朱先鋒

(湖南新田嶺鎢業(yè)有限公司，湖南 郴州市 423000)

湖南新田嶺鎢業(yè)有限公司是一家成立于2008年的大型國有礦山，礦山既有儲量百萬噸以上的規(guī)則大礦體，也有很多儲量幾萬噸、十幾萬噸的零散小礦體。礦山現(xiàn)在主要開采304，211兩個儲量百萬噸以上的大礦體，采用分段鑿巖階段空場嗣后充填采礦法，而對于獨立、分散的小礦體原采用淺孔留礦法回采，后因突出的頂板安全問題被淘汰。如何安全、經(jīng)濟、高效地回采這些獨立小礦體，實現(xiàn)大礦體、小礦體兼采的可持續(xù)發(fā)展，是亟需研究的課題。為此，在該礦井下415中段選取304N12獨立小礦體為回采對象，采用中深孔采礦方法進行采切設(shè)計試驗，并在有軌系統(tǒng)中靈活應用無軌設(shè)備進行采掘施工，最終實現(xiàn)低成本、安全、高效回采。

445分段石門16-304N12礦體產(chǎn)于花崗巖中，受灰?guī)r捕虜體的控制，灰?guī)r捕虜體大部分已蝕變成矽卡巖，矽卡巖f系數(shù)10～14。礦體為走向NE，平面上為條帶狀，傾向西，傾角75°～90°。礦體最高標高459m，最低標高414m，礦體厚度為9.5m～15.4m，平均厚度13m。111b級礦石量為8.2萬t，平均品位0.297%。

該礦體上部為445分段，這個分段是一個無軌分段，平巷直通地表，巷道規(guī)格3.5m×3.5m（三心拱），無軌設(shè)備可以順利出入。445分段的石門16離礦體約36m，離主回風巷110m，礦體200m范圍內(nèi)有445～415分段溜井。礦體下部是415中段（＋419m）。415中段的2#主巷14#穿離礦體約50m，2#主巷為主運輸巷直通北部溜礦井（415～340中段），運輸距離約350m。415中段平巷直通地表，巷道最小規(guī)格2.6m×2.8m（三心拱），2m3鏟運機可以在拆除架線的情況下臨時出入。

1 采礦設(shè)計

1.1 采礦方法選擇

304N12礦體雖然很小，但是相對規(guī)整，厚度在13m左右，礦體傾角75°～90°，屬急傾斜礦體，礦巖穩(wěn)固。結(jié)合地質(zhì)資料，采用沿走向布置分段鑿巖階段空場嗣后充填法，與厚大礦體一樣采用中深孔爆破回采。

1.2 采場結(jié)構(gòu)參數(shù)

采場寬度為礦體厚度，寬約13m，長度為礦體延伸長度約66m?；夭煞秶?25m～455m，共設(shè)425m、440m 2個分層，分層高度15m。為合理布置工程，充分利用現(xiàn)有工程，減少采掘比，425m底部分層采用419m～425m上向斜坡道連接；440m分層采用445m～440m下向斜坡道連接；采用單側(cè)裝礦進路加塹溝底部結(jié)構(gòu)。礦房一端部布置425m～419m的小溜井，負責掘進出渣及后期出礦；一端布置440m～425m人行（回風）天井聯(lián)通上下2個分層。切割槽布置在礦體北部末端，切割天井靠裝礦進路側(cè)布置。

1.3 采切工程布置與施工

采準工程主要有區(qū)域斜坡道、分段平巷、出礦進路、分段鑿巖巷道、人行（回風）天井、溜井等；切割工程主要有塹溝平巷、切割橫巷、切割天井等。采切工程完成后，巷道實測結(jié)果如圖1所示。

圖1 采切工程實測

掘進施工采用YT-28鉆機，出渣聯(lián)合采用有軌耙?guī)r機及無軌1m3鏟運機、2m3鏟運機。445分段為無軌分段，采用2m3鏟運機鏟渣至445?415溜井，再用0.75m3固定式礦車振動放礦運出地表。415中段的出礦平巷及斜坡道的前20m、鏟運機倒車硐室采用有軌耙?guī)r機配0.75m3固定式礦車出渣；倒車硐室形成后的斜坡道以及出礦平巷，掘進采用1m3鏟運機配0.75m3固定式礦車出渣。溜井形成后，裝礦進路、塹溝、天井等掘進出渣采用2m3鏟運機鏟裝至溜井，再采用0.75m3固定式礦車振動放礦運出地表。為實現(xiàn)無軌設(shè)備與有軌設(shè)備的無縫對接，應考慮好鏟運機倒車硐室以及裝載點的巷道高度，需確保裝渣點的巷道長度、高度以及底板水平，以及與有軌架線的安全距離。

