浅谈成宗矿业冷水箐铜镍矿工程上向分层充填采矿法

【摘要】根据成宗矿业冷水箐镍矿赋存状态及现场矿体走向、地质结构等情况详细介绍上向分层充填采矿法。通过现场实际施工情况表明，本方法达到了安全、高效回采该区域内金属矿体的目的，可以在类似矿山中推广使用。

【关键词】上向进路；充填；施工参数

前言

边县成宗矿业有限公司冷水箐镍矿采掘工程位于四川省攀枝花市盐边县渔门镇。工程范围： Ⅲ矿体的开拓、采准、切割、回采、探矿工程、安全工程、充填及其它辅助工程。

1 Ⅲ矿体1880m分段矿体开采技术条件

Ⅲ号岩体产状陡，略倾向北西，倾角在40-80°左右，延深280～350米。岩相分异不明显，岩性为超镁铁质（角闪）辉石橄榄岩，造岩矿物粒度为中细粒，岩体中部（P61-P64）含铜镍矿较好。矿体无地表露头，深部矿石全为新鲜的铜镍硫化物型，含矿母岩以辉石橄榄岩为主。

矿体产于Ⅲ号岩体中，围岩及夹石均为超基性的辉石橄榄岩，矿体中一般都有夹石，因其为分异或溶离差异形成，无明显规律。

Ⅲ岩体1880分段矿体为Ⅲ岩体圈定的①号矿体。

①号矿体长度280余m，有6条勘探线控制。矿盆宽度40～60m，中心较厚，向两侧变薄。矿体平均品位：Ni0.4926%、Cu0.151%、Co0.0264%。

矿体主要产于Ⅲ号岩体中部及中下部，但在北东末端P64线附近，岩体上部也见有品位较高的富矿。

矿区水文地质条件简单，主要为构造裂隙及风化裂隙充水。该区内所见规模较大的断层虽然较少，但小断裂却较发育，采掘巷道需支护。Ⅲ号岩体及其中的铜镍矿分布范围很小，产状陡，适宜地下开采。

2 工程现状

2.1 Ⅲ号岩体1880分段开拓现状

Ⅲ号岩体1880分段采用平硐-斜井开拓系统，抽出式通风系统，斜井-平硐提升矿石，平硐出渣，电机车运输。

矿石通过溜井至1840m水平再通过电机车运到斜井提升至至2025米水平―电机车运输至原矿仓。

掘进渣经渣溜井溜至1840m水平再通过电机车运到4#斜井―经4#斜井提升至2025米水平―电机车运输至地表渣场。

2.2 1880分段现状

分段布置一条溜井至1840分段，位于矿体东南侧，出矿主要靠溜井。

3 采矿方法

3.1 采矿方法选择

3.1.1、上向分层进路充填采矿法是一种自下而上，以巷道掘进的方式进行回采，在进路掘至设计位置后进行回采并充填的采矿方法。它是在每一水平分层布置若干条进路，按间隔或逐条进路的顺序回采，整个分层各条进路回采充填后，再回采上分层进路。因在原岩下作业，要求矿岩较稳固，在巷道拉开后，顶板不会垮塌。该采矿法对整个采场而言，以分层方式由下向上逐层回采，每分层划分成若干进路。以进路为单位回采与充填，各进路间隔回采，采后胶结充填，待一期进路充填养护足够时间之后，再回采二期进路。整个分层各采场进路回采充填后，再回采上分层进路。

3.1.2、根据分层现状，现有采区已形成回采条件，采用上向分层充填采矿法回采。

矿块布置和构成参数：采场垂直矿体布置，原则上每个间柱一个采场，采场长为矿体厚度，宽为间柱宽度。分段高度10m，分层高3.5-4m。矿房之间留4m的连续矿柱，作为二期回采。一期采矿结束后沿矿体上盘与1890上盘穿脉口贯通，形成充填井，充填接顶后沿原一期联道对矿柱进行拉底，拉底结束后施工10米的水泥砂浆锚杆进行锚固，局部增加2米长的锚杆加固，锚固结束，回采二期矿柱。

3.2 采准切割工程及回采工艺

3.2.1、采准切割：采用脉内采准系统：从脉外运输巷道掘进穿脉巷道，自穿脉巷道上掘脉内中央天井，通过斜井经各分段巷道、分层联络道与回采工作面沟通。将运输水平与上阶段通风巷道相通，作为运送人员、材料、设备和通风的通道。根据现有工程布置和矿岩稳固性采准工程布置在矿体侧翼。主要的采切工程有：1880水平无轨运输巷，溜井，溜井联络巷，分层联络巷，通风上山（充填回风井）。其中溜井口通过锚杆焊接钢轨做为挡板，充填前采用钢筋混凝土封堵，封堵长度大于2m。

