玲珑金矿灵山分矿盘区机械化充填采矿法的应用

2017-01-19时传龙闫懂金

采矿技术 2016年3期

关键词：采矿方法矿房采场

时传龙，卢亮，闫懂金

(山东黄金集团西和县中宝矿业有限公司，甘肃陇南市 742100)

玲珑金矿灵山分矿盘区机械化充填采矿法的应用

时传龙，卢亮，闫懂金

(山东黄金集团西和县中宝矿业有限公司，甘肃陇南市 742100)

玲珑金矿灵山分矿多年来在应用下向高水固结全尾砂充填采矿法的过程中，存在着采矿效率低、工人劳动强度大、采矿成本高等问题。通过对其他类似矿山成功经验的学习，针对自身矿体赋存特征，在井下试验运用了盘区机械化充填采矿法，采用新型尾砂胶结材料作为充填胶结料，有效解决了原采矿方法的问题，获得了良好的经济效益。

盘区机械化充填采矿法；新型胶结材料；回采工艺

1 地质概况及开采技术条件

玲珑金矿灵山分矿位于招远市西北25 km处的蚕庄镇灵山沟村。矿区位于区域Ⅱ级控矿断裂灵山-北截断裂带及其上盘，目前生产的1＃脉金矿体产于灵-北断裂上盘的分支断裂F1中。1＃脉矿体分布于F1断裂下盘，走向NE30°～60°，倾向SE，倾角41°～80°，矿体厚度1～30 m。矿石类型为碎裂状黄铁矿化绢英岩化钾化花岗岩，裂隙发育，稳固性差，硬度系数f＝8～10。矿石体重2.70 t/m3，松散系数为1.6，自然安息角40°～45°，常伴有滴水、淋水，开采技术条件复杂。

2 传统采矿方法

矿山过去主要采用下向水平分层进路高水固结全尾砂充填采矿法，矿房进路布置见图1。矿房沿矿体走向布置，长度为50 m，中段高度为40 m，矿房宽度即为矿体厚度，分层高度3 m。采场从上中段大巷水平开始逐层向下回采，下部分层回采作业在上分层的充填体保护下进行，在水平分层内，将采场平均划分为沿矿体走向布置的回采进路，进路长度25 m左右，宽2.0～3.0 m，高度3.0～3.5 m。回采顺序由下盘向上盘(采准天井布置在矿体下盘时，顺序相反)后退式回采。采场回采方式为一步回采，不留矿柱，矿石采出后即对采空区进行充填，该采矿方法的技术指标见表1。

采用该采矿方法存在的问题主要有以下几点:

(1)采矿效率较低。受回采工艺、充填材料及出矿方式等因素的影响，回采进路的长、宽、高等各项参数已基本固定，矿房每班只有一条进路作业，落矿、出矿、打板墙、充填、挪电耙等工序在时间上需要依次进行，劳动组织形式单一。采场生产能力与相同条件的先进矿山相比，是比较低的。

图1 矿房进路布置平面

表1 传统采矿方法的主要技术指标

(2)本采矿方法采用的胶结充填体长时间暴露在空气中容易风化，后期强度低。所以，片帮压顶后的进路长度达到10 m左右时就要进行充填，充填次数多，充填工作占用的时间较长，采矿强度和效率都较低。

(3)采矿成本较高。由于充填材料价格较高，矿房回采效率低，采场作业条件差、劳动强度高，在低迷的市场环境下，严重影响了企业的发展。

(4)工人劳动强度大。采场的材料、设备只能通过天井运输，当矿房采至底部时，物料需要辗转十几挂梯路才能运送到作业地点。另外，采场电耙绞车要随着回采工作的推进而频繁的搬运、安装，工人劳动强度较大。

3 盘区机械化充填采矿法的创新应用

根据该区段内矿体的赋存特点，借鉴其他矿山的成功经验，企业决定对下向水平分层盘区机械化充填采矿法进行试验应用，空区充填选用价格相对低廉的新型尾砂固结材料作为胶结料。

3.1 矿房构成要素

试验矿房长度40 m左右，阶段高度40 m，在垂向上将矿房分为4个分段，分段高度10 m。每分段分为3个分层，分层高度3.3 m，从上往下逐层回采。在每一分层内，沿矿体走向或垂直于矿体走向布置回采进路，进路长度15～30 m，宽度3.0 m。

3.2 采准工程布置

试验方案采用下盘脉外斜坡道加分段运输巷采准方式。斜坡道采用“之”字形沿矿体走向布置，断面2.8 m×2.6 m，直线段倾角10°。斜坡道标高到达每个分段高度时，由斜坡道向矿体方向掘进水平分段运输巷。从各分段运输巷垂直于矿体掘进联络巷与采场连通。在采场下盘分层联络巷内布置一条溜井，溜井与四条分段运输巷贯通，作为采场矿毛转运的通道。方案采准工程见图2、图3。

3.3 回采工艺

采场自上而下顺序回采，分层高度3.3 m，每条分段运输巷服务于3个分层，第一分层联络巷以10°倾角上坡掘至矿体，回采上部3.3 m矿体；第一分层回采充填结束后，将原分层联络巷以0°倾角前掘至矿体，在上层充填体下回采中部3.3 m矿体；第三分层联络巷以-10°角度下坡前掘，回采下部3.3 m。分段范围内矿体回采结束后即转到下分段回采。

每分层内进路的布置形式与原采矿方法基本相同，只是矿房可以实现多条进路同时回采。进路布置一般要保证最佳运输距离和采场生产能力，在维持顶板安全的条件下，最多可同时回采30%～50%的工作面。

(1)落矿与出矿。采场崩落的矿石，由铲运机铲到矿石溜井内，经溜井进入下中段外运。

(2)通风。采场通风方式与原采矿方法相同。采场通风采用局部强制通风，局扇安装在采场上部水平大巷新鲜风流处，风筒经人行井、分层电耙道进入采场，冲洗工作面后的污风经原路返回上中段大巷，随大巷主风流进入回风系统。

图2 试验矿房采准工程平面示意

图3 实验矿房第一分段回采

(3)劳动组织。由于无轨设备的应用，同时回采的进路条数以及每一分层内进路的回采顺序可根据生产情况及时调节，劳动组织方式较为灵活。分层内的出矿、支护、充填等工序在时间和空间上可以相互错开，每分层内可保证多个作业面施工，采矿强度相对较高。

(4)充填。由于每个分层内可以有多个作业面同时进行施工，相对于原采矿方法来说，每条进路对充填体的凝结时间要求不高，所以矿山选择了价格相对低廉、形成的充填体相对稳定的新型尾砂固结材料作为胶凝剂对采空区进行充填，充填成本大大降低。新型充填胶结材料后期强度较高，充填体不会产生脱水风化，允许的暴露时间和面积相对增大，使得每条进路的充填次数减少，采矿效率较高。

综上所述，根据盘区机械化充填采矿方法在矿山的实际应用，得到其主要技术指标(见表2)。

表2 盘区机械化充填采矿方法的主要技术指标

4 结论

高效无轨设备回采和充填工艺的改进，使得盘区机械化充填采矿法的技术经济指标可以达到较高的水平。本方法为采场提供了备采进路，使回采的各项工序在时间和空间上互相错开，打破了原有的劳动组织模式，无轨自行设备的运用大大减轻了矿石及材料、设备运搬工作的劳动强度，提高了劳动效率；机械化出矿方式及回采进路结构参数的增大有效提高了采场的采矿强度，采矿效率明显优于传统方法。新型充填胶结材料的运用大幅降低了充填成本，提高了企业的经济效益。

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2016-01-13)