2 回采工藝

2.1 鑿巖

在塹溝、鑿巖平巷內(nèi)采用 YGZ-90 型鑿巖機施工上向扇形中深孔，孔徑 65mm，排距1.3m，孔底距 1.8m～2.0m；回采前，將切割天井拉開形成切割槽，切割槽施工上向垂直孔，排距1.2m，孔底距 1m。該礦山厚大礦體鑿巖爆破采用排距 1.5m，孔底距 2.2m～2.4m。而此礦體設(shè)計因為沒有高大溜井，沒有破碎硐室及破碎設(shè)備，且出礦設(shè)備為0.75m3固定式礦車。為控制大塊率，減少二次破碎，保證出礦效率，特意降低了孔底距。

2.2 爆破

炮孔打完后，以切割井為自由面爆破切割槽，以切割槽為自由面?zhèn)认蛘疟?，單分段分次爆破或多分段同時爆破。每次爆破半個切割槽，2個分層的切割槽分2次爆完。每分層正排爆破不超過5排，上分層超前下分層2～3排。采用乳化炸藥人工裝藥，非電導爆管雷管微差起爆。

2.3 通風安全

掘進采用2×11 kW對旋軸流式風機強制通風，風筒跟進工作面。采場通風，新鮮風流從斜坡道，經(jīng)分段平巷及各裝礦進路，到達掘進或出礦工作面，清洗工作面后的污風，通過切割回風天井或人行回風天井匯入440分層再到445回風平巷，然后經(jīng)回風井抽出地表。

2.4 出礦

采場出礦采用2m3鏟運機從各裝礦進路鏟運至溜井，下部采用0.75m3固定式礦車振動放礦，再由電機車運至中段北部415?340溜礦井。由于中段溜井有一個大的環(huán)形車場，為提高出礦效率，可以安排2～3輛電機車同時出礦。

2.5 采空區(qū)處理

由于該礦體回采率較高，充填回采剩余礦石的成本太高，不宜回收，因此采用全尾砂低強度膠結(jié)充填。充填僅處理采空區(qū)地壓，不考慮余礦回采。

2.6 采礦技術(shù)指標

該礦房采切工程總量902m，崩落礦石量74000t，千噸采掘比12.2%，損失率9.8%，貧化率9.3%。本礦房與礦山厚大礦體在不同孔網(wǎng)參數(shù)下的爆破經(jīng)濟技術(shù)指標對比情況見表1。

表1 爆破經(jīng)濟技術(shù)指標對比情況

爆破效果對比：厚大礦體礦房出礦過程中，在裝礦進路出現(xiàn)大塊堵塞懸拱4次，處理大塊懸拱風險高、施工困難，且嚴重影響出礦效率；而試驗礦房未出現(xiàn)大塊堵塞懸拱現(xiàn)象，出礦比較順暢。試驗采場整個施工過程中的設(shè)備運行、運輸、通風系統(tǒng)都與整個工區(qū)的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)緊密結(jié)合，掘進和出礦效率都比較高。

2.7 機械設(shè)備使用效率

采切工程采用2臺YT28氣腿鑿巖機同時施工，每臺鑿巖機月進尺60m，7個多月完成了全部采切工程。兩臺YGZ-90 型鑿巖機同時施工，臺班效率40m/班，不到3個月完成了全部15300m炮孔進尺。出礦采用一臺2m3鏟運機出礦，300t/班（一天2個班），16000t/月，不到5個月采場礦石全部出完。全公司月供礦10萬t，這個中深孔小采場可提供近1/5的礦源。

2.8 優(yōu)、缺點

（1）優(yōu)點。獨立小礦體采用中深孔采礦方法，并配合應用鏟運機出渣、出礦，與淺孔采礦方法相比，人員不用暴露在采空區(qū)下作業(yè)，提升了本質(zhì)安全；靈活應用不同規(guī)格的鏟運機和不同的鏟裝形式，實現(xiàn)了無軌設(shè)備在有軌環(huán)境的無縫銜接，減少了很多系統(tǒng)改造工程，縮短了施工工期，提高了出礦效率。同時，充分利用了礦山現(xiàn)有的溜運系統(tǒng)、通風系統(tǒng)以及機械設(shè)備，從而大大降低采掘比，提高設(shè)備利用率；優(yōu)化了孔網(wǎng)參數(shù)，減少了二次破碎設(shè)施、設(shè)備投入，也降低了二次爆破的安全風險。

（2）缺點。不是所有的獨立小礦體都能采用中深孔采礦方法實現(xiàn)經(jīng)濟、高效回采。除了對礦體的地質(zhì)情況（如礦巖穩(wěn)定、傾角等）有要求外，降低采掘比實現(xiàn)經(jīng)濟開采，礦體周邊必須要有可利用的系統(tǒng)工程，如溜運系統(tǒng)或通風系統(tǒng)；采用鏟運機等設(shè)備實現(xiàn)高效開采，現(xiàn)有巷道尺寸必須具備基本出入要求或不需要大的系統(tǒng)改造。

3 結(jié)語

中深孔采礦方法在新田嶺鎢礦獨立小礦體開采中的應用是一次探索和試驗。本次試驗的成功為新田嶺礦今后獨立、分散小礦體的回采提供了技術(shù)支持，為實現(xiàn)貧富兼采的可持續(xù)發(fā)展指明了方向。中深孔采礦方法在獨立小礦體中的靈活應用對類似礦山有很好的借鑒意義。