馬 武，彭聯(lián)合，朱志華

（水口山有色金屬有限責(zé)任公司，湖南 衡陽421513）

隨著時(shí)間推移，國內(nèi)許多大型老礦山都面臨同一個(gè)問題，那就是隨著礦山生產(chǎn)向深部中段發(fā)展，礦量回采難度、提升運(yùn)輸難度越來越大并難以滿足整體礦山生產(chǎn)需求，而由于歷史原因淺部仍保留大量頂?shù)字鶜埖V［1－3］。為保持礦山生產(chǎn)能力不大幅度下降，同時(shí)延長礦山服務(wù)年限，提高礦產(chǎn)資源有效回收利用率，開展頂?shù)字鶜埖V安全回采變得尤為重要［4］。

國內(nèi)頂?shù)字鶜埖V回采方法一般有兩種：1）中深孔落礦的全面法。該種方法主要適用留礦法回采采空區(qū)上部頂?shù)字?，要求礦體傾角較陡。該方法充填體垮塌可能性較大，采礦、出礦安全威脅較大［5］。2）垂直走向或沿走向布置的分條進(jìn)路式采礦法。該種方法適用于礦體傾角較緩的充填采礦法頂?shù)字鶜埖V回采。特點(diǎn)如下：有效安全，資源回收率高，貧化率低；施工周期稍長，支護(hù)難度及費(fèi)用較高。適合回收高品位、價(jià)值較高的貴重金屬礦物。

康家灣礦由于歷史原因，許多采場(chǎng)充填時(shí)不僅有尾砂膠結(jié)充填還有矸石充填，進(jìn)而加大了頂?shù)字夭呻y度。單一采用間隔進(jìn)路采礦法不能確保礦石的安全回采，須配合臨時(shí)支護(hù)進(jìn)路。這樣既能滿足對(duì)頂板的 支護(hù)要求，確保生產(chǎn)安全，又能有選擇地對(duì)支護(hù)材料進(jìn)行回收，節(jié)約生產(chǎn)成本。

臨時(shí)支護(hù)就是在進(jìn)路施工中，在掘進(jìn)工作面架設(shè)的維護(hù)進(jìn)路安全和工作空間的一種臨時(shí)支架，以保護(hù)掘進(jìn)施工人員的安全。進(jìn)路臨時(shí)支護(hù)的特點(diǎn)是，服務(wù)期限短，并緊跟工作面；金屬支架支護(hù)，采用18kg／m的舊鐵軌、槽鋼或礦用工字鋼一般可分4～6節(jié)，按間隔1m鋪設(shè)，并配合松木條或坑木進(jìn)行聯(lián)合護(hù)頂支護(hù)，臨時(shí)支架均可回收復(fù)用。

間隔進(jìn)路式回采即針對(duì)充填尾砂體下頂?shù)字鶜埖V的安全有效回采而采取的一種采礦方法，它是將頂?shù)字鶜埖V劃分成一條條分進(jìn)路，并按照錯(cuò)開回采方式對(duì)其進(jìn)行回采，采取回采一部分充填一部分對(duì)礦石進(jìn)行分步回收［6］。

1 工程概況

康家灣鉛鋅礦屬于中溫?zé)嵋旱V床，受康家灣隱伏倒轉(zhuǎn)背斜和F22逆沖斷層控制，主要礦體賦存于硅化破碎帶和F22斷層上盤的二疊系統(tǒng)下當(dāng)沖組泥灰?guī)r中，礦體呈似層狀，少數(shù)呈扁豆?fàn)畀B加產(chǎn)出，其厚度、品位變化較大。礦體產(chǎn)狀與倒轉(zhuǎn)背斜或硅化破碎帶基本一致，走向近南北，東翼東傾，西翼西傾，頂部近似水平?？导覟炽U鋅礦屬于大型水體下開采的礦床，采取上向水平分層膠結(jié)充填采礦法進(jìn)行開采［7］?？导覟炽U鋅礦本著“以探為主，探采結(jié)合，規(guī)模由小到大，分期改造的方針進(jìn)行建設(shè)。經(jīng)過近20年開采，一期工程八中段以上高品位厚大礦體基本回采且充填完畢，充填骨料來自于康家灣礦選廠浮選所產(chǎn)生的尾砂，粒徑為74μm。充填漿料水灰比為1∶10，凝結(jié)后抗壓強(qiáng)度約為2．3MPa。由于尾砂膠結(jié)體黏結(jié)強(qiáng)度不高，加之之前很多采場(chǎng)為矸石充填采場(chǎng)，很多頂?shù)字戏降某涮钗锊⒉煌耆俏采绑w而是與之混合的矸石?，F(xiàn)在八中段以上約30萬t高品位殘富礦基本位于該類充填體采場(chǎng)下，采用常規(guī)做法回采時(shí)，受二次爆破和暴露空間面積過大影響，極易發(fā)生充填體垮塌。單獨(dú)使用臨時(shí)支護(hù)效果也不好，往往容易發(fā)生局部冒落事件，給安全生產(chǎn)帶來極大威脅。

為解決這一問題，經(jīng)過不斷嘗試，先后和南華大學(xué)進(jìn)行技術(shù)方案革新探討，采用水壓力柱護(hù)頂?shù)纫幌盗许數(shù)字夭煞桨?，但效果都不是很理想。最后才采取間隔進(jìn)路式回采方案并對(duì)分進(jìn)路進(jìn)行臨時(shí)護(hù)頂支護(hù)，既能滿足對(duì)頂板支護(hù)要求確保生產(chǎn)安全，又能有選擇地對(duì)支護(hù)材料進(jìn)行回收，節(jié)約生產(chǎn)成本。

