摘要：礦柱的回收不僅節(jié)約了資源，還為企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)和社會效益。本文針對淺孔留礦法間柱與頂?shù)字�回收問題，重點(diǎn)闡述了回采順序、施工方案，以及爆破工藝。通過水口山鉛鋅礦采空區(qū)礦柱的回采施工證明了淺孔留礦礦柱回收的可行性。

　　關(guān)鍵詞：淺孔留礦,礦柱,回收

　　0 引言

　　經(jīng)過長期的開采，我國很多礦山的資源儲量急劇下降，大量的礦山即將進(jìn)入衰老期。目前，礦產(chǎn)資源的開采造成了巨大的浪費(fèi)，除了亂采亂挖外，由生產(chǎn)計(jì)劃不周而造成的回采礦柱損失也是一個總要因素。但與亂采亂挖不同的是，礦柱可通過有效的施工進(jìn)行安全優(yōu)質(zhì)的回收，這樣不僅節(jié)約了殘余資源，而且還為企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

　　淺孔留礦法適用于礦石和圍巖穩(wěn)固、礦石無結(jié)塊或天然急傾斜、薄及中厚以下的礦床開采。該法礦柱留礦量比較大，若及時回收礦柱，必然造成大量礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，并且存在一定的不安全性。因此，對淺孔留礦法礦柱回收方案的探討，具有實(shí)際利用意義。

　　1 礦柱回采順序

　　為了保證在礦房回采結(jié)束后能夠及時回收礦柱，在理想狀態(tài)下應(yīng)該使頂?shù)字�、間柱的回采施工與礦房回采同步。但是在實(shí)際操作施工中，為了保證生產(chǎn)的接續(xù)、生產(chǎn)人員的安全，礦柱的回收施工不得不滯后于礦房的回采。由于礦柱回采的滯后，當(dāng)?shù)V房開采出空后，礦柱就成為了一大安全隱患，如果不及時進(jìn)行間柱、頂?shù)字�的回采施工，極容易出現(xiàn)安全事故。

　　在爆破順序上，間柱、頂?shù)字�的爆破施工�?yīng)同時進(jìn)行。因?yàn)橐坏╉數(shù)字�的爆破早于間柱爆破，間柱爆破回收的礦石中必然會混入大量的巖石，影響回收質(zhì)量和回采率。

　　為了保證施工人員的絕對安全，淺孔留礦法頂?shù)字�的回收施工要與淺孔采礦作業(yè)同步進(jìn)行，否則在礦房采礦結(jié)束后再進(jìn)行頂?shù)字�回采施工，會使施工人員在采空區(qū)上部作業(yè)，安全隱患很大。

　　因此，間柱回采施工應(yīng)與人行天井施工同步進(jìn)行;頂?shù)字�的回采施工�?yīng)與礦塊切割和淺孔采礦同步進(jìn)行。這樣，間柱與頂?shù)字�同時進(jìn)行爆破落礦就可以緊隨淺孔采礦結(jié)束后進(jìn)行，從而避免了開礦人員在采空區(qū)上部作業(yè)，保證了施工安全，同時還有效保證了出礦質(zhì)量和產(chǎn)量。

　　2 礦柱施工方案

　　2.1 頂?shù)字�施�?/p>

　　淺孔采礦結(jié)束后，為了避免發(fā)生冒頂事故，應(yīng)立即進(jìn)行頂柱爆破。一般頂柱采取硐室回收，其主要方案有3種。

　　2.1.1 主巷式

　　因?yàn)椴蓤龅纳纤�平有頂�(shù)字�，所以一般采用在水平掘鑿一層硐室，回收頂柱，在二段回收底柱。所謂主巷式即掘鑿一條貫通礦體的水平硐室主巷，然后根據(jù)抵抗線在主巷中布置成“丁”、“干”或“一”字形硐室;在二段將電耙巷道作為為硐室主巷，在兩邊掘鑿“丁”、“干”或“一”字形硐室。

　　該方式施工工程量和勞動強(qiáng)度大、工期長、出碴距離遠(yuǎn)。由于爆破需要放出礦房內(nèi)的礦石，但把握采場空間具有一定難度，因此難以控制其爆破效果;但是因?yàn)椴辉诓蓤鰞?nèi)作業(yè)，通風(fēng)性較好、物資供應(yīng)及行人方便、采場內(nèi)不會造成大量礦石積壓。

