陳永富

(中金嶺南公司凡口鉛鋅礦，廣東韶關(guān) 512325)

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凡口礦頂?shù)字踩夭稍蚍治黾案倪M(jìn)措施

陳永富

(中金嶺南公司凡口鉛鋅礦，廣東韶關(guān) 512325)

本文通過分析凡口鉛鋅礦頂?shù)字夭砂踩y度大的原因，根據(jù)其原因提出一些改進(jìn)措施。在回采底柱上部拉底采場(chǎng)時(shí)加強(qiáng)改進(jìn)，同時(shí)在回采頂?shù)字鶗r(shí)跟進(jìn)安全措施，從而確保安全回采頂?shù)字?/p>

頂?shù)字?回采； 原因； 分析； 措施

1 頂?shù)字夭涩F(xiàn)狀

凡口鉛鋅礦從1968年投產(chǎn)到現(xiàn)在經(jīng)過43年的開采，在-240 m以上中段留下了大量頂?shù)字?，這些頂?shù)字V石品位高、礦石總量較大，對(duì)補(bǔ)充礦山日益枯竭的資源、增加礦山的經(jīng)濟(jì)效益、提高礦山資源的利用率、延續(xù)礦山開采年限方面有著不可替代的作用。但頂?shù)字V石作為滯后開采部分，地質(zhì)條件復(fù)雜，特別是受到周圍環(huán)境的影響，部分地質(zhì)條件已經(jīng)發(fā)生了較大變化，同時(shí)其周邊工程復(fù)雜，回采條件受到較大限制，不可確定因素較多，增大了頂?shù)字陌踩夭呻y度。

2 回采難度大原因分析

2.1 賦存條件

頂?shù)字a(chǎn)生即存在原因就是為了能多中段同時(shí)開采，增加采場(chǎng)回采個(gè)數(shù)，增加礦山開采礦石量。上部采場(chǎng)拉底回采完后，即破壞了礦石的受力結(jié)構(gòu)及整體穩(wěn)定性，受爆破影響，礦石穩(wěn)固性及礦石本身的整體粘性降低，同時(shí)頂?shù)字夭稍诶壮涮铙w下作業(yè)，這些條件都加大了頂?shù)字夭傻陌踩y度。

2.2 技術(shù)條件

2.2.1 金星嶺部分底柱采場(chǎng)，底柱劃分時(shí)兩幫控制線與拉底層采場(chǎng)兩幫控制線一致，而不像獅嶺底柱采場(chǎng)頂板對(duì)應(yīng)兩拉底采場(chǎng)，前者頂板拉底充填體僅受充填體膨脹張力產(chǎn)生的摩擦力作用。同時(shí)，上部?jī)衫撞蓤?chǎng)本身除這種摩擦力外，兩者無任何骨架相連，這種結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致充填體整體冒落；而后者除兩者間有摩擦力外，每個(gè)拉底采場(chǎng)均有一部分為礦石或結(jié)頂充填體支撐，只要其充填體的強(qiáng)度大于其抗剪強(qiáng)度，則充填體不會(huì)整體下沉導(dǎo)致冒落。

2.2.2 兩拉底層交界處，因?yàn)殚g柱在拉底時(shí)為避免破壞礦房拉底層充填體，靠充填體的底板礦石打眼時(shí)沒有到位，容易形成一隨采場(chǎng)走向的、厚度及高度均約0.3-0.4 m的殘礦柱，這種殘礦柱沒有足夠破碎，難以與拉底層充填體形成類似混凝土的結(jié)構(gòu)，同時(shí)其所受的約束力也僅有兩旁充填體的張力，強(qiáng)度較差，在揭露后，這種三角狀殘礦在受到爆破震動(dòng)后，極易冒落，同時(shí)破壞了整個(gè)充填體的受力平衡，由此導(dǎo)致了充填體的一部分破壞。

2.2.3 -240 m以上中段底柱很大部分為FDQ底柱或者是留礦法底柱，這兩類底柱的相同之處是大部分均在礦石里擴(kuò)漏，同時(shí)因?yàn)榈V石安息角或人為原因，導(dǎo)致漏斗內(nèi)遺留了大量殘礦，特別是留礦法更加明顯。這種留礦法殘礦因出礦后無法進(jìn)入測(cè)圖，故殘礦的厚度也無從知曉。Sh-240mN4-5#FDQ底柱在回采完一分層底柱后，頂板還留有大量殘礦，主要集中在漏斗范圍，回采非常被動(dòng)；同時(shí)FDQ采場(chǎng)及留礦法采場(chǎng)出礦后，因?yàn)榘踩蛩赜绊懀徽邿o法鋪設(shè)地網(wǎng)等底部結(jié)構(gòu)，充填質(zhì)量較差，二者無法準(zhǔn)確測(cè)圖，資料不是很詳細(xì)，更增大了回收殘礦的難度。

