無(wú)斜坡道機(jī)械化生產(chǎn)在地采中的應(yīng)用實(shí)踐

肖玉武

（新疆喀拉通克礦業(yè)有限責(zé)任公司 富蘊(yùn) 836107）

1 引 言

喀拉通克礦業(yè)公司是新疆維吾爾自治區(qū)境內(nèi)第一家集采礦、選礦、冶煉于一體的綜合性企業(yè)。礦山隸屬新疆維吾爾自治區(qū)經(jīng)貿(mào)委下屬的新疆有色工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司新鑫礦業(yè)股份公司，是新疆有色集團(tuán)公司所屬的骨干企業(yè)。位于阿勒泰地區(qū)富蘊(yùn)縣喀拉通克鄉(xiāng)境內(nèi)，距216國(guó)道僅2.6 km，與富蘊(yùn)縣、可可托海鎮(zhèn)、自治區(qū)首府烏魯木齊均有公路相連，運(yùn)距分別為34 km、72 km和450 km，礦區(qū)運(yùn)輸、交通便利。

喀拉通克礦業(yè)公司始建于1988年，一期開(kāi)采對(duì)象為Ⅰ號(hào)礦體的特富礦，采礦規(guī)模為250 t/d，采用上向水平分層膠結(jié)充填采礦法，分礦房和礦柱兩步回采。二期工程于1998年開(kāi)始建設(shè)，在原有采礦規(guī)模250 t/d特富礦的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大到1000 t/d，開(kāi)采對(duì)象為Ⅰ號(hào)礦體的富礦和特富礦，采用上向和下向進(jìn)路傾斜分層膠結(jié)充填采礦法。二期工程富礦回采自2001年投入生產(chǎn)，2002年全部過(guò)渡為下向進(jìn)路傾斜分層膠結(jié)充填采礦法。三期工程于2005年開(kāi)始建設(shè)，至2013年竣工，三期技改后生產(chǎn)力將達(dá)到5400 t/d，開(kāi)采高程由830 m水平至650 m水平沿深至260 m水平，開(kāi)采礦體由Ⅰ號(hào)礦體到Ⅱ號(hào)礦體東、西段以及Ⅲ號(hào)、九號(hào)礦體，生產(chǎn)戰(zhàn)線長(zhǎng)達(dá)2 km。

2 制約生產(chǎn)的因素

2.1 地質(zhì)情況

礦區(qū)位于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊與西伯利亞板塊的接合部位南側(cè)，準(zhǔn)噶爾地槽褶皺系和阿爾泰地槽褶皺系接合部位的準(zhǔn)噶爾地槽褶皺系一側(cè)，喀拉通克晚古生代島弧帶上，其次級(jí)構(gòu)造位置處于卡依爾特-二臺(tái)大斷裂（F3）及瑪因鄂博-額爾齊斯深斷裂（F1）交匯點(diǎn)南西側(cè)及烏倫古河大斷裂（F2）以北。

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為下石炭統(tǒng)南明水組，其次有中泥盆統(tǒng)蘊(yùn)都哈拉組、下第三系古新-始新統(tǒng)紅礫山組,以及第四系全新統(tǒng)。其中南明水組上段是區(qū)內(nèi)主要含礦巖體侵入部位。

2.2 采礦方法

由于礦體巖石結(jié)構(gòu)破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，圍巖極不穩(wěn)固，礦山現(xiàn)在的主要采礦方法為下向進(jìn)路膠結(jié)充填采礦法。盤(pán)區(qū)沿礦體走向布置，其寬度為礦體的厚度。采準(zhǔn)工程有分段巷道、分層聯(lián)絡(luò)道、礦石溜井、廢石溜井、溜井聯(lián)絡(luò)道、泄水井；切割工程有分層道。采切工程中只有分層道布置在脈內(nèi)，其他工程均布置在脈外。通過(guò)采區(qū)斜坡道連接各個(gè)分段巷道，從分段巷道向礦體掘分層聯(lián)絡(luò)道。

