上向水平分层充填采矿法的优化分析

1、上向水平分层充填采矿法的优化分析 摘要现代采矿技术及工艺有了显著的提高和完善。其中上向水平分层充填采矿法极为十分常用的方法之一。由于现代矿藏的情况十分复杂，且面对的问题较多，对于技术的要求也更高，因此需要对该技术进行优化及改进，更好的适应现代采矿业的发展。本文结合某矿藏的情况简单阐述了上向水平分层充填采矿法的一般流程，如采场结构参数、回采技术、充填环节，并研究了其优化措施，包括优化采场机构参数、顶板管理、充分利用采场废石、推广无轨机械设备等，为从事矿产开采的人员提供一定的参考与借鉴。 关键词采矿业 采矿技术 上向水平分层充填采矿法 优化 改进措施 中图分类号 td801 文献码 b 文章编号

2、1000-405x（2014）-1-19-1 0前言 矿藏的开采事业不断地发展，开采技术有了显著的提高。情况不同的矿藏选择的开采技术也有较大的区别，如果矿石品位较高属于价值较高的贵金属矿体、矿体上下盘岩石的温度性一般或者稍差、急倾斜中厚至极厚矿体和多层且稳固性一般的矿体，可以选择上向水平分层充填采矿法。现代采藏业历很长时间，矿山的情况有了较大的变化，且对于产品的质量及生产效率有了较高的要求，需要不断的改进并优化该项技术。 1上向水平分层充填采矿法 1.1采场结构参数 某矿藏的5号坑矿体矿房与其走向布置形成垂直关系，矿房的宽度7m，长度即为矿体的厚度，阶段65m，分段高度15m，分层高度4m，不

3、留底柱及间柱，选择钢筋混凝土假底方案，从而构成多个中段同时进行施工的形势。分段平巷的位置处于下盘脉外10左右。采场的联络通道与分段平巷相连接。 1.2基本开采流程 确定了采场的基本结构参数后，即可以开始后续的开采流程，基本上可以分为两个环节，即回采和充填，具体情况如下：（1）回采：回采的基本顺序是先矿柱后矿房，从下到上，分层实施。在进行第一分层回采时，从分层联络巷顺着矿体下盘网采场端部掘进，切割平巷，断面为3.0m3.0m的三心拱。再从该平巷的端部后退扩采到矿体上盘不稳固部分的界线，以及下盘边界。第一分层回采结束后，即可进行正常分层回采，进而进行制作假底，再挑采矿柱，回采到上分段后充填混凝土，

4、充填平整后仍旧上挑，中段的矿柱回采完毕后，才能实施充填接顶，最后回采矿房。分层回采作业的循环工流程一般为：先凿岩，在进行爆破及通风工作，管理顶板，将矿藏运输至地面，再继续凿岩1；（2）充填：该矿山的充填工作过可以分为三种不同的类型，即水砂充填、干式充填、膏体充填。水砂充填需要先将矿山产出废石按照要求进行破碎，再利用水力，通过充填管道将其输送至采场实施充填。干式充填法时，先将各中段掘进过程中产生的废石运输至平巷，倾倒入废石溜井后输送至各分段平巷，再将其铲入采空区。膏体充填是先在地面充填制备站制作出膏体，在通过液压柱塞泵及管线输送至开采现场。充填系统管路的组成部分包括顺着巷道进行布置的充填干管、架

5、设于穿脉巷道、充填回风井中充填支管等，通过采场联络通道或者回风充填井直至充填采场2。 2优化措施 2.1优化采场结构参数 在进行分步骤回采时，一般是以矿房及间柱作为基本单元，其安全性与矿房和间柱的尺寸及其比例关系有着密切的联系，也直接关系到分步骤回采的综合技术经济效果。另外，该回采环节中的安全性不仅与顶板稳定性有直接的联系，矿房矿柱的稳定性也对其有重要的意义，影响到其强度。而影响矿房尺寸的基本因素可以总结为岩矿力学性质及地质构造，允许暴露面积和矿体厚度则是合理选择矿房尺寸的参考条件。由于受到充填接顶、充填密实程度的影响，价值充填体强度的限制，在矿房充填体之间实施间柱回时，间柱两侧矿房顶板会出现

6、不同程度变形及位移现象，上部载荷转移至间柱后，回采工作面还会受到回采爆破压力的作用，因此在选择间柱尺寸时，需要达到一定的强度。确认具体尺寸需要根据矿岩稳固性进行分析，并兼顾综合技术经济要求。一般条件下，矿房宽度为10m左右，间柱宽度则可以设置为7m左右3。 2.2顶板管理 顶板管理是优化措施中的重要环节，基本上可以分为水压支柱护顶技术和周边眼光面爆破技术，具体情况如下：（1）水压支柱护顶技术：提高分层高度及矿房矿柱尺寸后，采场的稳定性会有所降低，可以采用单体水压支柱护顶技术，对于光面爆破进行辅助控制顶板。达到控制开挖轮廓的目标，保障边轮廓线达到设计要求，岩壁具有良好的平整性、完整性及稳定性，并

7、避免在爆破的作用下，原有构造裂隙扩张。另外，利用单体水压支柱在采场的中部实施成排支护，能够改变围岩应力的分布，提高其稳定性及顶板施工质量；（2）周边眼光面爆破技术：如果回采高度达到2om，以4左右的倾角，往采场宽度方向开凿周边眼，尺寸为2m左右，孔距保持在800mm左右，最大临界点为1000mm；抵抗线保持在750mm左右，最大临界点为1000mm，选择2号岩石炸药实施爆破作业。在宽度方向的两个角各取400mm，周边眼的密集度系数取0.9，采场能够达到自然成拱的效果，并有效降低岩面对爆破的夹制作用。然后再进行宽度方向全断面的一次爆破作业，形成光面层后，在其下方，采用后退式回采铲运机出矿。 2.

8、3充分利用采场废石及无轨机械设备 受到膏体充填和水砂充填制备能力的限制，需要利用采场内的废石和掘进废石进行充填，有效控制充填成本，减少制备充填料的压力，还能够有效控制地表环境污染。如果矿山需要往深部进行开采，应充分利用现有设备，进行盘区机械化回采。采场内可以利用各项无轨设备，包括小型凿岩台车、铲效率及效果。 3总结 经过优化后的上向水平分层充填法后，可以选择的回采方案较多，较为灵活，适应于各种矿体形态的变化，且结构较为简单，采切操作方便，矿石损失小。在实施回采工作时，可以使用无轨自行设备，减少生产时间，降低成本消耗，提高采矿的经济效益，且操作的安全度较高。使用经过优化的单体液压支柱护顶技术、光面爆破控顶技术及凿岩台车、铲运机等自行设备，改变了采场的结构及普通充填法的采准方式，更新了回采及顶板管理方式，有效的提高了普通上向水平分层充填采矿方法的工作效率及质量。 参考文献 1杨文杰，解联库，贺昌友，黄兆来.昭通铅锌矿号主矿体采矿方法探讨j.中国矿业.2010，19（06）：75-78. 2郑友