2.2.4 回采完礦房底柱后，必須對(duì)其結(jié)頂充填，但是因?yàn)闆]有充填天井，同時(shí)充填體脫水時(shí)充填料下沉等影響，無法對(duì)礦房底柱結(jié)頂，在回采間柱底柱時(shí)，上部拉底層充填體全部懸空，沒有支撐點(diǎn)，對(duì)回采帶來極大的安全隱患。Shd-120m頂10#底柱回采時(shí)，南幫頂27#③底柱沒有完全結(jié)頂，造成頂板大面積懸空發(fā)生充填體冒落。

2.2.5 凡口礦底柱實(shí)體厚度約6.0 m～8.0 m，采場(chǎng)破頂后底柱一般分為兩層回采。2009～2010年這段時(shí)期礦里曾要求底柱實(shí)行掘進(jìn)式回采，高度3.0 m～4.0 m，寬度4.0 m左右，即最后一分層采取分條分段回采、結(jié)頂?shù)姆椒ɑ夭?。但因?yàn)楣πУ湍壳爸挥邪踩夭呻y度極大的底柱采場(chǎng)方采用此方法回采，如Shd-120m頂6-7#底柱最后一分層采用掘進(jìn)式回采，一般情況下基本上還是采用上向分層充填法回采。第一層壓頂后至少預(yù)留3.0 m待第二層破頂回采。在回采底柱第二層時(shí)，特別是分段后退式回采時(shí)，若底柱周邊沒有穿脈，對(duì)回采第二段以后的礦石時(shí)，通風(fēng)條件受到極大的限制，例如Shd-80m頂9#底柱回采時(shí)，西頭靠近無軌巷，東頭通回風(fēng)巷，因?yàn)榘踩蚝笸耸交夭桑谝欢纬龅V后，若不留通道通回風(fēng)巷則炮煙返出主巷，影響范圍較廣，但同時(shí)考慮到充填隊(duì)無法在結(jié)構(gòu)很破碎的充填體下立通風(fēng)巷，空?qǐng)鲵?yàn)收時(shí)決定充填結(jié)頂后回采西頭，等回采西頭時(shí)造成通風(fēng)困難最后只有裝風(fēng)機(jī)輔助通風(fēng)。

2.3 安全、管理方面原因

2.3.1 拉底層在拉底過程中，受作業(yè)班組的技能熟練程度的影響，拉底層凹凸不平，特別是有較大上坡或降坡的采場(chǎng)，這種情況更加嚴(yán)重。測(cè)量人員若沒有實(shí)測(cè)則嚴(yán)重影響了資料的準(zhǔn)確度，對(duì)底柱破頂回采造成嚴(yán)重的后果；或找邊高度不夠造成補(bǔ)償空間太低，無法正常壓頂；或者預(yù)留安全破頂厚度不夠，造成邊邦的摩擦力不夠，容易發(fā)生冒落。Shd-200m頂12#底柱資料提供采后空高6.0米，預(yù)留3.0 m的補(bǔ)償空間，但實(shí)際壓頂回采時(shí)，補(bǔ)償空間堵死后仍未揭露拉底層充填體，最后采用邊鏟邊壓頂邊跟進(jìn)安全處理、水泥錨桿護(hù)頂?shù)姆绞竭M(jìn)行回采，采后空高8.0 m，與提供標(biāo)高資料相差2.0 m。

2.3.2 拉底層因?yàn)楣芾砘虬踩蚯鍒?chǎng)不干凈，局部留有礦石、廢石容易造成殘礦、碴，這種情況在底柱開口壓頂過程中容易造成一種假象，打鉆裝藥時(shí)將炸藥裝到殘礦、碴中，導(dǎo)致殘礦、碴雖然被爆下，但卻容易破壞充填體，破壞了原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，人為造成一個(gè)應(yīng)力點(diǎn)集中，致使該處充填體極易冒落。Sh-240mN6#底柱資料與實(shí)際相差約0.5 m，預(yù)留破頂厚度不夠，且由于拉底層清場(chǎng)不干凈殘礦、碴較多，在西頭開口壓頂時(shí)，因?yàn)檫@種殘礦、碴影響破壞了充填體，致使采場(chǎng)充填體局部冒落，既造成了貧化，也對(duì)安全回采帶來了風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.3 拉底采場(chǎng)在墊坡過程中，個(gè)別工區(qū)、隊(duì)為圖方便，沒有將墊坡的渣或者礦石清理干凈即進(jìn)行充填，底柱回采時(shí)，揭露該墊坡后，人為造成一個(gè)破碎帶，這不僅是一個(gè)安全隱患，同時(shí)為此進(jìn)行的安全處理工作，諸如鐵絲網(wǎng)錨護(hù)等，無疑也增加了采礦成本。Shd-200m一分段回采頂4#試驗(yàn)底柱時(shí)，因Shd-200m頂4-5#試驗(yàn)采場(chǎng)二分段回采時(shí)超采嚴(yán)重，已基本上將4#試驗(yàn)采場(chǎng)采完。揭露Shd-200m頂4-5#試驗(yàn)采場(chǎng)上坡墊渣后，該墊渣被揭露后冒落混入礦石中，造成貧化，且冒落嚴(yán)重。最后礦石未完全鏟完后即交付充填。等等。

