黄狮涝矿区2#矿体开采方案试验研究.pdf

S e r i a l No ． 4 4 8 S e p t e mb e r ． 2 0 0 6 矿 业 快报 EXPRES S I N AT1 0N 0F MI NI NG I NDUS TRY 总 第 4 4 8 期 2 0 0 6 年 9月第 9期 技术交流 黄狮涝矿区2 矿体开采方案试验研究 程吉林 铜陵金蟾矿业有限责任公司 摘要 论述 了对黄狮涝矿 区2 矿体进行三次开采试验、 三次方案调整 ； 最终获得 了合理的采 矿分层高度及进路 间距 ， 成功解决了原开采方案 中存在的采准量大、 支护量大、 生产效率低、 炮孔形 成困难等一 系列问题。 关键词 分层崩落法； 开采方案试验研究 ； 分层高度； 进路间距 中图分类号 TD 8 5 3 ． 3 6 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 9 5 6 8 3 2 0 0 6 0 9 0 0 3 0 0 2 1 前言 黄狮涝矿区 2 矿体位于主矿体 1 矿体 的北 东 段 ， 设 计开采 范 围 5 6 ～5 3线 ， 6 0 ～一1 4 0 m标 高 ， 计划分 6 个 中段开采， 其中6 0 m 中段为首采中段 1 0 m 中段 的回风中段 。 2 矿体的开采基本利用矿 区原有的主开拓系统 平硐、 竖井斜井联合开拓方 式。2 矿体在开采方案设计 中采用分层崩落法开 采。 由于矿岩破碎、 夹层多、 矿体变化大 ， 在实施开采 方案中遇到了巷道难以形成、 炮孔难以保住、 装药困 难等一系列问题 ； 加之 ， 采准量大、 支护量大等问题 限制了矿 山的生产能力 ， 使产量满足不了当前的要 求。 为此， 金蟾矿业公司与中钢集团马鞍山矿山研究 院合作 ， 开展了选定矿块开采方案试验研究。 2 2 矿体工程地质条件 2 矿体 主要受 F 断层控制 ， 产于 F 断裂破碎 带中。 矿体直接顶板为石灰系黄龙组 ， 船山组的厚层 状浅色大理岩化灰岩、 白云岩 。 其中黄龙组多为破碎 大理岩 ， 其平均 R QD值为 2 5 9 ／ 5 ， 按岩体质量分级属 极差～差。该组岩体紧靠矿体， 为矿体的直接顶板 ， 对矿体开采影响较大 ； 船 山组相对稍好， 其RQD值 为3 3 ， 岩石质量属差级别 。 黄龙组和船 山组岩溶都 十分发育， 且多为顺层 大溶洞 ， 多数被亚粘土含沙砾 所充填。当巷道掘进遇到这部分松散物质时， 易坍 塌、 泥化 。 2 矿体 的直接底 板为上 泥盆统五通组上段 的 薄层状粉砂岩、 页岩 ， 地层倒转陡立 。由于断裂及岩 浆活动 ， 岩石十分破碎 ， 有北东、 北西 X节理及层面 程吉林 ， 工程师， 总经 理 ， 2 4 4 0 0 0安徽省铜陵市 。 3 0 三组结构面 ， 把岩石切割成小的锥形体、 棱形体 ， 加 之地下水沿破碎带淋漓而下， 对 该组岩石起风化作 用 ， 使页岩、 泥质岩软化 弱化 ， 甚至高岭土化， 组成 多层软弱夹层 ， 故容易崩塌滑落。 岩体的完整性及稳 定 性 都 差 ， 其 完 整 系 数 为 0 ． 3 4 ， 抗 压 强 度 仅 为 3 0 MP a ， R QD值为 2 2 。 3 开采 试验研 究 3 ． I 前两次开采试验 首次试验研究方案采用近似无底柱分段崩落法 开采 ， 首采分段只是为下部矿体 回采形成覆盖层 ， 本 分段的矿石仅能 回收一部分。试验地点选择在 l O re 中段 5 6 5 5线 2 3 m 分层 ， 分段高度约为8 m， 矿块长 5 0 m， 共布置7条进路 ， 进路间距约为7 m。 由于事先对坑道开挖遭破坏的严重程度估计不 足 ， 所选试验地点是已施工的采切工程 ； 原有矿岩体 稳定性太差， 巷道破坏较严重 ； 凿岩巷道差不多完全 采用连续密集的木头支护 ， 根本无法进行中孔凿岩 。 第二次将试验地点改在 5 5 ～5 6 线 l O re 中段下 部的 1 2 m 分层 ， 对其采切工程及凿岩 回采方案进行 了重新设计布置， 巷道支护方式改进成喷锚 网支护 方案 ， 并针对矿体含硫高及岩体稳定性差， 专 门制定 了严格的安全技术管理措施 。 