2 臨時(shí)支護(hù)配合間隔進(jìn)路式方法

2．1 臨時(shí)支護(hù)工藝及參數(shù)

首先，在已掘出分進(jìn)路路口架設(shè)梯形鋼支架，鋼支架支柱和梁采用24kg／m的“工”字鋼，鋼支架盡量緊貼分進(jìn)路邊沿，以方便電耙順利通過，鋼支柱間距一般為1．5m［8］；其次，在“工”字鋼橫梁上鋪設(shè)2 000mm×20mm×5mm的松木板，作為柔性支護(hù)，并在松木板和充填體空隙之間填塞一些樹枝木條做到盡量完全接頂；然后出渣，當(dāng)進(jìn)尺達(dá)到1．8m時(shí)停止，繼續(xù)架設(shè)梯形支架，進(jìn)行下一循環(huán)。

一般按照正常施工可按掘進(jìn)1天、支護(hù)1天進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)隔日掘進(jìn)的效果，且護(hù)頂效果基本能滿足安全生產(chǎn)需要，進(jìn)路支架支護(hù)后，可安全出礦。在施工時(shí)須控制好炮眼布孔，采取光面爆破，確保進(jìn)路巷道一次成型率高、斷面規(guī)整。局部采用木板背緊關(guān)閉邊幫，防止側(cè)面松散礦巖進(jìn)入進(jìn)路，同時(shí)注意一次出渣進(jìn)尺不能太大，防止暴露面積過大，造成充填體垮塌。在施工過程中還必須注意嚴(yán)格控制巷道規(guī)格，嚴(yán)禁超挖，確保安全回采。

2．2 間隔進(jìn)路式回采工藝及參數(shù)

1）采準(zhǔn)布置。間隔進(jìn)路式回采的采準(zhǔn)布置一般都布置在脈外即上方?jīng)]有采空區(qū)充填體的穩(wěn)定圍巖中，回采階段平面以上頂?shù)字鶜埖V時(shí)，一般在采場(chǎng)外布設(shè)天井、溜井平巷，并在平巷內(nèi)布置天井、溜井分別聯(lián)通主進(jìn)路電耙道，主進(jìn)路電耙道規(guī)格一般為2．4m×2．5m。再由主進(jìn)路電耙道向頂?shù)字鶜埖V布置一條條規(guī)格為2．0m×2．0m的分進(jìn)路。回采階段平面以下頂?shù)字鶜埖V時(shí)則是布置下山連接主進(jìn)路電耙道，并在主進(jìn)路末端布置行人天井聯(lián)通階段回風(fēng)巷，主進(jìn)路電耙道規(guī)格一般為2．4m×2．5 m［9］。再由主進(jìn)路電耙道向頂?shù)字鶜埖V布置一條條規(guī)格為2m×2m的分進(jìn)路。

表1 回采工藝參數(shù)Table 1 Technology parameters for stoping

2）回采施工工藝順序。將分進(jìn)路依次編碼，首先依次施工奇數(shù)進(jìn)路，并在掘進(jìn)2～3m時(shí)就立即進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，待支護(hù)完成后再向前掘進(jìn)，直至整條分進(jìn)路礦體回采完畢。回采完畢所有奇數(shù)分進(jìn)路后，選擇安全條件好的進(jìn)路進(jìn)行支架回收，待回收完畢后，對(duì)所有已回采的奇數(shù)進(jìn)路進(jìn)行充填接頂。待充填體凝結(jié)好后再回采偶數(shù)進(jìn)路，重復(fù)上述操作，直至所有分進(jìn)路充填完成，底柱進(jìn)路采準(zhǔn)布置圖如圖1、圖2。

圖1 底柱進(jìn)路采準(zhǔn)布置剖面圖Fig．1 Profile map of the drift layout plan for bottom pillar

圖2 底柱進(jìn)路采準(zhǔn)布置平面圖Fig．2 Planar graph of the drift layout plan for bottom pillar

2．3 經(jīng)濟(jì)效益分析

礦山從2003年以來一直采用臨時(shí)支護(hù)配合間隔進(jìn)路式回采方案回采八中段以上頂?shù)字鶜埜坏V，通過多年來生產(chǎn)實(shí)踐證明，該方法安全可靠，工作效率較高，未發(fā)生較大的安全事故，近10年取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，八中段以上共采出殘富礦20余萬t，折合鉛鋅金屬量2萬t以上，20萬t×10%品位×88．5%回收率×6 000元／t＝10 620萬元，直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值1億多元。殘富礦的回采回收了大量的礦產(chǎn)資源，延長了康家灣礦生產(chǎn)服務(wù)年限，提高了礦山整體出礦品位，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前，八中段以上仍在進(jìn)行殘礦回采工作，繼續(xù)為康家灣礦的生產(chǎn)經(jīng)營和可持續(xù)發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。

3 結(jié)論

近10年來，臨時(shí)支護(hù)配合間隔進(jìn)路式回采方法應(yīng)用于康家灣礦頂?shù)字踩夭芍?。?shí)踐結(jié)果證明，這種綜合回采方法有很強(qiáng)的實(shí)用性，可以有效地解決礦山頂?shù)字鶜埖V回采安全生產(chǎn)問題。此外，該方法也可在破碎礦體、垮塌區(qū)殘礦的回采中廣泛應(yīng)用。

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