　　2.1.2 多井式

　　“多井式”適用于一些頂柱靠近地表和上部水平已經(jīng)采空崩落以及無法進(jìn)行硐室施工時的采場。由于采場內(nèi)向頂柱掘鑿若干便于下碴與行人的下碴行人天井，此時需留有大量礦石作為施工平臺，所以采場不能放空。硐室的掘鑿主要是根據(jù)礦柱厚和抵抗線來設(shè)計(jì)施工。硐室可采用“一”、“丁”或“干”字形。

　　該方式施工相對來說管理比較簡單、工期短、見效快，因?yàn)橛惺┕は虏晷腥司�，所以增加了自由面，采礦破碎效果好，使后續(xù)出礦工作的順利進(jìn)行得到了保證;但施工人員在采場內(nèi)作業(yè)，施工時通風(fēng)性較差，存在一定的安全隱患，并且采場容易造成大量礦石積壓。

　　2.1.3 混合式

　　有時由于礦場的特殊條件限制，主巷式與多井式的施工方法都不能夠滿足施工需要時，為保證生產(chǎn)的接續(xù)，往往采用主巷式與多井式相結(jié)合的方式來回收頂?shù)字��?/p>

　　該方式具有兩條井，通風(fēng)性好，施工人員不在采場內(nèi)作業(yè)，行人進(jìn)出硐室通過天井，具有了安全保障;由于有下碴井，施工碎碴可直接倒入采場，降低了勞動強(qiáng)度，管理簡單;但是不足的是需掘鑿硐室主巷，工期較長、見效緩慢。

　　2.2 間柱施工方案

　　理想狀態(tài)下，各段硐室回采施工應(yīng)與天井施工同時進(jìn)行，爆破時在起爆順序上頂?shù)字�也�?yīng)滯后于間柱。但在實(shí)際作業(yè)中，由于一系列復(fù)雜因素的影響，比如人員不足、設(shè)備緊張以及生產(chǎn)進(jìn)度需要，往往是頂?shù)字�先回收，而間柱最后回采或作為永久損失。如果間柱的回收在頂?shù)字�回收之后，那么間柱的回收就相當(dāng)于窄礦體的回收，其施工環(huán)境往往比窄礦體回收更不安全。

　　2.2.1 二段有底柱回收

　　二段有底柱回收即施工時在二段沿礦柱方向按回收面積掘鑿1～2個漏斗。若有行人天井，就將原行人天井用作行人通風(fēng);如果沒有，就需新掘鑿一條行人天井。為保證作業(yè)安全，先在四段以上掘鑿硐室，根據(jù)實(shí)際情況采用“丁” 或“一”字形硐室，硐室施工結(jié)束后即可到三段進(jìn)行切割施工，進(jìn)行采礦作業(yè)。

　　該方式優(yōu)點(diǎn)是礦石回收數(shù)量多、質(zhì)量優(yōu)、效果快，機(jī)械化出礦程度比較高，可利用現(xiàn)有設(shè)備出礦。在耙道里能夠進(jìn)行二次爆破，破壞小，但三段切割作業(yè)的安全性還需提高。

　　2.2.2 二段無底柱回收

　　若有行人天井，就將原行人天井用作行人通風(fēng);如果沒有，就需新掘鑿一條行人天井。施工時為保證作業(yè)安全，先在三段以上進(jìn)行掘鑿硐室，根據(jù)實(shí)際情況采用“丁” 或“一” 字形硐室。硐室施工結(jié)束后，在二段按回收面積進(jìn)行開幫切割施工，進(jìn)行采礦作業(yè)。

　　該方式可利用自重完成礦石運(yùn)搬，但是機(jī)械化出礦程度低，礦石回收效果不好，質(zhì)量差。在振動漏口進(jìn)行二次爆破作業(yè)危險性大、破壞力強(qiáng)、效率不高。

　　2.3 礦柱爆破方案

　　礦山最重要的落礦工藝是爆破作業(yè)，爆破效果的好壞直接影響著后續(xù)礦石的鏟裝與運(yùn)輸工序。在抵抗線確定的情況下，設(shè)計(jì)好合理的硐室布網(wǎng)、裝藥量、微差及起爆順序，才能夠取得最優(yōu)的爆破效果，為后續(xù)生產(chǎn)順行創(chuàng)造良好的條件。因此對硐室施工的要求是：

