陳國(guó)輝

(湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司， 湖南郴州市 423037)

0 引言

柿竹園多金屬礦井下300 m×300 m采區(qū)范圍內(nèi)遺留礦柱的回采一直采用YGZ90鉆機(jī)鑿巖。隨著開(kāi)采的進(jìn)行和采空區(qū)規(guī)模的增大，地壓導(dǎo)致臨近空區(qū)的礦柱破壞嚴(yán)重。對(duì)于前期沒(méi)有進(jìn)行鑿巖的礦柱，人員已無(wú)法進(jìn)入礦柱中的鑿巖巷內(nèi)作業(yè);對(duì)于已經(jīng)進(jìn)行過(guò)鑿巖作業(yè)的礦柱，礦柱的破壞導(dǎo)致炮孔變形或人員根本無(wú)法進(jìn)入，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行裝藥爆破。由此導(dǎo)致前期采準(zhǔn)工程的浪費(fèi)及采場(chǎng)爆破大塊率升高等問(wèn)題，因此，有必要研究出一種新的回采工藝來(lái)取代上述YGZ90鉆機(jī)鑿巖的回采模式。經(jīng)礦山技術(shù)人員近一年來(lái)的探索研究，成功的將大直徑潛孔鉆機(jī)運(yùn)用到群空區(qū)條件下礦柱回采的鑿巖，并總結(jié)出一套成熟的回采工藝。該工藝具有作業(yè)安全、成本低、效率高及勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，為類似礦柱的回采提供了一種新的思路和方法。

1 礦山概況

柿竹園多金屬礦屬于特大矽卡巖型礦床，整個(gè)礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，賦存標(biāo)高385～640 m。礦山水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，且地表允許塌陷。

礦山前期開(kāi)采的礦體分布在井下300 m×300 m的范圍內(nèi)，標(biāo)高514～558 m。采區(qū)內(nèi)劃分為4個(gè)盤區(qū)，由P1～P55條南北平巷切割而成，東西向由C1～C10巷垂直切割成36個(gè)礦塊。每個(gè)礦塊長(zhǎng)75 m，寬35 m，其中礦房長(zhǎng)64 m，寬20 m，房間礦柱長(zhǎng)64 m，寬15 m，盤間礦柱長(zhǎng)35 m，寬15 m［1-3］。房柱回采時(shí)在垂直方向上劃分為514，525，536，547四個(gè)分段。一步驟礦房(占60%礦量)已全部回采完畢，余下礦體(占40%礦量)以礦柱的形式存在。該部分礦柱的回采為本文主要研究對(duì)象。

2 礦柱回采鑿巖工藝介紹

一直以來(lái)，514～558分段礦柱回采均采用YGZ90鉆機(jī)鑿巖。隨著連續(xù)開(kāi)采的進(jìn)行，井下空區(qū)規(guī)模日益擴(kuò)大，礦柱承受的地應(yīng)力也越來(lái)越大。受此影響，礦柱剝離日益嚴(yán)重，安全形勢(shì)嚴(yán)峻，YGZ90鉆機(jī)鑿巖回采礦柱的工藝越來(lái)越不能適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的要求［4-5］。經(jīng)分析論證，該類礦柱回采采用大直徑潛孔鉆機(jī)鑿巖能有效克服YGZ90鉆鑿巖工藝的不足。

2.1 YGZ90鉆機(jī)鑿巖工藝

YGZ90鉆機(jī)主要用于鉆鑿垂直扇形孔或垂直孔。炮孔排距1.2 m，孔底距2.2 ～2.6 m，房間礦柱內(nèi)的鑿巖巷規(guī)格為2.7 m×2.7 m，巷道布置如圖1所示，單排炮孔布置如圖2所示。

圖1 YGZ90鉆機(jī)鑿巖采準(zhǔn)工程布置示意

2.2 潛孔鉆鑿巖工藝

潛孔鉆機(jī)用于鉆鑿垂直扇形孔。炮孔排距2.4 m，孔底距3.2～3.6 m，房間礦柱內(nèi)的鑿巖巷規(guī)格為3.0 m×2.7 m，巷道布置如圖3所示，單排炮孔布置如圖4所示。

3 兩種工藝比較分析

圖2 YGZ90鉆機(jī)鑿巖單排炮孔布置示意

上述兩種鑿巖方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表1，從中可以看出，采用潛孔鉆機(jī)鑿巖，無(wú)需進(jìn)入礦柱中鑿巖作業(yè)，作業(yè)安全能得到很好的保障;采準(zhǔn)掘進(jìn)工程量小，效率高，成本低。

根據(jù)各材料的報(bào)價(jià)，可以得出不同鑿巖方式下的單位采礦成本，如表2所示。從表2中可以看出，采用潛孔鉆機(jī)鑿巖方式回采礦柱能顯著降低單位采礦成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 結(jié)論

目前，潛孔鉆鑿巖回采礦柱的工藝已在柿竹園多金屬采推廣使用，并在2011年井下821 t特大爆破、350t回采大爆破及165t井下破裂礦柱的回采爆破中均得到運(yùn)用，并取得良好的爆破效果，累計(jì)為公司直接節(jié)約掘進(jìn)成本162萬(wàn)元，采礦單位成本也在逐年下降。通過(guò)上述比較分析可得出以下結(jié)論:

表1 兩種鑿巖方案優(yōu)劣對(duì)比

表2 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

圖3 潛孔鉆機(jī)鑿巖采準(zhǔn)工程布置示意

圖4 潛孔鉆機(jī)鑿巖單排炮孔布置示意

(1)采用潛孔鉆鑿巖回采礦柱，無(wú)論是前期的采準(zhǔn)掘進(jìn)，還是后期的回采爆破施工，作業(yè)人員都只需在較為安全的盤間柱邊上作業(yè)，無(wú)需進(jìn)入較為破碎的房間柱內(nèi)作業(yè)，對(duì)井下的安全生產(chǎn)、安全管理都起到積極的作用;

(2)運(yùn)用潛孔鉆鑿巖回采礦柱，鉆孔直徑徑大，炮孔的微小變形不會(huì)影響其裝藥爆破，同時(shí)也不會(huì)因礦柱破壞而造成前期采準(zhǔn)工程報(bào)廢的現(xiàn)象;

(3)采用潛孔鉆鑿巖回采礦柱時(shí)，單位采礦成本較原工藝得到顯著降低，同時(shí)采場(chǎng)生產(chǎn)效率得到提升，能顯著改善企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］謝世俊.金屬礦床地下開(kāi)采［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2007.

［2］李愛(ài)兵，李庶林，陳際經(jīng)，等.柿竹園金屬礦床開(kāi)采方案確定的數(shù)值模擬研究［J］.巖土力學(xué)，2014，25(S):463 －467.

［3］長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院.湖南郴縣柿竹園多金屬礦床初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書［R］，長(zhǎng)沙:長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)院有限公司，1977.

［4］曹華鋒.分層礦柱回采及天井采礦的爆破工程實(shí)踐［J］.采礦技術(shù)，10(1):77 －78.

［5］袁節(jié)平，宋嘉棟，歐任澤.地下中深孔大規(guī)模爆破的研究與實(shí)踐［J］.礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，28(1):76 －80.