張夫華，黃小紅，陳 瓊

(錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司， 湖南省 冷水江市 417502)

1 概 述

錫礦山南礦有著110多年的歷史，現(xiàn)開采深度達600 m，采用上盤豎井與斜井聯(lián)合開拓法。1970年代，由于受開采技術(shù)條件和地壓的影響，淺部有相當(dāng)部分采場發(fā)生了冒落或塌陷，造成一定數(shù)量的回采盤區(qū)殘留有大量的礦石未回采出來。為了充分回收礦產(chǎn)資源，減少礦產(chǎn)資源流失，提高礦山經(jīng)濟效益，該礦擬對冒落盤區(qū)礦體采用新型采礦方法和工藝予以回收。

擬回收的冒落區(qū)位于錫礦山南礦七中段29-35穿，原設(shè)計用普通房柱法分層開采，礦房寬10～12 m，礦柱4 m×4 m，本區(qū)域于1971年開始采礦。在一分層采礦完畢進行出礦作業(yè)時，因空區(qū)體積過大、采場頂板暴露面積過大、時間過長而導(dǎo)致采場頂板應(yīng)力分布過于集中,造成采場整體冒落，致使二分層礦體及連續(xù)的房間礦柱基本垮塌，冒落區(qū)達1000 m2，冒落礦體約4萬t，垮塌礦體約2萬t，還有3萬t左右的礦體未冒落。

為了有效控制該區(qū)域地壓活動，并防止因此而引起的地壓邁延，1970年代，對南礦所有的采空冒落區(qū)進行了集中充填處理，在地表針對此區(qū)域施工了兩個鉆孔，用尾砂進行了充填?？紤]到此區(qū)域礦體富集，品位較高，1990年代初，對此區(qū)域進行了現(xiàn)場勘察調(diào)查，設(shè)計采用底盤漏斗留礦法進行回采，當(dāng)時施工了45、47、49、51四條耙礦道，從每條耙礦道向冒落區(qū)底板開鑿了出礦漏斗，但由于尾砂、泥漿水與礦石的混合作用，放礦很不順利，又因冒落區(qū)的安全威脅很大，人員無法進入采空區(qū)，所以，當(dāng)時放棄了直接從耙礦道放礦的作業(yè)方式。后又重新考慮從上部中段回采冒落區(qū)未冒落礦體，此法雖然在安全施工上有一定的效果，但掘進與支護工作量大，且生產(chǎn)效率低，從經(jīng)濟上與技術(shù)方案上又予以否定。

目前，該區(qū)域上下中段的主要運輸巷道基本完好，47與49耙礦道保存較為完整，只有局部松石，沒有發(fā)生較大的變形，出礦漏斗保存尚好；45、51耙礦道因受尾砂下溜的影響，已采用磚墻進行封閉。與冒落區(qū)相鄰的43及45采空區(qū)已封閉充填。耙礦道已與上部中段橫風(fēng)巷連通，冒落區(qū)的通風(fēng)情況良好。

2 地質(zhì)概況和采場開采技術(shù)條件

本區(qū)位于炭山界背斜稍偏西，地表相應(yīng)位置為原大澡堂南面。該區(qū)段地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，區(qū)內(nèi)主斷裂為F75，破碎帶寬度8～10 m，極不穩(wěn)固，且分支斷裂較發(fā)育，對礦體起控制和破壞作用，主斷裂與分支斷裂的斷裂面多為片狀泥質(zhì)物，受應(yīng)力或地壓影響，巖體易沿斷裂面產(chǎn)生滑動。

本區(qū)域礦體主要分布在D3S2-17與D3X硅化灰?guī)r中，礦體走向NE10°，向NW傾斜，傾角20°～40°，為中厚及厚大礦體，厚度8～25 m，平均品位4%，位于F1上盤的D3X層礦體，其頂板為極不穩(wěn)固破碎層，小斷裂發(fā)育，極易冒落，礦體底板為灰?guī)r或硅化灰?guī)r。本區(qū)靠近河床，因而地下水多，滴水大。

原設(shè)計用普通房柱法進行分層回采，礦房寬10～12 m，礦柱寬4 m，采空區(qū)暴露面積較大，約1000 m2。當(dāng)?shù)V石全部出空后頂板的壓力相當(dāng)大。

3 采礦方法

3.1 采礦方法選擇

根據(jù)冒落區(qū)的基本情況及開采技術(shù)條件，本著“安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟合理”的基本原則，擬采用底盤漏斗中深孔落礦的崩落采礦法回采落盤區(qū)礦石。