下向進(jìn)路膠結(jié)充填法的分層高度為4 m，分段高度為12 m，即每個(gè)分段巷道服務(wù)3個(gè)分層，通過(guò)分層聯(lián)絡(luò)道從分段巷道進(jìn)入礦體。采準(zhǔn)切割順序?yàn)椋翰蓞^(qū)斜坡道→分段巷道→分層聯(lián)絡(luò)道→分層道→進(jìn)路。

回采、出礦：下向進(jìn)路膠結(jié)充填法回采工序包括：鑿巖、裝藥、爆破、通風(fēng)、撬毛、出礦、支護(hù)。從分段巷道向盤(pán)區(qū)采場(chǎng)中央部分掘分層聯(lián)絡(luò)道、分層道直至礦體上或下盤(pán)，然后沿礦體走向以水平進(jìn)路的形式進(jìn)行回采，每條進(jìn)路的長(zhǎng)度為40 m，進(jìn)路的規(guī)格為5 m×4 m。設(shè)計(jì)一個(gè)盤(pán)區(qū)有2條進(jìn)路同時(shí)回采（不包括充填進(jìn)路）。回采進(jìn)路的選擇采用隔二采一的方式，便于回采進(jìn)路的兩幫或者為礦體或者為已經(jīng)凝固的充填體，有利于采場(chǎng)的穩(wěn)定。當(dāng)一條進(jìn)路開(kāi)采完畢后，馬上進(jìn)行充填作業(yè)，當(dāng)一個(gè)分層的進(jìn)路全部回采完畢后，便轉(zhuǎn)入下一個(gè)分層進(jìn)行回采。鑿巖采用YT-27/28氣腿式鑿巖機(jī)鑿巖，出礦采用JCCY-2型2 m3柴油鏟運(yùn)機(jī)。每個(gè)循環(huán)鑿巖爆破出礦的順序?yàn)椋赫谱用嬗脷馔仁借弾r，每個(gè)炮孔的深度為2 m。整個(gè)掌子面的炮眼全部打好后一次裝藥爆破，采用非電導(dǎo)爆雷管起爆。爆破后進(jìn)行2 h左右的通風(fēng)（以排出全部炮煙為準(zhǔn)），通風(fēng)完畢，在爆堆上撒水噴霧降塵，并進(jìn)行撬毛工作，必要時(shí)進(jìn)行支護(hù)工作，然后用鏟運(yùn)機(jī)出礦。

采場(chǎng)通風(fēng)：新鮮風(fēng)流由中段運(yùn)輸巷道通過(guò)進(jìn)風(fēng)井進(jìn)入分段巷道，經(jīng)分層聯(lián)絡(luò)道、分層道進(jìn)入回采進(jìn)路工作面。污風(fēng)由采場(chǎng)順路充填回風(fēng)井排到上中段回風(fēng)平巷，最后經(jīng)回風(fēng)井排出地表。

采場(chǎng)進(jìn)路采用灰砂比為1∶4的膠結(jié)充填料漿充填，上部（2 m高）采用灰砂比為1∶8的膠結(jié)充填料漿充填。進(jìn)路底板需鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，主筋直徑為Φ12 mm，網(wǎng)度1000 mm×1500 mm；副筋直徑為Φ6.5 mm，網(wǎng)度300 mm×500 mm。

2.3 斜坡道工程

我礦一號(hào)礦床開(kāi)拓系統(tǒng)包括4條通地表豎井、4個(gè)開(kāi)拓中段，即1#主井、2#副井、1#風(fēng)井和箕斗井以及830 m中段、770 m中段、710 m中段、650 m中段、590 m中段。

現(xiàn)階段我礦一號(hào)斜坡道從地表延伸至770 m中段，能夠利用斜坡道實(shí)現(xiàn)機(jī)械化回采的盤(pán)區(qū)只有770 m水平以上的3個(gè)盤(pán)區(qū)。而770 m中段以下近10個(gè)盤(pán)區(qū)因沒(méi)有斜坡道而無(wú)法使用械化生產(chǎn)，其全部為人工回采。

