余江明

（新疆阿舍勒铜业股份有限公司 阿勒泰 836700）

1 概况

阿舍勒铜矿现主要采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法回采。使用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法回采的采场段高大、出矿周期长、采空区暴露时间长，同时因矿石含硫高，长期积压易造成采场底部矿堆板结，不仅增加了出矿难度，降低了出矿效率，甚至成为进一步提高资源回收率的一大瓶颈。残矿堆的存在同样也增加了二步骤采场相关采准工程施工难度、施工成本和安全风险，造成二步骤采场准备周期长。

2 技术措施

阿舍勒铜矿针对上述问题现有两种施工方案：

方案一：残矿堆掘进+工字钢管棚支护方案。一步骤采场底部残矿回收不充分，造成残矿堆高于二次开挖巷道的设计高度，充填后残矿堆内部胶结较差，围岩均质性及完整性差，导致围岩稳固性差，在开挖过程中冒顶、塌方事故易发，断面规格难以控制，须采用工字钢+管棚进行加强支护来确保开挖巷道的稳固性。

方案二：遥控铲运机回收残矿+掘进机充填体掘进+锚网喷浆支护方案。使用遥控铲运机对一步骤采场底部残矿进行回收，使得残矿堆高度低于二次开挖巷道的设计高度。高浓度浆体充填后，充填体均质性、完整性较好，围岩较稳固，采用掘进机进行二次掘进作业，锚网台车进行锚网支护。考虑到充填体抗形变能力远低于原岩，因此为确保管缝式锚杆在充填体中长期有效的拉拔力，特采取以下锚杆施工措施：锚杆施工角度由垂直于巷道断面切面改为前倾60°～65°；锚杆眼预留20～30cm，直接利用凿岩机推进压力将管缝式锚杆前端打入充填体实体内。

3 技术经济效益分析

残矿堆掘进+工字钢管棚支护方案。优点：①在因各方面客观因素造成残矿无法充分回收的情况下，工字钢+管棚支护支护工艺仍然是成熟的、不可替代的，可为后续施工提供安全作业环境的施工工艺；②能够回收部分残矿，但回收量仅限于巷道开挖量。缺点：人工劳动强度大，成本高。

遥控铲运机回收残矿+掘进机充填体掘进+锚网喷浆支护方案。优点：①能够充分回收一步骤采场底部残矿，降低了支护成本；②机械化作业，劳动强度小。缺点：①施工可行性较大程度依赖于残矿回收是否充分；②对充填强度要求高：如果降低一步骤采场底部充填比例或充填期间采场自然垮落造成充填体整体性、均质性下降，会直接影响锚网喷支护的可靠性。

两种施工方案对比如表1。

表1 施工工艺对比表

对比分类 方案一 方案二掘进：钻工2人或外加机器人操作手1人掘进：30m以内2人，30m以上3人掘支作业人数支护：钻工2人、焊工1人、机器人及铲运机操作手各1人，共计5人支护：锚杆台车操作手2人劳动强度劳动强度大：采用工20和工30工字钢，重量大，横梁重量达到125～336kg机械化作业，劳动强度小

4 结论

4.1 安全效益

遥控铲运机回收残矿+掘进机掘进+锚网喷联合作业方式避免了传统的残矿回收方式和残矿堆掘支作业可能造成的安全事故，也避免了爆破作业对原本并不稳固的围岩结构造成破坏。

4.2 经济效益

（1）工期对比：经过近一年半的工程实践，以阿舍勒铜矿200-1902#试验采场为例：

①200-1901#出矿巷道（掘支工程量70m），使用掘进机充填体掘进+锚网支护作业总工期28天，平均掘支进尺=70÷28=2.5m/d；

②1903#出矿巷道（掘支工程量76m）采用残矿堆掘进+工字钢管棚支护作业总工期65天，平均掘支进尺=76÷65=1.2m/d。

（2）平均综合成本对比：

①残矿堆掘进+工字钢管棚支护：残矿堆掘进76m×15.34㎡×334.43元/m³+工字钢管棚支护95架*13481.75元/架=167.07万元。平均综合成本=167.07万元÷76m=2.198万元/m。

②掘进机充填体掘进+锚网支护：掘进机充填体掘进70m×14.52㎡×297.66元/m³+锚网支护70m×1825元/m=43.03万元。平均综合成本=43.03万元÷70m=0.615万元/m。

通过对比，采准掘支新工艺较传统工艺平均每米掘支成本下降=2.198万元/m-0.615万元/m=1.583万元。新工艺在不计入残矿回收效益的情况下,仅在该项工程试验中已节约掘支成本110.8万元，预计在大范围应用后，每米节约掘支成本1.6万元，同时工期缩短50%以上。

4.3 社会效益

前期充分的残矿回收为掘进机作业创造了条件，不仅优化了整体施工工艺，降低了施工难度，同时也实现了机械化换人，推动了生产作业由劳动密集型向技术密集型转变，施工风险也随之大幅降低。