冬瓜山铜矿采空区分布特征及充填治理方案设计.pdf

Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ５ ９ ０ Ｊ ｕ ｎ ｅ ． ２ ０ １ ８ 现 代 矿 业 Ｍ Ｏ Ｄ Ｅ Ｒ ＮＭ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ Ｇ 总 第５ ９ ０ 期 ２ ０ １ ８ 年 ６月第 ６期 张 保（ １ ９ ８ ０ ） ， 男， 工程师， 硕士， ２ ４ ４ ０ ０ ０安徽省铜陵市。 冬瓜山铜矿采空区分布特征及充填治理方案设计 张 保１ 刘允秋２ ， ３ ， ４ 孙丽军２ ， ３ ， ４ （ １ ． 铜陵有色金属集团控股有限公司冬瓜山铜矿； ２ ． 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司； ３ ． 金属矿山安全与健康国家重点实验室； ４ ． 华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司） 摘 要 冬瓜山铜矿早期开采多采用阶段矿房法和浅孔留矿法， 遗留了大量老采空区； 该矿新 区采用阶段空场嗣后充填采矿法生产， 基本处于采充平衡状态， 不存在采空区。结合现场勘查成 果， 详细分析了东、 西狮子山矿段， 大团山矿段， 老鸦岭矿段， 桦树坡矿段以及冬瓜山矿段的生产现 状及采空区分布特征。在此基础上， 结合矿山现有的充填系统， 设计了采空区充填方案。研究表 明 大团山矿段和桦树坡矿段宜采用灰砂比 １ ∶ ６尾砂胶结充填和灰砂比 １ ∶ １ ５尾砂微胶充填法进行 采空区治理， 老鸦岭矿段可全部采用灰砂比 １ ∶ １ ５尾砂微胶充填采空区， 冬瓜山铜矿新区宜采用灰 砂比 １ ∶ ６尾砂胶结充填和 １ ∶ １ ５尾砂微胶充填采空区， 也可与矸石充填法相结合对采空区进行治 理。 关键词 采空区 阶段矿房法 浅孔留矿法 充填法 胶结充填 Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４  ６ ０ ８ ２ ． ２ ０ １ ８ ． ０ ６ ． ０ ０ ４ Ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎＣ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄＦ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇＴ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅＤ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎｏ ｆ ｔ ｈ ｅＧ ｏ ａ ｆ ｏ ｆ Ｄ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｓ ｈ ａ ｎＣ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒＭｉ ｎ ｅ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＢ ａ ｏ １ Ｌ ｉ ｕＹ ｕ ｎ ｑ ｉ ｕ２ ， ３ ， ４ Ｓ ｕ ｎＬ ｉ ｊ ｕ ｎ２ ， ３ ， ４ （ １ ． Ｄ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｓ ｈ ａ ｎＣ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ Ｍ ｉ ｎ ｅ ， Ｔ ｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｇＮ ｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｓ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐＨ ｏ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ； ２ ． Ｓ ｉ ｎ ｏ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｍ ａ ａ ｎ ｓ ｈ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅｏ ｆ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＣ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ； ３ ． Ｓ ｔ ａ ｔ ｅＫ ｅ ｙＬ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙｏ ｆ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙａ ｎ ｄＨ ｅ ａ ｌ ｔ ｈｆ ｏ ｒ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ Ｍ ｉ ｎ ｅ ｓ ； ４ ． Ｈ ｕ ａ ｗ ｅ ｉ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＣ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｈ ｉ ｇ ｈＥ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ Ｃ ｙ ｃ ｌ ｉ ｃａ ｎ ｄＵ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃＭ ｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｓ ｔ ａ ｇ ｅｃ ｈ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄａ ｎ ｄｓ ｈ ａ ｌ ｌ ｏ ｗ  ｈ ｏ ｌ ｅ ｓ ｈ ｒ ｉ ｎ ｋ ａ ｇ ｅ ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄａ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄｉ ｎｔ ｈ ｅ ｅ ａ ｒ ｌ ｙｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｄ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｓ ｈ ａ ｎＣ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ Ｍ ｉ ｎ ｅ ， ａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｎ ｕ ｍ ｂ ｅ ｒ ｇ ｏ ａ ｆ ｓ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ； ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｂ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｎ  ｓ ｔ ｏ ｐ ｅ ｆ ｉ ｌ ｌ  ｉ ｎ ｇｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄｉ ｓ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄｉ ｎｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｗｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ｏ ｆ Ｄ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｓ ｈ ａ ｎＣ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ Ｍ ｉ ｎ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｇ ｏ ａ ｌ ｏ ｆ ｅ ｑ ｕ ｉ ｌ ｉ ｂ ｒ ｉ  ｕ ｍｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇａ ｎ ｄｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｇ ｏ ａ ｆ ｉ ｓ ｎ ｏ ｔ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄｉ ｎｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｗｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ． Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎｔ ｈ ｅｆ ｉ ｅ ｌ ｄｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ， ｔ ｈ ｅｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｎ ｄｇ ｏ ａ ｆ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｅ ａ ｓ ｔ Ｓ ｈ ｉ ｚ ｉ ｓ  ｈ ａ ｎａ ｎ ｄＷｅ ｓ ｔ Ｓ ｈ ｉ ｚ ｉ ｓ ｈ ａ ｎｏ ｒ ｅｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｄ ａ ｔ ｕ ａ ｎ ｓ ｈ ａ ｎｏ ｒ ｅｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｌ ａ ｏ ｙ ａ ｌ ｉ ｎ ｇｏ ｒ ｅｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｈ ｕ ａ ｓ ｈ ｕ ｐ ｏｏ ｒ ｅｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄＤ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｓ ｈ ａ ｎｏ ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ． Ｂ ａ ｓ ｅ ｄｏ ｎｔ ｈ ｅ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ， ｃ ｏ ｍ ｂ ｉ ｎ ｇ ｗ ｉ ｔ ｈｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｎ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｅ ｄｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｇ ｏ ａ ｆ ｓ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄｉ ｎｔ ｈ ｅ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ｏ ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｅ  ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅｓ ｔ ｕ ｄ ｙｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｔ ｈ ａ ｔ ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ（ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ  ｓ ａ ｎ ｄｒ ａ ｔ ｉ ｏｉ ｓ １ ∶ ６ ）ａ ｎ ｄｔ ａ ｉ ｌ  ｉ ｎ ｇ ｓ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｇ ｅ ｌ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ（ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ  ｓ ａ ｎ ｄｒ ａ ｔ ｉ ｏｉ ｓ １ ∶ １ ５ ）ｃ ａ ｎｂ ｅｕ ｓ ｅ ｄｔ ｏｄ ｅ ａ ｌ ｗ ｉ ｔ ｈｔ ｈ ｅｇ ｏ ａ ｆ ｓ ｉ ｎＤ ａ ｔ ｕ ａ ｎ ｓ  ｈ ａ ｎｏ ｒ ｅｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄＨ ｕ ａ ｓ ｈ ｕ ｐ ｏｏ ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｔ ｈ ｅ ｇ ｏ ａ ｆ ｓ ｉ ｎＬ ａ ｏ ｙ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｃ ａ ｎｂ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｄｂ ｙ ｏ ｎ ｌ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｇ ｅ ｌ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ（ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ  ｓ ａ ｎ ｄｒ ａ ｔ ｉ ｏｉ ｓ １ ∶ １ ５ ） ； ａ ｎ ｄｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ（ ｃ ｅ  ｍ ｅ ｎ ｔ  ｓ ａ ｎ ｄｒ ａ ｔ ｉ ｏｉ ｓ １ ∶ ６ ） ， ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｇ ｅ ｌ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ（ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ  ｓ ａ ｎ ｄｒ ａ ｔ ｉ ｏｉ ｓ １ ∶ １ ５ ）ａ ｎ ｄｇ ａ ｎ ｇ ｕ ｅｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄｃ ａ ｎｂ ｅｕ ｓ ｅ ｄｔ ｏｄ ｅ ａ ｌ ｗ ｉ ｔ ｈｔ ｈ ｅｇ ｏ ａ ｆ ｓ ｉ ｎＤ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｓ ｈ ａ ｎｏ ｒ ｅｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ Ｇ ｏ ａ ｆ ，Ｓ ｔ ａ ｇ ｅｃ ｈ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ，Ｓ ｈ ａ ｌ ｌ ｏ ｗ  ｈ ｏ ｌ ｅｓ ｈ ｒ ｉ ｎ ｋ ａ ｇ ｅｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ，Ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ，Ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ７１ １ 矿山概况 冬瓜山铜矿井下开采分为新区（ 冬瓜山矿区） 和老区（ 狮子山矿区） 。目前， 新区主要开采冬瓜山 矿段， 老矿区主要开采原狮子山铜矿的大团山、 老鸦 岭和桦树坡矿段。老区最早开采的浅部东狮子山和 西狮子山矿段已分别于 ２ ０ ０ １年 ７月和 ２ ０ ０ ２年上半 年回采结束， 形成了数百万立方米的特大空区， 目前 已全部采用尾砂充填法进行了治理。 老鸦岭矿床为缓倾斜薄矿体， 主要采用浅孔空 场法开采。该矿段 － ３ ４ ０ｍ中段以上已全部采完， － ３ ９ ０ ， － ５ ２ ０ｍ中段正在回采。目前， 该矿段的实 际生产能力为 ３ ０ ０ｔ ／ ｄ ， 预计 ２ ０ １ ８年回采结束。大 团山矿段是老区生产的主力， 目前 － ５ ８ ０ｍ中段以 上基本回采结束， 并实施了充填， 现正对 － ５ ８ ０ｍ以 下中段进行回采， 实际生产能力约 ２０ ０ ０ｔ ／ ｄ 。大团 山矿体沿走向可分为 ５个盘区，－ ６ ７ ０ｍ中段以上 主要采用深孔和中深孔阶段矿房嗣后充填采矿法， 现正处于大规模回采阶段。桦树坡矿段 ２ ０ ０ ３年初 建成投产， 其 － ５ ２ ０ｍ中段已回采结束， 目前正在回 采 － ５ ８ ０～－ ６ ７ ０ｍ中段， 已形成了 ７ ０ ０～ ８ ０ ０ｔ ／ ｄ的 生产能力， － ６ ７ ０ｍ中段以下正在进行深部勘探。 老区采矿作业中段主要集中于 － ７ ３ ０ｍ中段以 上， 矿石从 － ３ ９ ０ ，－ ４ ６ ０ ，－ ５ ２ ０ ，－ ５ ８ ０ ，－ ６ ７ ０ｍ水 平进入老区矿石溜井后， 在 － ８ ７ ５ｍ水平通过电机 车运输、 卸载进入冬瓜山矿石提升系统。目前， 全矿 有 － ３ ９ ０ ， － ５ ２ ０ ， － ５ ８ ０ ， － ６ ７ ０ ， － ７ ３ ０ ， － ７ ６ ０ ， － ７ ９ ０ ， － ８ ５ ０ ， － ８ ７ ５ ， － １０ ０ ０ｍ等主要生产中段（ 图 １ ） 。 图 １ 冬瓜山各矿段空间关系示意 矿山综合贫化率为 １ ４ ％， 综合损失率为 １ ５ ％， 其中， 新区综合贫化率为 １ ０ ％， 综合损失率为 １ ５ ％， 采场综合生产能力为 １５ ０ ０ｔ ／ ｄ 。