3.2.2、回采工艺：回采顺序为自下而上逐层进行。分层联络巷垂直矿体走向布置在矿体侧翼，分层联络巷规格为3m×2.6m（宽×高），进路垂直分层联络巷布置，进路规格为3～4m×3m，（断面为9～12m2），进路回采为隔一采一。

3.2.3、根据现有暴露的采场实际情况，顶板较破碎，需作支护处理，采场顶板采用间距1-2米，长5米的水泥砂浆锚杆进行锚固，局部增加2米长的锚杆加固。

上向进路充填采矿法工艺流程

测量放线→掘进分层进路→刷帮压顶回采→采场顶板处理 →采场清理→充填板墙砌筑→充填→转层

3.3 落矿

1、浅孔凿岩：采用YT28凿岩机凿岩，凿岩时尽量水平施工，达到少破坏顶板为准，尽量在顶板部位形成略拱形以保证顶板安全。炮孔深度2.3m。进路回采时先按掘进巷道规格掘进，周边刷帮滞后一个循环。凿岩结束后，清洁炮孔，采用人工装填2#岩石炸药爆破。

2、联线

起爆网络采用复式起爆方法。起爆网络联接必须正确、合理，起爆前必须对网络进行一次复查，相邻几条进路同时爆破时，必须实行一次点火起爆。用起爆器起爆主导爆管雷管，再引爆每个炮孔中敷设的导爆管雷管，引爆炸药。

3.4 出矿

崩落的矿石采用电动铲运机经脉外联道运至布置在矿体侧翼的矿石溜井，溜放至1840中段，由斜井平硐运输系统运出。

3.5 运输

1840m中段由电机车牵引运输巷运至4号斜井甩车场，经斜井提升到2025m水平，由电机车牵引矿车运至矿仓。

3.6、巷道支护：

因矿岩经矿房回采扰动和长时间的暴露，容易遭到破坏，局部应力集中，应采取支护措施，脉外联道围岩较好的地段可作喷浆支护，局部裂隙发育地段应作喷锚网支护，矿块回采致裂隙、局部塌方时要对回采巷道进行必要的处理，可局部地段进行锚杆或者混凝土支护，以保证施工生产安全。

4 充填工程

采场充填：每个进路采完后，进行充填准备，包括：采场清理、砌筑充填挡墙、铺设充填管道等。准备工作完成后，连接充填管道，进行充填。要求充填体完全接顶，28天强度达到2MPa以上。

矿房前期充填通过1880m分段的联道进入矿房充填；后期从1890上盘主巷通过天井进行充填。

矿房出矿完成后，准备做矿房充填。充填采用尾矿砂胶充填，充填站搅拌好充填料后，经充填管道输送到采场，充填采空区，进行分次充填，充填前，将采空区下部的拉底平巷、出矿联道通道口施工挡墙，通过构筑钢筋混凝土墙或红砖灰沙墙或木板墙进行，并埋设泄水孔。在采场底部安装泄水管，通过挡墙排除采场。泄水管打上孔之后，用土篷布包好，挡墙要求坚实严密，不能跑浆。

初次充填高度限定为1.0m以内，养护1天后再进行下一步充填，以免因充填量太大导致挡墙失稳发生事故。当充填距顶板0.5～1米时停止充填，用作下一分层采矿的补偿空间；一期采矿结束后从1890中段充填接顶。

5 转层

每分层进路采完后准备转层。先挑高溜井和人行措施井，再挑高分层联络巷，浇筑溜井和人行措施井挡墙，分层挑高溜井和人行措施井联络巷，废石充填人行措施井联络巷3m高，分层联络巷充填成斜坡，将铲运机开进人行措施井联络巷中，准备充填，充填完成后转入上一分层。

8 结论

通过本方法施工，并依据现场实际施工情况表明，该矿体达到了安全、高效回采的目的，可以在类似矿山中推广使用。

参考文献

[1] 采矿手册编辑委员会.采矿手册 .冶金工业出版社（北京）.2006年4月

[2] 彭青生.上向水平分层充填采矿法的顶板管理，《采矿技术》，2012年 第2期

[3] 李示波.张国华.卢宏建.上向水平分层进路充填工艺的优化，《化工矿物与加工》，2013年 第08期

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