水平干式充填采矿法回采顶底柱方案的改进探讨1.docVIP

水平干式充填采矿 法回采顶底柱方案的改进探讨 贾元新 （中国黄金集团夹皮沟矿业有限公司） 摘要 本文主要叙述了夹皮沟矿业有限公司，在使用水平干式充填采矿法回采顶底柱中存在的问题，改用电耙充填法在技术上和安全上的可行性，还介绍了改变脉内运输巷道木支护形式、采用人工钢筋混泥土保护层与喷射混泥土支护结合，对安全回采顶底柱的作用。 关键词 铲运充填法 电耙充填法 人工保护层 夹皮沟矿业有限公司采矿方法及顶底柱回采现状简介： 矿床地质概况 夹皮沟矿区矿体为含金石英脉型，矿体倾角为70°～85°，平均厚度为0.6～1.5m，多为1.0 m左右，矿脉中含有长石、石英、方解石、绢云母、绿泥石等，裂隙、节理较发育，断层错动现象较为突出；近矿围岩主要为蚀变斜长片麻岩、斜长角闪岩、混合片麻岩，裂隙、层理较发育、稳固性较差。矿体与围岩接触界线清楚、接触面光滑，且有较厚的断层泥存在。矿岩坚固性系数在6～12，因此，矿岩属中等稳固或中等稳固以下，脉内巷道或采场顶板暴露面宽度在1.8～2.0m以下时，不易冒顶，在2.0m以上时，易发生冒顶和上盘片落。 2、采矿方法及顶底柱回采情况： 我公司在使用微型铲运机出矿，水平干式充填采矿法（铲运充填法）以前，传统的浅孔溜矿法占主导地位，实践证明：这种采矿方法具有采切工程量小，回采效率高，工人劳动强度低，矿房生产能力大等优点，配合接杆中深孔凿岩，回收顶底柱的效果也较好，一般回收率可达70～80%，但浅孔溜矿在回采过程中损失贫化较大，特别是回采完毕后，大量放矿时，由于上盘围岩片落、矿石损失贫化更为突出，为此公司引进了微型铲运充填法，此法在八家子矿首次试验成功，进而在二道沟矿、小北沟矿得到推广，使房采的损失贫化得到大幅度下降，有效地回收了矿房的工业矿量，但水平干式充填采矿在配合顶底柱回收上还存在一定弊端，我公司由于处在新老采矿方法交替时期，加之矿体赋存条件复杂，顶底柱回采方法单一，矿量损失严重，这一问题至今没有得到解决。目前，我公司顶底柱处于以下几种回采状态： 上部中段已用溜矿法采完的矿块剩下的底柱和下部用水平干式充填采矿法开采所剩下的顶柱，如图1—1ab 上部已用水平干式充填采矿法采完剩下的顶底柱，和下部用水平干式充填采矿法采完剩下的顶柱，如图1—2 针对上述两种情况的顶底柱，我公司一般设计采用充填法回收顶柱（既用正常房采的形式进行），待顶柱采至上中段水平，并且充填至上中段水平底板，再用崩落法回采图1—1的底柱，用空场法回采1—2的底柱。实践证明，这种方法获得成功的例子几乎不多，其原因有如下几点：⑴由于矿脉赋存条件复杂，矿脉与上下盘围岩多呈光滑的断层面接触，且矿脉裂隙节理发育，使用正常充填法回收顶柱时，由于出矿和充填过程中，顶板悬顶过高（一般在4.0米左右），上盘围岩极易发生片落，进而造成顶板暴露面较大（有时宽度可达3-4m）发生冒顶事故。 （2）因矿脉与围岩呈滑面接触，加之顶板暴露面大，当顶柱上采至距中段水平3-4m高时，靠近人道井和充填井的矿体稳固性极差，有大面积滑脱现象，严重者可直脱到上部采场人工假底位置，如图1—3 （3）在我公司脉内运输巷道普遍采用木支护形式。顶柱上采逾接近运输巷道，地压活动逾强烈，因而巷道发生变形，木支护出现倒塌，棚梁断裂，迫于安全威胁，只能停止上采图1—3。 （4）即使顶柱能够正常上采至运输巷道底板、崩落的最后一层矿量由于悬顶过高，也无法安全出矿和充填，导致上部采场底柱不能回采，如图1—4 二、顶底柱回采方案的改进探讨 综上所述，夹皮沟顶底柱回采效果差的主要原因就是：没有适当的回采方案与顶底柱自然状况相适应，回采中安全威胁大，造成大部分矿量损失。据不完全统计，我公司顶底柱矿量占矿块矿量25～30%，回采含金300kg的矿量，就会有含金60kg左右的矿量损失在顶底柱上，其数字是惊人的。因此，如何解决充填采矿法中顶底柱回采问题，成为工程技术人员的一大课题，为此，改进顶底柱回采方案势在必行。 笔者认为，要想选择出切实可行的顶底柱回收方案，必须解决回采过程中的地压管理问题，否则，经济上再合理的方案如控制不了冒顶、片帮及矿脉滑落等地压活动，都是无济于事的。下面来探讨一下回采方案的改进措施： 回采方案的选择 把原水平干式充填（铲运机出矿）回采顶柱改为电耙充填法回采顶柱，原回采底柱的方案不变。即对图1—1和图1—2两种类型的顶柱采取如下方案： 第一方案：对图1—1a的顶底柱情况，采用电耙充填法回采顶柱（用YSP-45凿岩机凿岩），顶柱采完后，用中深孔（YG-80导轨式凿岩机凿岩）崩落法后退式回采底柱。 第二方案：对图1—1b的顶底柱情况，顶柱回采与第一方案相同，顶柱采完之后，用接杆（YSP-45凿岩机凿岩）崩落法后退式回采底柱。 第三方案：对图1—2的顶底柱情况，仍采用电耙充填法回采顶