分段空场嗣后充填采矿法安全高效开采工艺实践_原广武

摘 要：以某黄金矿山为实例，介绍了分段空场 嗣 后 充 填 采 矿 法 安 全 高 效 开 采 工 艺 应 用 ，包 括 采 切 工 程 布 置、 回采工艺流程及参数、采矿设备等，并 叙 述 了 采 空 区 ＣＭＳ 探 测 及 残 矿 回 采 设 计 过 程。 该 矿 山 多 年 的 开 采 实 践 表 明，该采矿方法能大幅度提高生产能力，降低综合成 本，提 高 作 业 安 全，实 现 矿 体 开 采 的 安 全、高 效、经 济 的 技 术 目 标。
吉林省某金矿设计规模为 ２ ０００ｔ／ｄ，采 用 斜 坡 道 的 开 拓 方 式 。 为 了 降 低 生 产 成 本 ，提 高 生 产 效 率 ，
作者简介：原广武（１９６７－），男，工 程 师，测 量 工 程 专 业，主 要 从 事 矿 山 测 量 、矿 山 建 设 及 生 产 管 理 工 作 。
根据矿山开采技术 条 件，矿 山 选 用 了 分 段 空 场 嗣 后 充填法，并采用了先 进 的 机 械 设 备 和 回 采 工 艺 进 行 采 矿 ，通 过 多 年 的 开 采 实 践 ，实 现 了 矿 体 的 安 全 高 效 开采。本文以该矿 山 开 采 实 践，论 述 了 分 段 空 场 嗣 后充填采矿法安全高效开采工艺。
１ 地质概况及开采技术条件
该矿山的矿体近矿围岩主要为硅化构造角砾 岩，主要有４个矿体，其 中 １ 号 矿 体 为 主 矿 体，属 隐 伏矿 体。１ 号 矿 体 赋 存 标 高 ７００～３３０ ｍ，倾 角 ５０° ～６５°，形态呈“Ｔ”字 型 不 规 则 的 厚 大 透 镜 状 体。 矿 体走 向 长 度 ３１０～３９０ ｍ，矿 体 水 平 厚 度 ７．１０～ ６６．６０ ｍ，平 均 真 厚 度 １６．１０ ｍ。 矿 体 在 不 同 勘 探 线、不同标高，矿体 走 向 长 度、倾 斜 延 深 和 厚 度 均 有 很大变化。
第 ６７ 卷 第 １ 期 有 色 金 属 （矿 山 部 分 ） ２０１５ 年 １ 月 欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞
第１期 原广武等：分段空场嗣后充填采矿法安全高效开采工艺实践
掏槽炮孔 布置方式 垂直平行
中深孔
掏槽炮孔 排 距／ｍ
１．６
表 １ 中 深 孔 施 工 设 计 参 数 表
Ｔａｂｌｅ １ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｌｏｎｇｈｏｌｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ
正常排炮孔 排 距／ｍ
２．２ 采 准 切 割 工 程 采准 切 割 工 程 主 要 包 括 下 盘 水 平 沿 脉 巷 道、出
矿穿 脉 巷 道、切 割 巷 道、切 割 天 井、凿 岩 巷 道 等。 分 段 巷 道 布 置 在 矿 体 下 盘，距 离 矿 体 下 盘 边 界 约 ２０ ｍ。出矿穿脉 巷 道 用 于 矿 块 出 矿，建 立 采 场 与 分 段 巷道的通路，用于 出 矿、采 场 通 风 和 架 设 充 填 管 路， 沿矿体走向每间 隔 １５ ｍ 左 右 布 置 一 条。 切 割 巷 道 布 置 在 矿 块 的 两 端 ，垂 直 矿 体 走 向 ，形 成 中 深 孔 爆 破 掏槽时的补偿空间。切割天井布置于切割巷道的端 部矿体内，为回采切 割 槽 的 形 成 提 供 自 由 面 和 补 偿 空间。凿岩巷道布 置 在 矿 体 下 盘 或 上 盘，尽 可 能 地 布 置 在 矿 脉 内 ，以 减 少 贫 化 率 。
关 键 词 ：分 段 空 场 嗣 后 充 填 采 矿 法 ；安 全 高 效 ；ＣＭＳ；遥 控 铲 运 机 中图分类号：ＴＤ８５３．３４ 文献标志码：Α 文章编号：１６７１－４１７２（２０１５）０１－００１５－０４
Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｍｉｎｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｏｐｅｎ ｓｔｏｐｉｎｇ ａｆｔｅｒｗａｒｄｓ ｂａｃｋ－ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ
图 １ 分 段 空 场 嗣 后 充 填 采 矿 法 示 意 图 Ｆｉｇ．１ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｏｐｅｎ ｓｔｏｐｉｎｇ ａｆｔｅｒｗａｒｄｓ ｂａｃｋ－ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ
１— 出 矿 采 场 ；２— 凿 岩 穿 脉 巷 道 ；３— 凿 岩 沿 脉 巷 道 ；４— 扇 形 中 深 孔 ；５— 爆 破 切 割 槽 ； ６— 出 矿 穿 脉 巷 道 ；７— 已 充 填 采 场 ；８— 充 填 挡 墙 ；９— 分 段 沿 脉 巷 道 ；１０— 斜 坡 道 联 络 道
根据 地 质 资 源 和 开 采 技 术 条 件，并 结 合 矿 区 地
表不允许崩落的情 况，设 计 采 用 了 分 段 空 场 嗣 后 充 填采矿法。
２ 安全高效回采工艺
２．１ 矿 块 布 置 及 采 切 工 程 布 置 分段高度 一 般 为 ３０ ｍ，矿 体 厚 度 一 般 小 于 ２０
ｍ，矿体倾角为４０°～５０°。 采 场 沿 矿 体 走 向 布 置，采 场宽度为２０ ｍ。 矿 房 的 开 采 顺 序 采 用 隔 二 采 一 的 方式。
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有 色 金 属 （矿 山 部 分 ） 第 ６７ 卷
