循环时间，提高回采效率。特对已探明的中段中厚急倾斜矿体开展应用不预留顶底柱（即无底柱）回采研究。以减少预留顶底柱残矿达到减少康家湾矿回采过程中进路采矿法占全矿会采矿量比重，达到在降低施工难度风险的同时节约成本提高效率的目的。

2 无底柱回采工艺及参数

根据矿体赋存情况可以分两种方法进行回采，一种是矿体赋存于中段平面以上，这类情况布置回采时，矿房长轴沿走向布置，一般为30m～60m，在脉外布置两条穿脉巷道，在其中一条穿脉巷道内布置一条运输平巷（位于脉外）贯穿另一条穿脉。在两条穿脉内分别布置一个人行天井，在运输平巷内布置一溜井上升打穿矿体。回采时，首先在两穿脉间布置一条切割巷贯穿矿体，以中段平面切割巷并以此为自由面扩大至矿房回采边界，待切采完毕后施工压采，一般采取一切两压制回采，分层高度2m，分段循环高度为6m。出矿完毕后对采空区进行充填，充填高度为3.5m，空顶高度为2.5m。然后施工联巷及绕道将天、溜井联穿采场，后续工序仍采用上向水平分层充填采矿法。具体回采参数参照表1。

一种是矿体自中段平面以下向上延伸至中段平面以上，这类情况布置回采时，和上述回采情况差不多，唯一不同的是回采顺序，在以中段平面切割巷并以此为自由面扩大至矿房回采边界，待切采完毕后不施工压采，而是施工平行中段平面切割巷方向施工削底切割巷并以此为自由面扩大至矿房回采边界，待切采完毕后对削底空区进行充填，待充填完毕后再施工压采，一般采取一切一削两压制回采，分层高度2m，如果中段平面矿体下延较多，则可能采取一切两削两压制回采，分段循环高度为6m。出矿完毕后对采空区进行充填，充填高度为3.5m，空顶高度为2.5m。然后施工联巷及绕道将天、溜井联穿采场，后续工序仍采用上向水平分层充填采矿法。采准工程布置参照图1、图2。

表1 回采工艺参数

图1 采准布置平面图

图2 采准布置剖面图

3 经济效益分析

矿山从2009年以来一直采用无底柱式回采方案回采十二中段以上顶底柱残富矿，通过多年来生产实践证明，该方法安全可靠，工作效率较高，未发生较大的安全事故，近11年取得了很大的经济效益。据统计，十二中段以上共减少顶底柱矿量约22余万吨，折算铅锌金属量2.2万吨以上，220000吨×10%品位×88.5%回收率×6000元/吨=116820000元，直接经济价值1亿多元。无底柱式回采回收了大量的顶底柱矿产资源，延长了康家湾矿生产服务年限，提高了矿山整体出矿品位，取得了很好的经济效益和社会效益。目前，十二中段以上仍在进行无底柱式回采工作，继续为康矿的生产经营和可持续发展做出积极地贡献。

4 结论

无底柱式回采方案通过近11年来康家湾矿在中段中厚矿体不预留顶底柱中的安全回采应用，证明了这种综合回采方案有很强的实用性，可以有效减少矿山回采产生顶底柱从而解决矿山在顶底柱残矿回采安全生产问题，掌握和灵活运用这种回采方案对矿山顶底柱安全回采有着重要作用和意义。