　　1) 均勻布置硐室，間距要等于或接近于最小抵抗線;

　　2) 裝藥量要根據(jù)抵抗線的情況以及硐室所處的地質(zhì)條件和施工現(xiàn)場情況進(jìn)行核實(shí);

　　3)必須采用毫秒微差爆破來保證爆破效果，延時保持在5O～75ms;

　　4)起爆順序根據(jù)實(shí)際情況確定。對于只有單層藥室的頂?shù)字�回收，中間先起爆，四周后起爆;雙層藥室的頂?shù)字�回收抵抗線大的方向藥包先起爆，然后層間微差進(jìn)行。對于間柱回收層間微差的順序，既要保證落礦，又要保證破碎效果和生產(chǎn)的順行。

　　3 工程實(shí)例

　　3.1 采空區(qū)及礦柱狀況

　　水口山鉛鋅礦的老鴉巢區(qū)經(jīng)過開礦形成了18個采空區(qū),最大垂高為520m。其中，最大的3個采空區(qū)分別是8#空區(qū)、9#、10#空區(qū)，三個空區(qū)都已到達(dá)12中段。由于三個礦體是獨(dú)立的，所以3個空區(qū)11中段以上未貫通,到12中段3個礦體相互貫連。空區(qū)靠礦柱支撐。8#空區(qū)10中段以上基本上已經(jīng)處理,9#、10#空區(qū)只進(jìn)行了部分廢石充填。8#空區(qū)10中段以下, 9#、10#空區(qū)9中段以下都未處理。11～12中段9#、10#礦體采用淺孔留礦法進(jìn)行回采施工, 沿礦體的走向布置電耙道,因礦體傾斜角較小,沿傾角方向布置了3～4條階梯狀電耙道,每條電耙道回采礦體垂直高度在7～10 m之間。

　　3.2 　采礦方法

　　本工程采取傾斜電耙道的淺孔留礦法。為有效控制地壓，保證回采作業(yè)的安全，防止兩邊空區(qū)中的充填廢石混入采場,在采空區(qū)與礦柱接觸部位預(yù)留2.0m的長礦柱。這種采礦方法安全可靠，但回收率較低,在該礦現(xiàn)有回采工藝和技術(shù)條件下,是最為合理的。

　　該種礦柱回采分上、下2個區(qū)域進(jìn)行。上部區(qū)域采用電耙道底部結(jié)構(gòu)的淺孔留礦法，電耙道傾角為30°，布置了5個漏斗，漏斗間水平距離為10 m,斗與斗之間通過切割天井、切割斜巷及聯(lián)絡(luò)巷相互貫通,形成人行出口和回風(fēng)出口。每個漏斗以切割天井形式上升,先打好劈漏眼,回采時再爆破劈漏。采下的礦石通過電耙道到溜井然后出礦。下部區(qū)域采用分層回采方法。在分采區(qū)域界線面預(yù)留高3到4米的頂柱,采用小直徑中深孔、集中鑿眼、同時爆破方式回采，然后用裝巖機(jī)和電耙出礦。

　　3.3 　礦柱回采效果

　　1209-1#礦柱回采自2006年8月開始,截止目前,1208-1#礦柱已經(jīng)全部回采, 12010-1#礦柱進(jìn)行采準(zhǔn)工程,安全回采礦石量已達(dá)3萬t,創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益800多萬元。2個采場回采的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1。

　　表1　主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　4 總結(jié)

　　通過淺孔留礦法對6水口山鉛鋅礦的采空區(qū)礦柱的成功回收,不但合理地回收了國家資源,而且減小了采空區(qū)的安全隱患，為企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益, 給今后礦柱的大量回收提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

　　礦山的資源危機(jī)影響著國家經(jīng)濟(jì)和企業(yè)效益的生存和發(fā)展, 除了積極投入地質(zhì)勘探工程增加儲量外, 同時還應(yīng)加強(qiáng)礦柱回采, 最大限度地利用資源, 這也是緩解危機(jī)行之有效的途徑。

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