大团山矿段采用 垂直深孔落矿阶段矿房法、 分段落矿阶段矿房法和 浅孔采矿法生产， 老鸦岭矿段采矿方法以浅孔房柱 法和浅孔留矿法为主［ １  ３ ］， 桦树坡矿段采用垂直深孔 落矿阶段矿房法、 分段落矿阶段矿房法和浅孔房柱 法开采。中深孔落矿采场崩矿量 ４ ． ５ｔ ／ ｍ ， 堑沟受 矿， 无轨设备出矿， 单个采场生产能力为 ６ ０ ０ｔ ／ ｄ ， 漏 斗受矿， 电耙出矿， 单个采场生产能力为 ２ ４ ０ｔ ／ ｄ ； 大 直径深孔落矿采场崩矿量２ ５ｔ ／ ｍ ， 堑沟受矿， 无轨设 备出矿， 单个采场生产能力为 １０ ０ ０ｔ ／ ｄ ； 少量浅孔 采矿采场， 单个采场的生产能力为 ５ ０～ ８ ０ｔ ／ ｄ 。为 适应似层状缓倾斜矿体厚度变化大的特点， 冬瓜山 矿段采用阶段空场嗣后充填法开采。 ２ 采空区分布特征 ２ ． １ 东、 西狮子山矿段 东、 西狮子山矿段于 １ ９ ６ ６年 ７月建成投产， 初 期采用房柱法开采， ２ ０世纪 ７ ０年代开始开采盲矿 体， 采用顶板不崩落、 采空区下暂留矿石垫层的阶段 崩落法开采［ ４ ］。采场结构参数为阶段高度 ４ ０ｍ ， 采 场垂直于矿体走向布置， 沿走向每 １ ２ ． ５ｍ划分 １个 ８１ 总第 ５ ９ ０期现代矿业２ ０ １ ８年 ６月第 ６期 采场， 底部结构由电耙道和放矿漏斗组成。电耙道 设置于底部结构正中， 两侧每隔６ｍ布置１对漏斗， 下设沿走向的聚矿巷道， 聚矿巷道中布置溜井。底 部结构高 ８ｍ ， 底柱上为切割层， 切割层以上分 ３层 硐室凿岩。由切割层开始， 第 １层凿岩硐室沿走向 布置， 第 ２ 、 ３层凿岩硐室垂直于矿体走向布置。凿 岩工作在硐室内进行， 采用 ６ Ａ  １ ０ ０型钻机钻凿垂直 上向的扇形中深孔， 排距 ２ ． ０ｍ ， 采用多排同段爆破 方式。 西狮子山矿段的主矿体（ Ⅱ＃～ Ⅴ ＃ 矿体） 彼此靠 近， 矿体倾角 ５ ５ ～ ７ ５ ， 走向长 ３ １ ４ｍ ， － ４ ０ｍ以上 采用房柱法开采， 至１ ９ ７ ５年形成了约２ ３万 ｍ ３的采 空区， 顶板未自行冒落。１ ９ ９ ７ ２ ０ ０ ０年对 １ ７ ＃矿柱 进行了有计划的部分回采。该矿段最低开采水平为 － ２ ８ ０ｍ ， 已于 ２ ０ ０ ２年底闭坑。东狮子山矿段的矿 体赋存条件与西狮子山矿段类似， 采矿方法也与西 狮子山矿段一致， 生产能力为 ２ ０ ０ｔ ／ ｄ 。东狮子山矿 段主要开采对象为Ⅶ＃矿体， 在其上部有小空区存 在， 距地表较近。东狮子山矿段最低开采水平为 － １ ９ ０ｍ ， 已于 ２ ０ ０ １年 ７月底闭坑。 东、 西狮子山矿段开采完毕后， 形成了大量采空 区。其中， 东狮子山采空区主要赋存于 ４ ３ ＃～ ４ ７＃线， 埋深 ７ ０～－ １ ９ ０ｍ ， 有部分空区直通地表， 空区总体 积达 １ ０ １ ． ６ ４万 ｍ ３； 西狮子山矿段盲采空区较大且 分布较集中， 最大的采空区体积约 ２ ３ ０万 ｍ ３， 埋深 ５ ０～－ ２ ２ ０ｍ ［ ５ ］。 ２ ． ２ 大团山矿段 大团山矿段主要分为 －４ ９ ０ ，－５ ２ ０ ，－５ ６ ５ ， － ５ ８ ０ｍ等生产中段。目前， 冬瓜山铜矿出矿水平 主要为 － ６ ７ ０ｍ中段。 － ５ ８ ０ｍ中段以上依次划分 为 ５个盘区， 盘区的最大暴露面积为 １ ００ ０ ０～ １ １０ ０ ０ｍ ２， 顶板最大斜长跨度不超过 １ ５ ０ｍ ， 作为盘 区划分依据。盘区之间留有盘区间柱， 盘区内采场 连续回采， 采场间不留矿柱。Ⅲ＃、 Ⅳ ＃ 、 Ⅴ ＃盘区采用 下向大直径深孔阶段空场嗣后采矿法生产， Ⅰ＃、 Ⅱ ＃ 盘区采用分段空场法生产， 中深孔落矿， 底部结构采 用堑沟形式， 在出矿进路中采用 ２ｍ ３电动铲运机出 矿。当 １个盘区内采场全部开采完毕后， 适时进行 微胶和尾胶充填采空区。Ⅰ＃、 Ⅱ ＃盘区在 －４ ９ ０ｍ 水平布置出矿巷道和受矿堑沟， 凿岩硐室设为 ２层， Ⅰ＃盘区 １层硐室上坡 １ ２ ． ５ ％， 标高 －４ ７ ５ ． ８～ － ４ ６ ９ ． ４ｍ ， Ⅱ＃盘区 １层硐室位于 － ４ ７ ５ ． ８ｍ水平， ２个盘区的 ２层硐室均于 － ４ ６ ０ｍ （ 约 － ４ ５ ８ ． ０ｍ ） 中 段。Ⅲ＃盘区底部结构布置于 － ５ ２ ７ｍ水平， 凿岩层 分别 布 置 于 －５ ２ ０ ，－４ ９ ０ ，－４ ６ ０ ｍ 等 水 平。 － ５ ８ ０ｍ中 段 的 Ⅳ＃、 Ⅴ ＃盘 区 底 部 结 构 布 置 于 － ５ ６ ５ｍ水平， 凿岩层分别布置于 －５ ２ ０ ，－４ ９ ０ ， － ４ ６ ０ｍ等水平。