冒落區(qū)礦體走向長60 m，傾向?qū)?0 m，采場回采高度視礦體冒落情況而定，但不超過20 m。

在七中段平巷開鑿兩條運輸巷道與沿脈平巷連通形成中段環(huán)形運輸系統(tǒng)，修復(fù)原47、49耙礦道并刷大，對耙礦道全斷面支護，維護或重新掘進冒落區(qū)橫風(fēng)巷并與上部中段溝通。從七中段向九中段采空區(qū)掘進廢石運輸平巷，建立中段廢石系統(tǒng)，落盤區(qū)廢石不出窿。

3.2 回采工藝

(1) 鑿巖。采用潛孔鉆向上鉆鑿Ф110 mm的扇形中深孔，鉆孔時需接著跟入Ф108 mm的套管護孔，在鉆孔到位后，再下入Ф90 mm的PVC管，用拔管機拔出套管，就可實施爆破作業(yè)。扇形中深孔的孔底距視現(xiàn)場條件、冒落礦體形態(tài)變化而定，為2～2.8 m。鉆孔深度一般穿透冒落礦體，并控制在20 m以下，一般為6～18 m。炮孔排距2 m，排面角90°，炮孔密集系數(shù)1.2～1.6，每排孔數(shù)7～13個，每米炮孔崩礦量5.5 t/m。

(2) 裝藥爆破。采用粉狀炸藥，用壓氣裝藥器裝藥，炸藥只能置于冒落礦體內(nèi)，為保護底部桃形礦柱，礦柱內(nèi)的炮孔段只能填塞炮泥等堵塞材料，裝藥系數(shù)30%-60%，采用導(dǎo)爆管雷管微差爆破，中深孔爆破有關(guān)指標(biāo)見表1。

表1 中深孔爆破技術(shù)指標(biāo)

(3) 爆破順序。由于冒落區(qū)已無法進入切割形成自由面，因此要先爆破形成一定的補償空間再進行深孔爆破。冒落區(qū)靠近七中段出礦溜井位置已放出一定數(shù)量的礦石和尾砂，具有一定的空間，可采取從外向內(nèi)預(yù)先爆破1～2排，待放出礦石形成補償空間以后，再進行逐排爆破。

(4) 礦石運搬。爆破后的礦石自采場溜入耙礦道或平巷鑿裝道。各耙礦道內(nèi)配置30 kW電耙將放出的礦石耙入耙礦道漏斗，進入平巷裝礦；在平巷漏斗口安裝振動放礦機，在平巷用機車牽引礦車經(jīng)七中段平巷環(huán)形運輸，至豎井提升系統(tǒng)，經(jīng)豎井提升至地面。

(5) 采場頂板管理。人員不進入采空區(qū)，僅對鑿裝道、耙礦道、出礦漏斗及運輸通道等在爆破后進行松石處理，確認(rèn)安全后再進入下一個作業(yè)循環(huán)。

3.3 通風(fēng)與采空區(qū)處理

新鮮風(fēng)流均從七中段平巷經(jīng)漏斗通過耙礦道、上部橫風(fēng)巷、進入上中段平巷，由西翼風(fēng)井將污風(fēng)抽出地表。

冒落區(qū)礦石全部出完后，再對采空區(qū)進行充填處理。利用南礦淺部充填站進行充填，充填管路從南極窿進入，至五中段西平巷，再進入專用充填道。

3.4 主要安全措施

(1) 嚴(yán)格遵守各項安全技術(shù)規(guī)程，確保施工質(zhì)量與安全。

(2) 盡管南礦井下水文地質(zhì)簡單，但冒落區(qū)長期未進行作業(yè)，上部中段的地下水不可避免的部分進入冒落區(qū)，為保證作業(yè)安全，冒落區(qū)施工前需詳細(xì)查勘附近水文情況，并采取措施阻斷地下水流。

(3) 修整47、49耙礦道時，考慮到頂板距冒落區(qū)的安全高度，采取破底不擴頂。

4 結(jié) 語

在冒落區(qū)回采過程中，從采準(zhǔn)前期的運道清掃、安全支護、運輸系統(tǒng)的形成到鑿巖爆破、出礦及空區(qū)處理，總的回采方案取得了成功。但在鑿巖與裝藥爆破過程中還存在有3個方面的問題，一是套管跟進后有時拔不出來，造成炮孔要重新鉆進；二是遇到破碎巖體時，深孔鉆桿偏斜很難鉆進；三是裝藥回彈率難以控制，浪費較大。這些問題有待在今后的生產(chǎn)實踐中加以改進，進一步提高鑿巖爆破效率。底盤漏斗中深孔一次性爆破的嘗試對今后進一步擴大殘礦的安全高效回收提供了經(jīng)驗。

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