二次试验进行后 ， 虽说大部分的采切巷道均为 新施工巷道 ， 较之第一次试验巷道破坏小 ， 但 由于矿 体的上下顶板岩体仍然破碎， 矿体离地表较近 ， 地表 第 四系的黄泥夹。在矿岩体中 ， 巷道稳 固性仍然很 差； 在利用浅孔凿岩时， 凿岩堵 孔率 、 炮孔变形率也 非常严重。 通过对矿岩体稳定性的现场调查可得 出结论 黄狮涝矿区2 矿体类 似l O m 中段的岩体情况， 无法 维普资讯 程吉林 黄狮涝矿 区2 矿体开采方案试验研 究 2 0 0 6年 9月第 9期 采用中孔凿岩爆破工艺。 3 ． 2 第三次开采试验 根据 2 矿体 l O m 中段井下试验 中孔凿岩的实 际情况 ， 在2 矿体上部的2 ～3 个 中段采用 中孔凿岩 爆破的条件还不成熟 ， 主要原 因是矿岩体 中软弱夹 层黄泥较多 ， 中孔成孔困难 ； 另外井下回采巷道采用 木棚支护的方式较落后 ， 中孔凿岩的施工条件太差、 施工环境不安全。 因此 ， 第三次试验将试验方向进行 了调整 。 3 ． 2 ． 1 试验地点 新试验设计地点 选在 离地表较远 的一4 0 m 中 段的 5 3 - ． 5 5线之间的2 矿体下部 。 3 ． 2 ． 2 试验 重点 根据调整后 的试验方 向， 仍采用原设计的浅孔 分层崩落法， 但试验重点转 向浅孔凿岩条件下分层 高度及采矿进路间距的增大， 以减少采切工程量 。 3 ． 2 ． 3 试验 思路 由于矿岩体大部分呈松散土砾状 ， 岩石破碎 ， 结 构松散 ， 稳固性极差。 在原有浅孔分层崩落法的基础 上 ， 充分利用岩体 不稳 固的这一特性 ， 通过采一层 ， 剩余部分利用爆破振动让其 自行 塌落 ， 减少采切工 程量 。 基于这一思路 ， 第三次试验重点转移在加大分 层高度上 。 3 ． 2 ． 4 试验矿块结构参数 新设计 中段共分为8个分层 ， 上部4个分层层高 6 ． 2 m， 下部4 个分层层高为6 ． 3 m； 采矿进路间距4 ～ 5 m 。 图 1 4 0 m水 平采切工 程布置图 1 一 阶段运输平巷 ； 2 - 人行设 备联络巷 ； 3 - 溜井； 4 一 出矿联络 巷； 5 一 回采进路 ； 6 - 上阶段 运输平巷 ； 7 一 回风井 ； 8 一 人行设备通风井 3 ． 2 ． 5 采准切割布置 在 5 3线 下盘运输巷 道的外侧布置人行设备井 一 条 ， 在 5 5线下盘运输巷道的外侧布置人行通风井 一 条 ； 在 5 3线、 5 4线、 5 5 线各布置溜矿井一条 ， 在 5 3 线和 5 4线之间、 5 4线和 5 5线之 间根据实际运 输的 需要再增加一条溜矿井， 该 区域共布置 5 条溜井 。 2 8 4’ ＼ l O O m ～～ ＼、 ＼ z K Ol Z K 5 4 o 3 ＼ 。 ／ ／ ／ 104。 一 5。巾 ＼ ／ zK54o 7 7 l o r r7_ _ ／ 0m 6／ ＼ ／ ∞ ． f 一 0‘ 2 一 咖m 27．5m／n35 f 3 ／ l 7 1 ． 7 5 m ／ 主 ．f J f ／ l O O m J f f f I 一 1 5 0 m 。 m 』 。 f 图2 5 4 勘探线 采切 工程布置 图 1 一 阶段运输平巷 ； 2 - 人行设 备联络巷 ； 3 - 溜井 ； 4 - 出矿联络 巷； 5 - 回采进路 ； 6 - 上阶段运输平 巷 在人行设备、 通风井及溜井上 ， 每隔6 ． 2 ～6 ． 3 m 往矿体方 向垂直掘进一条井简 联络道直达矿体， 见 矿后 ， 各分层在矿体下盘脉外沿矿体走 向掘进一条 分层运输联络巷。在分层运输联络巷内每隔 4 ～5 m 垂直矿体掘进一条采矿进路， 在进路上盘端部沿矿 体的边界线掘进切割横巷， 采用无切井 的方式进行 拉槽 。一4 0 m水平采切工程布置见图1 。5 4 勘探线 采切工程布置图见图2 。 4 开采方案实施效果 经以上 3次开采方案试验研究 ， 确定最优 开采 方案并实施后 表明 黄狮涝矿 区 2 矿体 的开采 ， 在 加大分层高度情况下 ， 所有矿体均能很好回收 ， 效果 明显。相比原采矿方法 ， 采切工程布置， 节省近一半 工程量。为2 矿体的顺利开采打下基础 。 收稿 日期 2 0 0 6 0 7 2 5 3 1 维普资讯