目前， Ⅰ＃、 Ⅱ ＃ 、 Ｉ Ｉ Ｉ ＃ 、 Ⅳ ＃ 、 Ⅴ ＃盘区， ２ ３ ＃ 、 ３ ５ ＃ 矿柱均已开采完毕并进行了全尾砂微胶充 填。截至 ２ ０ １ ７年 ６月， 大团山矿段开采后形成的采 空区体积如表 １所示。 表 １ 大团山矿段采空区分布及体积 采空区体积／ 万 ｍ ３ 新 １ ＃采空区 １ ９ ． ０ ７ １ ５ ＃～ １ ９＃线采空区 １ ５ ． ５ １ － ４ ６ ０～－ ５ ６ ５ｍ中段采空区１ ． ０ ０ ２ ． ３ 老鸦岭矿段 老鸦岭矿段 －２ ８ ０ｍ中段以上矿体已于 ２ ０ ０ ５ 年底全部回采结束， － ３ １ ０ｍ中段也将回采完毕， 生 产能力为 １ ０ ０ｔ ／ ｄ 。目前， 该矿段已进入深部开采， 生产主要集中于 － ３ ９ ０ｍ中段， 开采主矿体 Ｄ  １及 次矿体 Ｇ  １等矿体， 规划生产能力 ２ ５ ０ｔ ／ ｄ ［ ６ ］。该矿 段采空区分布于 － ４ ０～－ ５ ２ ０ｍ中段 － ４ ＃～－ １ ４＃ 线， 跨度不大， 截至 ２ ０ １ ７年 ６月， 除了 －１ ９ ０～ － ２ ２ｍ标高的部分采空区进行了胶结或尾砂充填 外， 其余采空区分布及体积如表 ２所示。 表 ２ 老鸦岭矿段采空区分布及体积 中段／ ｍ体积／ 万 ｍ ３ 中段／ ｍ体积／ 万 ｍ ３ － １ ６ ０１ ６ ． ０ ０ － １ ９ ０３ ０ ． ６ ０ － ２ ２ ０２ ２ ． ６ ０ － ２ ５ ０１ ９ ． ９ ０ － ２ ８ ０２ ０ ． ２ ６ － ３ １ ０１ ２ ． ２ ９ － ３ ９ ０２ ０ ． ０ ７ － ５ ２ ０５ ． ５ ３ ２ ． ４ 桦树坡矿段 桦树坡矿段规划生产能力为 ７ ０ ０ｔ ／ ｄ ， 截至目 前， 共布置有 －４ ６ ０ ，－５ ２ ０ ，－５ ８ ０ ，－６ １ ０ ，－６ ４ ０ ， － ６ ７ ０ｍ等中段。目前，－ ５ ２ ０ｍ中段已全部开采 完毕， －６ １ ０ ，－６ ４ ０ ，－６ ７ ０ｍ中段正在进行回采。 该矿段 － ５ ８ ０ｍ中段以上主要采用中深孔分段空场 法回采， 采场垂直于矿体走向布置， 间距 １ ５ｍ ， 底柱 高度 ６ｍ ， 分段高度 １ ０～ １ ２ｍ ， 采用  ６ ０ｍ ｍ中深孔 落矿， 天井加中深孔爆破的方式形成切割槽， 漏斗电 耙出矿， 在矿体较薄处采用浅孔房柱法回采， 部分采 场回采后形成的采空区正在进行充填。该矿段 － ５ ８ ０ｍ中段以下采用人工矿柱盘区空场嗣后充填 采矿法， 采用铲运机出矿， 中深孔或  １ ６ ５ｍ ｍ大孔 落矿， 中深孔落矿采用天井加中深孔爆破方式形成 切割槽， 大孔落矿采用中深孔拉底， 大孔拉槽［ ７ ］。 该矿段已开采的中段较少， 形成的空区体积小， 截至 目前， 共形成了４ ０ ． ７ ３万 ｍ ３采空区。采空区主要分 布于 ３ １ ＃ Ａ～ ３ ３ ＃ 线， 采空区沿矿体走向跨度为 ６ ０ｍ ， 垂直走向跨度为 ６ ０～９ ０ｍ ， 顶 板 暴 露 面 积 为 ６６ ０ ０ｍ ２。３ ０＃ Ａ 、 ３ １ ＃２个中深孔采场最终采空区顶 ９１ 张 保 刘允秋等 冬瓜山铜矿采空区分布特征及充填治理方案设计 ２ ０ １ ８年 ６月第 ６期 板暴露面积为 １９ ０ ０ｍ ２， 其余房柱法浅孔采场顶板 暴露面积一般为 ４ ５ ０ｍ ２。 ２ ． ５ 冬瓜山矿段 目前， 冬瓜山矿段布置有 － ６ ７ ０ ，－ ７ ３ ０ ，－ ７ ９ ０ ， － ８ ５ ０ｍ等中段。４ ４ ＃～ ５ ８＃ 线盘区内的一步骤、 二步 骤回采已基本完毕，４ ２ ＃～ ５ ８＃线区一步骤、 二步骤 回采资源消耗比重大， 截至 ２ ０ １ ６年 ６月， 两者合计 资源消耗已达到 ７ ５ ％。三步骤矿量占冬瓜山矿床 资源总量的比重约 ２ ０ ％， 该部分将构成资源的良好 补充。该矿段采用阶段空场嗣后充填法生产， 基本 处于采充平衡状态， 故不存在采空区。 ３ 采空区充填方案 冬瓜山铜矿充填制备站共设置有 ６套独立的充 填系统， 该系统于 ２ ０ ０ ７年 １月 ２ ６日投入生产， 单个 系统制备能力为 ２０ ０ ０ｍ ３／ ｄ 。充填管路从矿山充填 站引出， 从地表经由充填管路（ ６路） 沿充填井到达 － ２ ８ ０ｍ中段， 充填管路在 － ２ ８ ０ｍ中段分支成为 充填管路（ ４路） 和充填管路（ ２路） 。充填管路（ ２ 路） 在 －２ ８ ０ｍ中段沿团山盲竖井可到达 －３ ９ ０ ， － ４ ３ ０ ， － ５ ２ ０ｍ中段。充填管路（ ２路） 在 － ３ ９ ０ｍ 中段沿充填钻孔可到达 － ４ ６ ０ ， － ５ ８ ０ｍ中段。充填 管路（ ２路） 在 －２ ８ ０ｍ中段沿充填井可直接到达 － ６ ７ ０ ， － ７ ３ ０ｍ中段。