由 于 矿 体 受 构 造 控 制 ，构 造 裂 隙 发 育 ，构 造 破 碎 带和地下水是矿体 的 不 稳 定 因 素，工 程 地 质 类 型 为 坚硬岩石碎裂结 构，为 中 等 完 整。 围 岩 的 硬 度 总 体 为坚硬—半坚 硬，岩 石 的 完 整 性 以 中 等 完 整 为 主。 由于区内发育有较 大 规 模 的 断 裂 构 造，在 垂 向 上 形 成 多 层 、规 模 不 等 、薄 厚 不 均 的 构 造 破 碎 带 和 软 弱 夹 层 ，夹 层 中 包 括 泥 质 粉 砂 岩 和 较 薄 的 断 层 泥 ，这 些 因 素将影响岩体的稳定。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｏｐｅｎ ｓｔｏｐｉｎｇ ａｆｔｅｒｗａｒｄｓ ｂａｃｋ－ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ；ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＣＭＳ； ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｏａｄｅｒ
分段空场嗣后充填采矿法主要适用于倾斜— 急 倾 斜 、厚 大 且 较 为 连 续 矿 体 的 地 下 矿 开 采 ，具 有 生 产能力大、安全、高 效 等 优 点，已 在 国 内 外 许 多 矿 山 推广使用 。 ［１－５］ 随 着 科 技 的 进 步 和 发 展，具 有 大 型 化、智能化和自动化 等 特 点 的 井 下 采 矿 设 备 使 用 愈 加 广 泛，三 维 矿 业 软 件 也 逐 步 用 于 矿 体 开 采 设 计 ［５－７］，再 加 上 高 标 准 的 安 全 生 产 管 理 要 求 ，许 多 矿 山在传统分段空场嗣后充填采矿法的工艺基础上， 对采场结构布置、参 数 设 计 以 及 工 艺 步 骤 进 行 了 优 化 ［８－９］，更 利 于 实 现 矿 体 的 安 全 、高 效 、经 济 开 采 。
中深孔采 用 Ｓｉｍｂａ Ｈ１３５４ 凿 岩 台 车 钻 凿 直 径 ７６ｍｍ 的垂 直 孔 和 扇 形 孔，炮 孔 设 计 参 数 见 表 １。 爆破采用氨油散装炸药，并使用 Ｃｈａｒｍｅｃ ６６０５Ｂ 装 药台车装药，起爆系 统 采 用 导 爆 索 加 非 电 导 爆 管 按 设计要求实现顺序起爆。掏槽孔爆破从靠近切割井 的炮孔开始，按照 补 偿 系 数 不 小 于 １．５ 的 原 则 分 次 爆破形成切割槽；正 常 排 扇 形 炮 孔 的 爆 破 则 从 靠 近 切割槽的炮孔开始，每 次 爆 破 量 将 根 据 补 偿 空 间 的 大小来定。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｅｎ ｏｎｅ ｇｏｌｄ ｍｉｎｅ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｏｐｅｎ ｓｔｏｐｉｎｇ ａｆｔｅｒｗａｒｄｓ ｂａｃｋ－ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｃｕｔｔｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｌａｙｏｕｔ，ｍｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｍｉｎｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｇｏａｆ ｓｕｒｖｅｙ ｗｉｔｈ ＣＭＳ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅｆｔ ｏｒｅ－ｂｏｄｙ ｍｉｎｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏｏ．Ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｉｎ ｔｈｉｓ ｍｉｎｅ ｈａｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ，ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．
ｄｏｉ：１０．３９０４
分段空场嗣后充填采矿法安全高效开采工艺实践
原 广 武１，李 杰 林２，张 兴 生３
（１．西北有色地质勘查局七一七总队，陕西 宝鸡 ７２１０００；２．中南大学 资源与安全工程学院，长沙 ４１００８３；３．吉林板庙子矿业有限公司，吉林 白山 １３４３００）
采准切割工程 的 凿 岩 采 用 Ｂｏｏｍｅｒ ２８２ 凿 岩 台 车 钻凿直径４０ｍｍ、长３．２ｍ 的炮孔。爆破采用２＃ 岩 石 炸 药、非 电 导 爆 管 起 爆 系 统。 出 渣 采 用 Ｒ１７００Ｇ ＬＨＤ 铲运机配置４０ｔ的 ＡＤ４５Ｂ 井下矿用
卡 车 ，巷 道 顶 帮 支 护 采 用 树 脂 锚 杆 支 护 ，支 护 网 度 为 １．５ｍ×１．５ｍ，局部岩石破碎地段 可 采 用 喷 锚 网 支 护。天井掘进采用人工掘进，使用 ＹＳＰ４５ 凿岩机钻 凿直径３８ｍｍ、长２．０ｍ 的炮孔，２＃ 岩石炸药，非 电 导爆管起爆。 ２．３ 中 深 孔 凿 岩 爆 破
ＹＵＡＮ Ｇｕａｎｇｗｕ１，ＬＩ Ｊｉｅｌｉｎ２，ＺＨＡＮＧ Ｘｉｎｇｓｈｅｎｇ３
（１．Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ７１７ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ，Ｂａｏｊｉ Ｓｈａａｎｘｉ ７２１０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｊｉｌｉｎ Ｂａｎｍｉａｏｚｉ Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｉｓｈａｎ Ｊｉｌｉｎ １３４３００，Ｃｈｉｎａ）