盘区式上向水平分层充填采矿法加快采矿、充填转换的研究

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摘要：为能进一步提高盘区上向水平分层充填采矿法采矿能力，加快采矿、充填工艺间转换成为问题关键。本文针对生产实际，提出更加合理高效的作业工序，在实际应用中得到了良好的效果，得到一致认可。

关键词：采矿工艺 充填工艺 筑坝方式

一、概述

目前三山岛金矿普遍采用盘区上向水平分层充填采矿法，某分段某盘区回采至最后一分层时，不可忽视的将面临分段转换问题。通常做法是当分层回采结束后，采场及时排毛并在采场下盘处筑坝，为一次性达到充填所需要的筑坝高度，往往需要在筑坝位置处先对采联顶板进行正向、反向“挑顶”处理，然后筑坝、充填，充填结束后从采联适当位置起开始压顶，到达矿体后即进行正常回采工作。然而该种施工方式却又需要考虑上分段相应盘区的开拓、采准、切割工作是否已经完善。在上一分段对应采准、切割工程未结束的情况下仍然采用该种方法必定会影响上分段采准、切割工程的正常施工，使相应工作工期延后，给采场转层接续带来困难；在上一分段对应采准、切割工程施工结束的前提下，盘区最后一分层回采时的采联挑顶及压顶不可避免的将与上分段对应采联“挑透”，带来一系列安全问题，并且在实际生产中采联挑透处往往由于岩石过分破碎等问题需要进行特殊性的支护（木支护、喷浆支护等），影响回采工作按正常计划进行。因此如何在上分段采准、切割工程完善的情况下安全施工及在该采准、切割工程工程未完成的情况下使上分段切割工程与本分层回采作业同时进行施工成为亟待解决的问题。

另外当盘区回采至最后一两分层时，采联自身坡度较陡，加之筑坝要求高度较高，因此给筑坝工作带来很多困难，常常因为铲运机爬坡能力有限、操作水平因人而异，筑坝工作所耗费时间及精力较长，出现“迟迟达不到充填条件”的尴尬局面，因此采场筑坝问题亟待解决。

二、上向水平分层充填采矿法加快采矿、充填转换的研究

1、研究途径、方向及目的

结合新立采矿一车间采掘工段应用实例，特提出盘区回采至最后一、二分层时，分层回采结束后直接在采场下盘处进行下一分层回采工作，然后在采场内适当位置进行筑坝，随后进行充填工作，充填结束后立即进行回采作业，缩短充填作业时间、提高采矿效率，加快采矿、充填工序的转换。

2、施工顺序对比

① 采场下盘筑坝方式：采场验收排毛采联挑顶筑坝充填采联压顶回采；

② 采场内筑坝方式：采场验收回采验收排毛筑坝充填回采；

3、优缺点

① 优点：采场内进行筑坝很好的回避了采联挑顶及压顶时与上分段该采联挑透的问题，同时也能为上分段进行相应工程赢得作业时间，从而增加了回采工作的作业安全及为采场顺利转分段提供条件。另外，采用采场内筑坝的方式及采用延长“采联”长度而不增大采联坡度的办法，大大的减低了筑坝难度，减少了筑坝对人力物力的过多消耗，减少了该分层充填量，即相应的减少了分充填时间。特别是当该分层回采结束后而充填工作不能立即开展的情况下，利用原有采联直接进行下一分层回采工作，直接以回采落矿替代采联挑顶落渣，充分的提高了设备有效利用率，筑坝位置的前移大大的减少了充填后的回采长度，减少了分层回采时间，加快了采矿、充填转换节奏。

② 缺点：采场下盘处直接回采下一分层矿体时，该阶段顶板高度较高，适合在顶板稳定、构造少的情况下进行使用；另外，顶板高度的增加也给浮石检撬、洒水降尘工作增加了难度，因此要求回采时必须严格控制装药量、增强光爆效果，减少爆破震动对顶板的破坏，回采结束后必须采用合适的支护方式及时支护，保障作业的安全性。

4、实施方案

现以新立采矿一车间采掘工段-187分段111-5采场（X05111-5采场）为例，该分段该盘区回采总计为5分层，当该采场第4分层回采结束后由于分段巷与矿体水平距离较短（实测为26.5m），若采用采场下盘筑坝的形式，采联压顶后5分层回采时采联底板坡度为16°，远远大于Boomer281单臂凿岩台车的最大爬坡坡度14°，给设备正常作业带来困难。并且，该采场回采至最后一分层时-173m分段111-5盘区采联切割工作还未施工，该盘区面临转分段问题。因此，4分层回采结束后采用采采场内筑坝的方式，直接将5分层回采作业时底板坡度控制在设备允许范围内（本次设计为10°），给5分层回采作业提供了方便，也为-173分段该盘区采联切割工作提供条件，获得良好的效果。

5、施工设计图

以下为X05111-5采场五分层回采示意图及采联挑顶示意图，其中：①顶板标高为-177.005m，底板标高为-181.005m；②采场内筑坝位置距下盘为10m，坝高2.5m；③采场宽度为10m，采场总长度为45m；④矿体下盘围岩为绢英岩化花岗质碎裂岩和花岗岩，钾化较强，节理裂隙较发育，下盘围岩较稳固；⑤回采结束后立即采用锚杆进行支护；⑥采场顶板实现全光爆施工，光爆孔孔距≦60cm，同一光爆孔采用双导爆管起爆方式；⑦采场必须实行强化开采，以缩短回采周期，减少顶板暴露时间。工作制度：三班作业；⑧采用Boomer281单臂凿岩台车凿岩，每循环进尺为3～3.5m，该采场严格执行“三班两炮”的回采进度。

6、试验总结与综合评价

下表为111-5采场五分层回采采用两种不同方式时的数据对比：

从表中可以明显看出，采用采场内筑坝方式减少压顶渣量近136 m3，即减少了压顶对台车的占用；采场充填量减少近23%，缩短充填时将，减少对充填系统的压力；采联底板坡度减少6°，实际铲运机出矿效率大大的增加。

通过试验发现，矿体过多积压现象大大减少，铲运机出矿难度大大减小，筑坝位置起前几个循环回采后顶板超高现象得到了大大改善，采矿、充填间的循环更加协调，达到了理想的效果。

参考文献：

[1]田昌进，何茂才.上向水平分层胶结充填采矿法在某矿山的应用[J].有色冶金设计与研究.2011，01 .

[2]罗映青，许新启.盘区机械化分层采矿充填策略[J].有色冶炼.2002，06.