郭 偉 王 乾 魏曉明

(1.五礦邯邢礦業(yè)有限公司；2.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院)

李樓-吳集鐵礦-425 m中段采場(chǎng)充填工程

郭 偉1王 乾1魏曉明2

(1.五礦邯邢礦業(yè)有限公司；2.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院)

簡(jiǎn)述了李樓-吳集鐵礦-425 m中段大型采場(chǎng)的充填工程布置。從經(jīng)濟(jì)、安全、高效等方面考慮，對(duì)一步驟采場(chǎng)充填和二步驟采場(chǎng)充填工程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),在縮短充填工程量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)充填并保證了充填質(zhì)量，對(duì)類似開采條件的礦山采場(chǎng)充填具有一定的借鑒作用。

充填工程布置 大型采場(chǎng) 多點(diǎn)充填

安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司李樓-吳集鐵礦位于安徽省西部霍邱縣，行政區(qū)劃屬霍邱縣馮井鄉(xiāng)。礦床開采范圍內(nèi)基本平坦，略有坡度，地形南高北低，西高東低，地形標(biāo)高為35 ～50 m。礦山包括李樓鐵礦和吳集鐵礦(北段)兩部分。其中李樓鐵礦為沉積變質(zhì)礦床，礦體均埋藏于地下，覆蓋層主要為第四系和青白口系老碑組。主礦體埋深標(biāo)高-103～-800 m 及以下，礦體走向近南北，傾向西，傾角68°～88°。礦床由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3個(gè)礦體組成，其中Ⅰ#是主礦體，規(guī)模大，厚度25.5～96.5 m，平均厚度為49.65 m。吳集鐵礦(北段)主要由8個(gè)礦體組成，即WⅠ1、WⅠ2、WⅠ3和5個(gè)單工程控制的零星礦體。礦體傾向西，傾角50°～70°。WⅠ2為主礦體，占全礦床儲(chǔ)量的90%，次為WⅠ1、WⅠ3礦體。WⅠ2礦體以似層狀產(chǎn)出，礦體厚度2.0～58.7 m，平均22.2 m。李樓鐵礦和吳集鐵礦(北段)聯(lián)合建設(shè)，采用分段鑿巖階段充填法，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力750萬(wàn)t/a，其中李樓530萬(wàn)t/a，吳集220萬(wàn)t/a[1-2]。

1 -425 m中段采場(chǎng)工程現(xiàn)狀

1.1 開采現(xiàn)狀

李樓-吳集鐵礦-425 m中段采用階段高度100 m，分段高度25 m的空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ɑ夭桑炔梢徊襟E礦房，膠結(jié)充填并養(yǎng)護(hù)后再采二步驟礦柱。目前李樓鐵礦-425 m中段正在回采的主要有10-5、12-1、12-3、12-5采場(chǎng)，吳集鐵礦-425 m中段正在回采的主要有10-1、10-3、10-5采場(chǎng)。

李樓鐵礦：10-5采場(chǎng)中深孔已全部施工完畢，-325 m水平的中深孔已爆破完，-350,-375,-400 m 水平正在進(jìn)行回采爆破；12-1、12-3采場(chǎng)的中深孔已全部施工完畢，目前在-325,-350,-375,-400 m進(jìn)行中深孔爆破；12-5采場(chǎng)-325,-350,-375 m的中孔已施工完，目前在-400 m水平鑿巖，-325 m水平已開始拉槽爆破。

吳集鐵礦：10-5采場(chǎng)中深孔已全部施工完畢，-325,-350 m水平已進(jìn)行中深孔爆破；10-3采場(chǎng)中深孔已全部施工完畢，-325 m水平的中深孔已爆破完， -350,-375,-400 m正在進(jìn)行中深孔爆破；10-1采場(chǎng)中深孔已施工至-400 m水平，-325,-350 m水平的中深孔已爆破完。

1.2 充填現(xiàn)狀

李樓鐵礦和吳集鐵礦(北段)2#與3#充填站已建設(shè)完成，其中2#充填站能力為160 m3/h，3#充填站能力為80 m3/h，兩個(gè)充填站均能實(shí)現(xiàn)灰砂比為1∶4～1∶16的全尾砂膠結(jié)充填[3]。

2 -425 m中段采場(chǎng)充填工程布置

李樓-吳集鐵礦-425 m中段采場(chǎng)出礦底部結(jié)構(gòu)布置在-400 m水平，鑿巖硐室布置在-325 m水平，鑿巖硐室高3.8～4.0 m。將-321～-300 m的連續(xù)礦體留做-425 m中段的頂柱。-325 m水平在-425 m中段回采時(shí)作為充填回風(fēng)中段，在-300 m 中段回采時(shí)作為運(yùn)輸出礦中段。根據(jù)李樓-吳集鐵礦-425 m中段大型采場(chǎng)開采技術(shù)條件，-425 m中段采場(chǎng)充填工程布置在-300 m水平。見圖1。

2.1 -300 m水平一步驟采場(chǎng)布置

充填巷道布置在-300 m水平。一步驟采場(chǎng)充填時(shí)，從-300 m水平下盤沿脈巷二步驟礦柱布置充填巷，在充填巷內(nèi)每隔40～50 m布置充填聯(lián)絡(luò)巷連通一步驟采場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)多點(diǎn)充填。一步驟充填時(shí),在-300 m水平垂直礦體走向每間隔80 m布置一條充填巷，充填巷在-425 m中段二步驟采場(chǎng)的頂部的中央位置,巷道斷面為3.2 m×3.0 m。見圖1。

圖1 李樓-吳集鐵礦-300 m水平采場(chǎng)一步驟充填工程

2.2 -300 m水平二步驟采場(chǎng)布置

二步驟采場(chǎng)充填工程必須在采場(chǎng)回采爆破前形成。從-300 m水平下盤沿脈巷一步驟采場(chǎng)頂部充填體上方布置充填巷至采場(chǎng)上盤，在充填巷內(nèi)每隔40～50 m布置充填聯(lián)絡(luò)巷連通一步驟采場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)采場(chǎng)多點(diǎn)充填。二步驟充填時(shí)，充填巷布置在-425 m中段一步驟采場(chǎng)的頂部位置，距一步驟采場(chǎng)充填巷道中心為16.4 m，巷道斷面3.2 m×3.0 m,見圖2。

2.3 首采區(qū)一步驟采場(chǎng)布置

李樓鐵礦首采區(qū)一步驟采場(chǎng)充填工程布置在-300 m 水平的10-6、12-4采場(chǎng)內(nèi)，10-6采場(chǎng)內(nèi)的充填巷道負(fù)責(zé)10-5和12-1采場(chǎng)的充填，12-4采場(chǎng)內(nèi)的充填巷道負(fù)責(zé)12-3和12-5采場(chǎng)的充填；吳集鐵礦首采區(qū)一步驟采場(chǎng)充填工程布置在-300 m水平的10-4、12-6采場(chǎng)內(nèi)，10-4采場(chǎng)內(nèi)的充填巷道負(fù)責(zé)10-3和10-5采場(chǎng)的充填，12-6采場(chǎng)內(nèi)的充填巷道負(fù)責(zé)10-1采場(chǎng)的充填。李樓首采區(qū)一步驟采場(chǎng)充填工程布置具體見圖3(a)，吳集首采區(qū)一步驟采場(chǎng)充填工程布置具體見圖3(b)。

圖2 李樓-吳集鐵礦-300 m水平采場(chǎng)二步驟充填工程

2.4 -300 m水平采場(chǎng)布置的注意事項(xiàng)

(1)一步驟采場(chǎng)充填聯(lián)絡(luò)道掘進(jìn)時(shí)，必須布置下向傾斜超前探測(cè)孔提前探測(cè)，探測(cè)孔深5～8 m；當(dāng)充填聯(lián)絡(luò)道掘進(jìn)至離空區(qū)4 m時(shí)應(yīng)停止作業(yè)，采用一次爆破使充填聯(lián)絡(luò)道直接與空區(qū)貫通。二步驟采場(chǎng)充填工程必須在二步驟采場(chǎng)回采爆破前形成，以保證充填聯(lián)絡(luò)巷施工安全[4]。

(2)后期開采-300 m中段礦塊時(shí)，考慮到前期充填工程巷道處于-300 m中段采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)中間，為了充分利用原充填巷道，需對(duì)該中段重新劃分采場(chǎng)，按此布置時(shí)，需將原設(shè)計(jì)的采場(chǎng)邊界往南移動(dòng)6.4 m，其他參數(shù)同原設(shè)計(jì)一樣[5-6]。

3 結(jié) 論

(1)兩個(gè)采場(chǎng)共用一條充填巷，一步驟充填時(shí)，在-300 m水平每間隔80 m布置一條充填巷，充填巷布置在二步驟采場(chǎng)的頂部中央位置：二步驟充填時(shí)，充填巷布置在一步驟采場(chǎng)的頂部位置，與一步驟采場(chǎng)的充填巷道中心間距16.4 m。

(2)充填工程量少，施工簡(jiǎn)單；充填巷道布置在采場(chǎng)頂部，有利于充填管架設(shè)與料漿排放，并能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)充填，保證充填質(zhì)量；同時(shí)可作為以后-300 m 中段采場(chǎng)的出礦巷和受礦巷。

圖3 一步驟采場(chǎng)充填工程布置

(3)在-300 m水平布置充填巷，充填聯(lián)巷需與空區(qū)聯(lián)通，必須提前探測(cè)；在采場(chǎng)頂部提前形成充填巷道，二步驟礦柱回采時(shí)，對(duì)巷道破壞嚴(yán)重，在二次利用時(shí)會(huì)增加一定的巷道維修量。

[1] 田舉博,蔡 蓓.分段礦房嗣后充填法在李樓鐵礦的應(yīng)用[J].金屬礦山,2012(6):19-21.

[2] 魏曉明,李長(zhǎng)洪,張立新.急傾斜厚大礦體采礦方法的選擇[J].金屬礦山,2014(4):31-34.

[3] 張立新.李樓鐵礦采礦方法和充填工藝探討[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2012(1):1-3.

[4] 朱國(guó)濤,郝紅星,王曉飛.李樓鐵礦厚大礦體安全回采研究[J].現(xiàn)代礦業(yè),2013(11):1-4.

[5] 田昌進(jìn),何茂才,孫德民.上向水平分層膠結(jié)充填采礦法在某礦山的應(yīng)用[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究,2011(1):1-3.

[6] 王發(fā)芝.冬瓜山銅礦深部采場(chǎng)充填技術(shù)[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2008(4):4-5.

2014-09-19)

郭 偉(1976—)，男，工程師，056002 河北省邯鄲市叢臺(tái)區(qū)朝陽(yáng)路88號(hào)。