上向充填进路换层开采无板墙充填技术

李晓飞　李伟宁　赵铁鹏

(1.山东黄金集团焦家金矿；2.山东裕隆矿业集团义能煤矿)



上向充填进路换层开采无板墙充填技术

李晓飞1李伟宁1赵铁鹏2

(1.山东黄金集团焦家金矿；2.山东裕隆矿业集团义能煤矿)

摘要在使用上向水平机械化进路充填采矿法在采场内部进行换层开采时，需按标定对原进路进行木板墙封闭，全尾矿充填至接顶线。因全尾砂充填材料胶结性差，在充填过程中对板墙底部及侧向压力较大，易导致漏浆和板墙倒塌，木板墙难以回收，给后续的采矿工作造成了较大影响。为此，以焦家金矿为例，提出了一种无板挡墙充填技术，即对换层联巷采取直接压顶至平坡位置后进行封闭充填，不仅提高了工程质量，缩短了工序时间，而且安全高效，避免了漏浆等一系列问题，保证了采场采充平衡。

关键词上向水平充填采矿法板墙换层开采全尾矿充填

焦家金矿采用上向机械化水平充填进路采矿方法，在进行换层开采时，进路按标定封闭木板墙，首先对采空区进行全尾砂充填至接顶线(接顶线距顶板约1m)，然后采用1∶10充填材料充填接顶[1]。近年来，随着采矿工艺的不断更新以及矿山产能的不断提高，矿山企业对采矿效率的要求也越来越高，木板墙全尾矿充填的不足也愈加明显[2]。无板墙充填技术不仅可有效解决木板墙漏浆和倒塌的问题，而且能缩短工期提高采矿效率。为此，本研究通过对比分析上向充填进路换层开采无板墙和木板墙充填技术，为进行换层充填，提高采充平衡效率提供依据。

1矿山概况

焦家金矿位于莱州市境内，本研究以焦家矿区11中段二分巷104采场为例进行分析。该采场内的主要构造为矿体上盘的控矿主断裂，总体走向为50°，倾向NW，倾角约27°，在断裂面上发育有一层厚约5cm的黑色断层泥。在矿体内部发育的次级构造主要呈共轭状产出的NE、NW向的裂隙，节理构造，其次为缓倾斜的近水平构造，近NE向裂隙节理倾向NW或SE。采场内岩石稳固性中等，节理裂隙的交汇部位，岩石较破碎，其稳固性相对较差，极易形成三角冒落。采场进路基本沿矿体走向布置，采用上向水平机械化进路充填采矿法。

2无板墙充填技术方案

针对焦家金矿现有充填工艺的不足，为避免漏浆、板墙倒塌，提出了预先压顶至矿体后再充填的改进方案。具体施工顺序为当采场施工清理验收合格后，最大程度地进行毛石回填[3]，回填至标定位置后，无需封闭板墙，直接从设计位置压顶，待压顶至矿体下盘边界后对充填处铺设土工布以防漏浆，架设充填管路，充填材料从上一分层直接充填至下分层(图1)，首先全尾砂充填至距顶板1m处，然后改为1∶10充填材料充填接顶，接顶后继续施工。

李晓飞(1988—)，男，工程师，硕士，261400 山东省莱州市。

图1　采场剖面

3原充填方案与无板墙技术方案对比分析

为详细分析原充填方案与无板墙技术方案在工程量、施工工期以及经济效益方面的特点，选择11中段104采场04、041进路进行了计算，结果见表1。

由表1可知：

(1)从压顶至第6分层矿体下盘充填管路位置，2种方法的掘进量相等，原充填方案压顶至平坡位置后还需施工12m进路，进路

表1　采场充填技术参数

规格3.5m×3.5m，底板为尾砂，新充填方案始终是压顶，相对于原方案而言，底板为尾砂作业效率较高。

(2)原充填方案的充填面积远大于新方法，造成了充填材料的浪费，新充填方案将原进路中压顶的毛石直接回填至原采空区中，不仅节省了运输费用和充填材料费用，而且缩短了工期提高了效率。

(3)原充填方案封闭充填需6班，封闭板墙充填时需充填一段时间待充填体沉淀后方可继续充填，以防板墙漏浆及充填体不接顶[4]，导致后续采矿工作无法顺利完成；新充填方案无板墙无需要估计板墙漏浆问题，可直接充填至接顶线位置后再进行回水处理，效率较高。

4结语

以焦家矿区11中段二分巷104采场为研究对象，在分析无板墙充填技术方案基本原理的基础上，通过对上向充填进路换层开采无板墙充填方案与原充填方案进行详细的对比分析，认为无板墙充填技术不仅在解决板墙移位漏浆、木板墙无法重复使用等问题方面优于原充填方案，而且施工周期、施工成本、施工效率等方面的优势也较显著，有助于大幅度提高采矿效率。

参考文献

[1]解世俊.金属矿床地下开采[M].北京：冶金工业出版社，2008.

[2]中国安全生产科学研究院.GB16423—2006金属非金属矿山安全规程[S].北京：中国标准出版社，2006.

[3]刘同有.充填采矿技术与应用[J].北京：冶金工业出版社，2011.

[4]张卓成，张海军，沈兆奎，等.充填质量影响因素的正交试验分析[J].矿业研究与开发，2009(1)：9-11．

(收稿日期2016-04-07)