桃江锰矿南斜井保安矿柱的回采.pdf

桃江锰矿南斜井保安矿柱的回采 湖 南桃江锰矿黄祝辉 摘要 」桃江锰矿南斜井在标高一中段处留设保安矿柱随着 采空 区面积不断扩大斜井矿柱承压增加中段矿块接近采完时井筒及 矿柱范围内的碉 室出现顶板 下沉 、 底鼓 、 帮裂 , 人车运行多处擦帮受阻 实地调查发现井筒一标高处多处明显向东北侧倾斜 , 原有钢筋混 凝 土支护被挤压破碎并发生了一次较大的片帮冒落 。 为释放集中的应 力 , 使 集中载荷转为均布载荷回采了保安矿柱使该段井筒得以完整无损同时 回采了 矿石增加了经济效益 【主题词保安矿柱回采斜井井筒锰矿 概述 桃江锰矿床属浅海相沉积碳酸锰矿床 。 矿体赋存于条带 页岩 与粘土岩之间 , 有一 层矿 , 矿厚一般为一 。 矿石中等稳 固 , 矿体顶板厚层粘土岩整体性较好 , 不透 水 。 矿体底板黑色页岩不稳固 , 以下为底板 干枚岩 , 较稳固 。 斜井井口标高为 , 井筒倾角 。, 与矿体走向成伪倾斜 , 井筒掘进在矿体底板 岩层中 , 斜井井底标高为 一 , 井筒全长 图 、 图 。 今 长 溉食 呢 、 , 户犷读 曰 乃‘ 图南斜井擞剖面示意图 ,上层矿 下层矿千枚岩与黑色页岩分界线南斜井 中段石门中段装车碉室中段石门装车砚盆 , 中段石门中段石门中段石门 中国锰业 尽 习 “ 柱范围内断裂构造较发育 , 分布于 一标高 中 , 断层特征见表 。 在斜井一标高 内出现两条煌岩 脉 , 产状为 “。, 岩脉宽 约一 , 有分支复合现象 。 岩脉对犷体无 明显影响 , 也无明显蚀 变现象 。 斜井在施工中多次遇断层 , 使并筒在标 高一处穿过矿层 , 标高一开 掘 在黑色页岩中 。 斜井与矿体垂 距 。一 , 井筒使用混凝土砌碳 。 在标高中 段至 中段处留设保安矿柱 。 井筒 中心 线 西南 侧留矿柱宽 , 东北侧留矿柱宽 , 矿 柱全宽 。 矿柱相邻矿块采完后 , 实际 保 留的矿柱线很不规则 , 矿柱沿矿体走向最大 处达 , 最小处为 。 矿柱沿矿体倾向 最大处为 , 最小处为 。 矿柱回采 设计时 , 除斜井穿矿段及水仓周围不采外 , 圈定矿柱可采矿量为 。 随着采空区面积不 断扩大万 , 斜 井矿柱承压增加 。 当中段矿块接近 采完 时 , 井筒及矿柱范围内的桐室 、 巷道出现顶 板下沉 、 底鼓 、 帮裂 , 人车运行多处擦帮受 阻 , 地压十分明显 , 尤以中段为剧 。 据 年实地调查 , 发现井 筒 标 高 。一 处 , 有多处明显向东北侧倾斜 , 原有钢筋混 凝土支护被挤压破碎 , 特别是标高的一 断层 ‘ 特征表 产状断距 断层号 断层性质 倾 同 倾角水平垂直 平移正断层 平移逆断层 平移正断层 。 了 平移正断层 , 平移逆断层 平移正断层 。 南 痴 妙 场 衬 蕊 币履 坐竺矿柱线 蕊落一 二诀 。 夕 斜 。。。 哗 中段 ﹁‘,,,二,甘 甘 月己‘几 曰 ‘ ,‘自广﹄ 曰门 多黔器 户 斜 切巷 。 ︸ 才 。 图南斜井保 安矿柱 与采区开拓系统关系平面图 中国锰业 段已明显错动 , 出现一条一宽的 裂 隙 , 并发生了一次较大的片帮 冒落 , 钢轨和 行人踏步明显底鼓 , 并向东北侧倾斜 。 经 重 新调整轨道后 , 方能正常提运 。 中段矿 仓处平巷出现一条切多长的裂 隙 , 号工 字娜 梁被压扭 , 中段斜井附近 的巷道 多 处片帮 冒落 。 矿柱开采顺序与回采方法 矿柱自年月开始回采 , 年 月结束 , 历 时年零个月 。 开采系从中段开始 , 自下而 上多 中 段同时回采 , 下部中段超前的开采顺序 。 矿 柱回采方法与正常生产的矿块回采 方 法相 同 , 即采用削壁充填采矿法 , 如 图 所示 。 采 准工程是在原有井巷的基础 上 , 增掘 了个 溜井见 图 。 其中斜 、 斜 、 斜及斜 均掘通 上部中段 , 作为通风上山 。 斜 、 斜 、 斜掘至 切 割 水 平 。 斜 、 斜在 中段 , 斜至斜在中段 , 斜在 中段 。 距中段平 巷底板垂高处布置 切割平巷 。 一层矿时 , 切割平巷及通 风 上 山 均掘在紧靠矿体底板 的围岩内两层矿时 , 则掘在 夹层中 , 两层矿合采 。 采场自切割平 巷开始 , 自下而上逆倾斜推进 , 先削底板围 岩充填两层矿时 , 先掘夹层 , 然后 回采 。 中段是从矿柱东北侧相邻的块段 , 连续回采 , 连通斜至斜溜井后进行回 采 , 故未另掘切割平巷 。 