3 安全回采頂?shù)字倪M(jìn)措施

根據(jù)本人長(zhǎng)期管理回采頂?shù)字慕?jīng)驗(yàn)提出一些改進(jìn)措施如下：

3.1 對(duì)于FDQ采場(chǎng)將在礦石中擴(kuò)漏改為先回采二分層2首層共6.0 m膠結(jié)充填后，構(gòu)筑人工假底(見圖1)。3.2 對(duì)充填結(jié)頂問題凡口礦一般拉底層鋪設(shè)地網(wǎng)，第二層立脫水井，為方便充填結(jié)頂?shù)V房底柱，在拉底層充填時(shí)，預(yù)留一較小的充填井，規(guī)格：1.0 m(寬)×1.0 m(高)，但為保證底部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，需要在充填小井旁加密底部結(jié)構(gòu)的內(nèi)筋網(wǎng)度，第二層立脫水井時(shí)，按脫水井通道規(guī)格將充填小井延伸至進(jìn)路，在充填結(jié)頂時(shí)，可以沿此通道接管通過充填小井結(jié)頂充填(見圖2)。

圖1 人工假底示意圖

圖2 充填小井示意圖

3.3 拉底層在鋪設(shè)地網(wǎng)時(shí)，離底板約20 mm高度拉鋼絲繩，這種鋼絲繩的主要作用也就是在充填時(shí)固定竹架，在回采過程中，鋼絲繩下方的充填體容易斷層而冒落，而在鋼絲繩交接處加多一條水泥錨桿，既可以作為充填體內(nèi)筋，同時(shí)只要這種水泥錨桿的網(wǎng)度足夠的話，則可以保證鋼絲繩下方的充填體不致因?yàn)槊搶佣奥?，造成貧化。這種水泥錨桿就單從價(jià)格方面講，遠(yuǎn)低于空心錨桿，同時(shí)其力學(xué)性能與空心錨桿無異。

3.4 頂?shù)字夭森h(huán)境均在充填體下，所以充填體質(zhì)量的好壞直接影響到頂?shù)字幕夭?，凡口礦在鋪設(shè)地網(wǎng)時(shí)，主體是竹架，同時(shí)每捆竹架中加多一條空心錨桿，主要是為了加強(qiáng)充填體的整體強(qiáng)度，同時(shí)作為類似混凝土的主筋，主要承受拉力，所以不論從經(jīng)濟(jì)方面還是從充填體的結(jié)構(gòu)方面，廢舊鋼管的優(yōu)越性都大于空心錨桿，為加強(qiáng)充填體的整體抗拉強(qiáng)度，可以選用廢舊鐵管代替空心錨桿。

3.5 為解決底柱分段回采通風(fēng)問題，避免充填隊(duì)作業(yè)人員為留通風(fēng)聯(lián)道在充填體下長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)問題，可采用鐵風(fēng)筒或類似鐵風(fēng)筒，有一定強(qiáng)度不致被充填料漿的壓力壓壞的預(yù)制構(gòu)件，在首段第二層充填至一定高度時(shí)，預(yù)埋充填體中作為通風(fēng)通道。目前在Shd-80m頂10#等底柱回采時(shí)已應(yīng)用。

3.6 設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用無底柱采礦方法回采，減少頂?shù)字臄?shù)量。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著礦山開采已延伸至深部，會(huì)產(chǎn)生更多的頂?shù)字瑸榻档晚數(shù)字_采的安全難度，避免重復(fù)上部中段頂?shù)字牟蛔?，希望本文能?duì)安全回采頂?shù)字幸欢ǖ慕梃b作用。

[1] 凡口鉛鋅礦頂?shù)字蓤?chǎng)掘進(jìn)式分條回采技術(shù)規(guī)范(試行)·2009.2.23.

On the Reason for Cap Pillar and Sill Pillar Safty Recovery of Fankou Lead-zinc Mine & Improvement Measures

CHEN Yongfu

(Shenzhen Zhongjin Lingnan Nonfemet Company LimitedFankou Lead-zinc Mine, Shaoguan,Guangdong 512325)

Through analyzing the reason for great safety difficulty of Fankou lead-zinc mine cap pillar and sill pillar recovery, this article puts forward some improvement measures. Such as strengthening and improving when recovery sill pillar upside undercutting stope. Meanwhile, following up safety precautions when recoverying the cap pillar and sill pillar. Thereby ensuring the safety of recovery the cap pillar and sill pillar.

Cap Pillar and Sill Pillar; Recovery; Reason; Analysis; Measure

陳永富(1970-)，男，湖南湘鄉(xiāng)人，采礦助理工程師，從事礦山采礦技術(shù)管理工作。

TD80

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1671-3818(2016)03-0004-03