总体上， 目前充填管路铺设 可覆盖冬瓜山铜矿老区和新区井下所有采空区。井 下采空区由井巷工程相通， 在进行全尾砂充填前须 将井下采空区与其相通的且正在使用的井巷设施进 行隔离， 即对需要充填的采空区进行封闭［ ８ ］。选厂 尾矿经过充填站， 沿充填管道充填至井下采空区， 由 于充填料浆需要滤水， 因此充填挡墙内需埋设滤水 管， 采空区充填体内的水经过滤水管排出。 根据现场调查并结合本研究试验分析， 团山矿 段和桦树坡矿段可采用灰砂比 １ ∶ ６尾砂胶结充填和 灰砂比 １ ∶ １ ５尾砂微胶充填法治理采空区， 老鸦岭矿 段宜全部采用灰砂比 １ ∶ １ ５尾砂微胶充填法治理采 空区， 冬瓜山矿段宜采用灰砂比 １ ∶ ６尾砂胶结充填 和 １ ∶ １ ５尾砂微胶充填法， 也可与矸石充填法相结合 治理采空区。 ４ 建 议 （ １ ） 目前冬瓜山铜矿老区采空区数量较大， 随 着时间推移， 采空区稳定性将有所下降。因此， 应对 采空区及时进行充填治理。受部分空区出现顶板垮 落的影响， Ｉ Ｖ ＃ 盘区空区顶板已无法进行稳定性监测 （ 监测仪器随顶板垮落） ， 故应加快该盘区空区充 填， 若受现场生产现状制约， 短时间内空区无法充 填， 可在 － ４ ６ ０ｍ水平东侧新掘进的主沿脉巷中新 增 ２～ ３个监测点， 以便对 Ｉ Ｖ ＃ 、 Ｖ ＃盘区地压进行有 效监测。 （ ２ ） 对于年度地压监测报告中监测点读数活跃 且变化幅度大的区域首先进行充填， 及时消除隐患， 如大团山矿段 １ ＃空区已存在多年， 距副井较近， 需 及时进行充填治理。 参 考 文 献 ［ １ ］ 钟 勇． 上宫金矿浅孔留矿法采矿工艺改进［ Ｊ ］ ． 现代矿业， ２ ０ １ ６ （ ８ ） ２ ９  ３ １ ． ［ ２ ］ 王成龙， 王 颍． 平底结构浅孔留矿法在金陶公司二矿区的应 用［ Ｊ ］ ． 现代矿业， ２ ０ １ ５ （ ６ ） ２ １ ０  ２ １ １ ． ［ ３ ］ 宋 甫， 周益龙， 江飞飞． 浅孔留矿法在急倾斜薄至极薄矿脉 开采中的应用［ Ｊ ］ ． 现代矿业， ２ ０ １ ５ （ ６ ） ３ ２  ３ ３ ． ［ ４ ］ 李月生． 冬瓜山铜矿主井地下水灾害治理方案［ Ｊ ］ ． 现代矿业， ２ ０ １ ７ （ ６ ） ２ ５ ９  ２ ６ ０ ． ［ ５ ］ 施发伍． 冬瓜山铜矿采空区治理及稳定性研究［ Ｊ ］ ． 现代矿业， ２ ０ ０ ７ （ １ １ ） ５ ７  ６ ０ ． ［ ６ ］ 方德求． 冬瓜山铜矿老鸦岭矿段地表沉降监测［ Ｊ ］ ． 现代矿业， ２ ０ １ ５ （ ８ ） １ １ ８  １ １ ９ ． ［ ７ ］ 段宗银， 施发伍， 张良贵． 冬瓜山花树坡矿床 － ５ ８ ０ｍ以下中段 开采方案探讨［ Ｊ ］ ． 金属矿山， ２ ０ ０ ９ （ ２ ） ２ ７  ２ ９ ． ［ ８ ］ 周开旭， 王小忠， 刘允秋． 某地下铁矿 ５ ０ｍ中段采空区探测及 治理方案［ Ｊ ］ ． 现代矿业， ２ ０ １ ７ （ ８ ） ２ ４ ８  ２ ４ ９ ． （ 收稿日期 ２ ０ １ ７  １ ２  １ ４ 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 ） （ 上接第 １ ６页） 讨和论证， 同时充分挖掘与利用各 种有效措施， 在井下开采的 ３个阶段成功实践了 ３ 种采空区封堵技术方案， 并最终总结出了一套适合 于石人沟铁矿充填工艺的成熟采空区封堵技术， 即 在绝大部分区域以可回收式轻型封堵挡墙为主， 在 少数炮震集中区域以青砖砂浆墙体作为补充的安 全、 高效、 低成本的充填封堵技术方法， 从而为矿山 井下采空区治理与采充生产高效衔接奠定了坚实的 技术保障。该技术方案的实施也较好地贯彻落实了 国家关于大力建设安全、 高效、 绿色金属矿山的指示 精神， 对于石人沟铁矿持续、 健康发展以及国内同类 型地下金属矿山生产经营都具有一定的示范意义。 参 考 文 献 ［ １ ］ 费 东， 邓代强， 姚中亮． 哈图金矿采空区充填挡墙封堵实践 ［ Ｊ ］ ． 矿业研究与开发， ２ ０ １ ３ ， ３ ３ （ ２ ） ２ ８  ２ ９ ， ９ ２ ． ［ ２ ］ 余 斌． 嗣后充填采空区新型柔性密闭滤水挡墙［ Ｊ ］ ． 河北冶 金， １ ９ ９ ９ （ ３ ） ２ ０  ２ ２ ． ［ ３ ］ 张 勇． 新封堵工艺提高充填效果的实践［ Ｊ ］ ． 现代矿业， ２ ０ １ ４ （ １ ０ ） １ ７ ０  １ ７ １ ． （ 收稿日期 ２ ０ １ ８  ０ ２  ２ ８ ） ０２ 总第 ５ ９ ０期现代矿业２ ０ １ ８年 ６月第 ６期