随着采场上采 , 在 充填体中逐层架设双格混凝土预 制构件溜 井 , 如图所示 。 回采系采用手持式凿岩机 打眼 , 浅孔落矿 , 人工出矿 。 削壁充填料控 顶 。 局部破碎地段 , 采取横撑支柱 。 矿柱回采 时 , 矿山采取 了如下安全 、 技 术措施 回采前对冒落危险地段进行了架棚 、 砌 垛支护 。 多 中段 同时回采 , 下部中段超前的 强采 、 强充措施 , 从而与逐一中段回采顺序 相比 , 可缩短 回采时间一年 。 打浅眼 、 少装药 、 分次爆 破 , 以控 制爆破震动 的影响 。 充填料紧密接顶 , 加强了控顶管 理 。 一 日 人一八 卜一 瓜 一 图 中段运输乘巷 回风巷 充填废石 魏魏魏瓢魏蒙二篡篡 片片 蔚黔弃确卿怕群岸层喇万万 削壁 充坡采矿法示意图 切割巷通风天井 放矿小溜井双格顺路井 采场工作面犷体 中国锰业 将位于中段 上盘 围岩中的水 仓 疏 干 , 在矿 柱范围外 , 砌筑了一段老巷作为 临时水仓 。 回采过程中 , 加强 了安全检查监督 , 建立了安全 “ 联保 ” 、 “ 确保 ” 制度 , 并推 行标准化作业 。 地质 、 测量 、 采矿人 员密切 配 合 , 及时观测与技术指导 。 在矿柱回采过程中 , 采取了控制爆破等 措施 , 凡不会因爆破击穿下部井巷工程的条 件下如局部击穿 , 还可砌石旋浇灌 , 不留 矿柱更有利于井巷稳定和维护 。 中段 以上 , 斜井掘在底板千枚岩中 , 距矿体垂高 , 未 留保安矿柱 , 该段井筒自始至终完 整无损 。 由于采取 上述措施 , 取得了如下效果 自始至终没有出现冒顶 、 透水及大 小人身 、 设备事故 。 一 剖面 图 一 剖 面图 勺 ⋯ 口二二 ‘ 口口 旧旧矿格格格人行 格格 二二 「「 ’ 〕 二二 构件 ‘施工图 一一 团 呈 卜司 一 了 十 注 曰问回口 ︵ 日﹄ 石 二二二含 一 一口 理绝些巴巨巴 口一 妇目组巨 圈混凝土预制构件顺路井图 中国锰业 一 较多的回采了矿产资源 , 采出 富矿 。 取得了较好的技术经济指标 , 详见 表 。 及时回收了井下固定设备 、 设施等 , 价值万元 。 利 用下部已采 中段蓄水 , 年节约 排 水等经营费用万元 。 蓄水充满下部采空区 , 防止 岩 层 沉 降 。 对南斜井保安矿 柱 的回采 , 曾有过两种 不同的认识 。 一种观点认为 , 井巷到处变形 开裂 , 运用普氏塌落拱理论分析 , 如回采矿 柱 , 势必使采空区将越垮越高 , 倘若能采出 部分矿石 , 井 巷承压破坏将更为严 重 , 安全 威胁大 。 另一种观点则认为井巷承压加剧 , 是由于大面积采空区形成过程 中 , 压力逐步 集中到矿柱上 , 使矿柱单位面积受压成培增 长 , 若 尽快回采矿 柱 , 就能使传递 于井巷的 应力释放 , 有利于井巷稳定 。 研讨中运 用 了 “ 图钉原理 妙 , 说 明井巷承压破坏的原因 图钉顶面积 是 钉尖面积 的倍 , 加压时以 倍 的应力集 中于钉 尖处 , 当钉尖柱折 断 , 集中应力随即释放 , 使被钉物由集中载荷转 变为均布载荷 。 据此 , 以最快速度回采矿 柱 , 即有利于矿石 资源的回收 , 又有利于井 巷减压和维护 。 实践表明 , 矿柱回采以后 , 在回收加固 井巷的钢材支护时 , 凡已采 区 段 , 支 架松 动 , 呈卸载状态 , 支柱均能顺利回收 。 局部 未采段下的井 巷支护则呈超负荷的承压状态 而难以回收 。 在一肠标高的一段斜井 , 因上方矿柱未采 , 斜井高由压缩到 。 装车洞室内放矿漏斗口高度由 压缩到 , 钢支架均被压扭 。 结语 南斜井保安矿柱为何不能确保井筒安 全 , 曾引起人们 思考 。 通过矿柱回采 , 既获 得较好的技术经济效果 , 又统一 了对问题的 认识 。 南斜井保安矿柱回采 , 采取 上行式开采 顺序 , 有利于安全撤除已采中段 的固定设 备 、 设施 。 还可利用下部中段蓄水 , 减少排 水费用并利用蓄水 , 防止岩层沉降 。 矿柱回采主要技术经济指标 表 项目设计指标实际指标相邻矿块 ︸甘 八,工 工作面生产能力月 采矿工效班 矿石回采率多 矿石贫化率书 主要材料消耗 炸药 雷管个 导爆管 切八 导火线 坑木 。 备注 相邻矿块系指矿柱两侧 矿 块平均实际指标 回采率是指圈定可采矿盆的 回采率 回采率不高的原因 矿柱线不规则 , 局部未采到 位 近中段水仓处比设计 留柱量增多 中国惬业