人工回采時(shí)工人在強(qiáng)度較高的充填體假頂下作業(yè)，安全程度高。在開(kāi)采不穩(wěn)定和比較破碎的礦體時(shí)，能很好的保證工人的安全，而且礦石損失率、貧化率小，適合開(kāi)采品位較高的礦體，適應(yīng)礦體形態(tài)變化能力強(qiáng)、靈活性大，可實(shí)現(xiàn)特富礦、富礦、貧礦的分采。但這樣也導(dǎo)致了我礦的生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)能力不足。

3 無(wú)斜坡道輔助工程鏟運(yùn)機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

我礦井下生產(chǎn)盤(pán)區(qū)沿走向分布，約70 m劃分一個(gè)礦塊，為提高生產(chǎn)能力，采用聯(lián)合回采，分段轉(zhuǎn)層的方法，選取710 m水平在同一水平生產(chǎn)且相連的25線、28線盤(pán)區(qū)為應(yīng)用采場(chǎng)。

3.1 設(shè)備選型及下放

我礦采用充填法，每分層高度為4 m，故選取CY-2C型鏟運(yùn)機(jī)，在地表拆卸后用罐籠提到710 m水平，在井下710 m水平石門(mén)處進(jìn)行組裝，并通過(guò)25線盤(pán)區(qū)分層巷與石門(mén)段貫通，將鏟運(yùn)機(jī)開(kāi)至25線盤(pán)區(qū)進(jìn)行回采。

3.2 聯(lián)合回采

在生產(chǎn)過(guò)程中，選取25線盤(pán)區(qū)北面進(jìn)路以及與之相連的28線盤(pán)區(qū)南面進(jìn)路貫通，作為臨時(shí)通道，這樣鏟運(yùn)機(jī)便可在兩個(gè)盤(pán)區(qū)之間生產(chǎn)，大大的釋放勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)能力。由于采區(qū)可選相連進(jìn)路多，可靈活選取聯(lián)絡(luò)通道，不受充填影響。

3.3 充填配比、養(yǎng)護(hù)

使用機(jī)械化生產(chǎn)，使得工作斷面控制困難增加，同時(shí)為了防止分層巷長(zhǎng)時(shí)間暴露導(dǎo)致充填體受地壓影響，為此在充填時(shí)適當(dāng)提高充填假底的配比，由于采用充填回采，存在盤(pán)區(qū)轉(zhuǎn)層充填養(yǎng)護(hù)時(shí)間的問(wèn)題，為此在生產(chǎn)協(xié)調(diào)時(shí)，有意提高一個(gè)盤(pán)區(qū)的生產(chǎn)進(jìn)度，這樣，待25線盤(pán)區(qū)回采完畢、進(jìn)入轉(zhuǎn)層充填養(yǎng)護(hù)時(shí)，鏟運(yùn)機(jī)便可在28線盤(pán)區(qū)作業(yè)。

3.4 分段轉(zhuǎn)層

25線盤(pán)區(qū)充填養(yǎng)護(hù)期到后，且可以進(jìn)入下分層回采時(shí)，鏟運(yùn)機(jī)在高于25線盤(pán)區(qū)一分層的28線盤(pán)區(qū)回采，通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)14°的最大爬坡能力，以及3.5 m的高差計(jì)算，在28線盤(pán)區(qū)S1#進(jìn)路距S充填道14 m處開(kāi)始施工聯(lián)絡(luò)斜坡道與25線盤(pán)區(qū)N充填道貫通，這樣鏟運(yùn)機(jī)就可以順利轉(zhuǎn)到25線盤(pán)區(qū)生產(chǎn)（圖1、圖2）。

圖1

圖2

4 效果檢查

圖3

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的迅速發(fā)展，人工生產(chǎn)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需求，機(jī)械化將是提高生產(chǎn)的必然趨勢(shì)，當(dāng)大多礦山由露天開(kāi)采轉(zhuǎn)為地下開(kāi)采，如何合理的運(yùn)用井下機(jī)械化是眾多礦山值得考慮研究的課題，本方案合理運(yùn)用井下現(xiàn)有條件，結(jié)合實(shí)際情況，提出聯(lián)合回采、分段轉(zhuǎn)層的方法，解決脈外施工斜坡道造價(jià)高，切實(shí)的從勞動(dòng)強(qiáng)度、產(chǎn)能及安全等方面都得到很大的提高。