进路充填采矿方法的应用

上向水平进路充填采矿法在……的试验与应用

一、概述

…….矿业有限公司位于……..，距……17公里，占地480亩，……政府招商引资企业。于2002年10月……..铜钼矿破产资产组建。公司现有员工330人，其中中等专业以上文化程度占30%，注册资本800万元，拥有固定资产6000多万元，年原矿处理能力15万吨，主要产品为铜精矿、钼精矿、铁精矿、硫精矿。

……矿由于矿体较多（大小120多个），只有3#矿体体形较大，其他矿体均较分散，矿石储量等级较低， 3号矿体的顶板为粉砂岩或细碎屑岩，底板为大理岩；矿体在矽卡岩中的围岩界线的岩性是渐变的，

上向进路充填法主要应用于东矿带3#矿体的开采。3#矿体及上盘围岩稳固性差，容易垮落。开始回采3#矿体时使用上向水平分层充填采矿法采矿，矿房暴露面积较大，对安全威胁较大；即使多留矿柱，也难以保证回采安全，且造成矿石回采率降低。

因此，上向进路充填法是针对3#矿体开采的最佳选择。

二、矿体开采技术条件

（一）、矿体情况：

3号矿体赋存在壶天群与高丽山假整合面的壶天群一侧交代白云质大理岩而成矿，局部矿化到高丽山组一侧，矿石类型主要为含铜黄铁矿型、含铜磁铁矿及单硫矿。矿体主要分布在45线～-24线之间，走向20°～70°，走向长度145米；矿体倾向SE，倾角55°～

85°；厚度3～18米，平均9米。矿体形态较复杂，呈似层状，且受构造的影响,矿体局部岩层倒转。

（二）、矿体工程及水文地质条件

1、顶、底板稳定性

1）3号顶板多为高丽山组破碎带、风化矽卡岩，高丽山组破碎带及风化矽卡岩抗压强度P＝7～88公斤/平方厘米，普氏系数f＝0.1～1，不稳固，；底板多为大理岩，其整体稳固性一般，局部为高丽山组砂页岩破碎带及风化闪长岩，稳定性差。

2、工程地质条件

矿体的工程条件复杂类型主要分布在上盘砂页岩破碎带、F2断裂带。其它为中等类型，主要分布为矿体下盘，主要岩性为大理岩、矽卡岩、风化花岗闪长玢岩及部分矿体。

综上所述，其工程地质主要问题是当坑道掘进到断裂破碎带、风化带时，将会碰到比较复杂的情况。

3、水文地质条件

矿体水文地质条件为中等复杂型，其主要含水层分为裂隙岩溶含水层、裂隙含水层、孔隙含水层三类，前两类按富水程度分为强、弱两层，第三类为弱富水层。

4、断裂

F2断裂带位于硫矿体上盘及附近（20米至100米），其发育在石板路倒转背斜的南东翼。断层规模较大，走向长度大于2000米，北东向贯穿整个矿区并向外围继续延伸。走向20～30°，断层面倾

向南东，倾角一般为60～80°。主要以碎裂岩为主，角砾岩次之，成分由粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩等组成。岩石胶结不紧，呈疏松状，胶结物中见后期矿化现象，说明F2为成矿前的断裂，在主要成矿期后还有继承性活动。

断裂带在矿体上盘附近，工程地质条件较为复杂，其中F2断裂带为富水性强的裂隙含水层，因此对矿体探查时应有防范措施，防止出现垮塌、突水危害。

综合以上分析，3#矿体开采地质条件总结为以下几点：1）、上盘破碎，矿体的顶板允许暴露面积小（从多年经验和现场勘测推断，允许暴露面积＜2m×10m）；2）、地表不允许塌陷，只能用充填法开采；3）、中段高度50m，矿体边界和形状变化大；4）、矿体厚度不均，厚大部位为18m，最薄区仅为3m。

三、采矿方法

（一）采矿方法的选择

3#矿体属于急倾斜薄至中厚矿体，且顶板破碎，属于国内外公认的复杂难采矿体。根据矿山开采的技术条件以及相似矿山采矿方法试验研究的经验，此处可采用的采矿方法包括上向水平分层充填法、上向进路充填法，下向进路充填法，各采矿方法的优缺点对比见表1 表1 不同采矿方法对比

由表1看出，上向水平分层充填法开采暴露面积较大，对围岩稳固性要求高，因此不宜采用，下向进路充填法虽然安全性较好，但回采成本高、工效低，适用于极不稳固经济价值较高的矿体，因此也不宜采用。尽管上向水平充填法相对工作效率低，通风差，但安全性相对较好，且具有矿石损失贫化率低的优点。因此选用上向水平进路充填法作为3#矿体的采矿方法。

采场布置平面图

（二）采准切割工程

采准切割工程主要包括穿脉运矿巷道，充填回风（顺路）上山等，出矿溜井、顺路人行进风井，充填回风上山，分层巷道。进路回采是在采准工程完成后所进行的正常采矿生产，其工艺过程包括凿岩、爆破、通风、护顶（支护）、出矿等。进路回采按照生产工艺设计要求，分为一步进路回采和二步进路回采。

（三）回采

1、进路

①按设计，在分层平面上，自北向南，将回采进路依次编号为1、2、

3、┅┅22、23┅┅等。在进行进路回采时，每一分层的单号就是一步回采进路，双号则是二步回采进路。

②根据3号矿体岩性特点及多年生产经验，一、二步回采进路断面均按3.5*3.0米（宽*高）规格设计布置。

③进路坡度：为便于充填接顶，按设计所有进路必须留有10%（5度43分）的下坡。

2、分层巷道

①分层巷道设计：垂直矿体走向布置的回采进路，分层巷道布置在矿体的下盘矿岩接触带矿体的一侧，其断面规格为2.6*3.3米2（宽*高），长度相当矿体的走向长度，坡度为0°；

②分层巷道必须便于与所有的采准工程联通，包括：矿石溜井，顺路人行井，回风充填上山。

3、矿石溜井

①进路采场各设计3个断面为￠1.5米的钢结构矿石溜井，其位置设在回风上山的下口附近的下盘围岩中，或沿走向布置的分层巷道围岩的一侧，自北向南依次编号为1号、2号、3号。倾角为60°~90°不等，最缓应大于55°。。

②在采准过程中，或根据需要确定某个溜井作为临时废石溜井使用。

4、顺路人行进风井

采场各设计3个顺路人行进风井，其位置原则上设在回风上山下口附近的下盘围岩中，根据需要可作适当调整，自北向南依次编号为1号、2号、3号。断面为1.2*1.2米2。其结构形式、倾角可根据回采进路通风的需要进行布置。

5、充填回风上山。

充填回风上山按设计根据需要每个中段可布置1~3条，断面为2.0*2.0米2，其中一条作为设备井，断面为2.4*2.4米2。按要求均布置在矿岩接触线上矿体下盘的一侧，其倾角即是矿体的倾角。其下口与采场联通，上口与上中段联通。

（四）、生产与施工

1、生产施工过程中，主要是针对分层巷道施工和进路回采生产，因为上向进路采矿法的生产要求较高，工艺标准较严，技术条件相对较复杂，所以生产与施工的要求相应较为严格。

2、分层巷道施工