无底柱浅孔留矿采矿法在巴姑矿的应用

刘昭伟

（宜昌新洋丰，湖北 宜昌 443007）

1 无底柱浅孔留矿采矿法

巴姑矿地处四川凉山彝族自治州雷波县牛牛寨复式背斜南段西翼，刹水坝～马颈子断裂带西侧。矿区矿层划分为Ⅰ、Ⅱ号矿体，Ⅰ号矿体以底板等高线为界划分为Ⅰ-1、Ⅰ-2采区；Ⅱ号矿体以走向构造为界，划分为Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3采区。

Ⅱ-1采区矿体走向144o，走向长度870m，倾向54o，倾角为46o～73o，平均倾角64o，控制工程为P42线→P44线，开采标高+650m→+1600m。

Ⅱ-2采区矿体走向北北东，走向长度410m，倾向277o，倾角由南向北40o→46o，平均倾角43o，控制工程为P26线→P24线，开采标高+1100m→+1700m。

Ⅱ-3采区矿体走向北北东，走向长度720m，倾向274o，倾角为28o～46o，平均倾角38o，控制工程由北向南P32线→P36线，开采标高+1150m→+1550m。

Ⅰ号矿体综合平均厚度2.68m，P2O5平均含量20.12%，MgO平均含量7.10%；Ⅱ号矿体综合平均厚度2.52m，P2O5平均含量23.65%，MgO平均含量6.02%。矿石比重2.8 t/m3，坚硬系数1.54，碎胀系数1.35，自然安息角38o，内摩擦系数0.2，完整系数26.75。

矿层顶板为灰、深灰色厚层状含磷砾屑粉晶～细晶白云岩，局部含黑色磷质条带；底板为深灰、灰黑色薄层～中厚层纹状含磷砂屑白云岩、含硅质条带白云岩夹浅灰色薄层白云质粉砂岩。

矿山生产规模100万吨/年。Ⅱ-1采区生产能力30万吨/年，“主平硐+盲斜井”开拓，“连续循环”工作制，每日2个循环，年作业日300天，独立通风，“架线式电机车+提升绞车+无轨卡车”联合运输。

采矿方法上，Ⅱ-1采区试行了“无底柱浅孔留矿采矿法”、“有底柱浅孔留矿采矿法”，其它采区仍采用了“条带式房柱法”、“爆力搬运房柱法”。

“无底柱浅孔留矿采矿法”中段运输巷道布置在矿体的底板内，距矿体20m，中段垂高设定为50m。中段运输巷道形成后掘石门进入矿体，在与中段运输巷道同标高脉内，沿矿体走向布置拉底巷道（3m×3m），当矿体厚度小于4m时掘巷工程和拉底工程合并完成，当矿体厚度大于4m时需先掘拉底巷，待回采矿石前实施拉底工程。

矿块两端各设一条天井，进风侧天井实行顺路施工，回风侧天井实行先行施工。

天井形成后实施拉底施工，拉底带出的矿石可以出完，以确保回采施工作业面空间高度为3m。回采落矿后，局部出矿量约为暴破落矿的30%（近50吨）。回采作业循环施工顺序为凿岩→爆破→通风→局部出矿→排险平场，待矿块回采完后进行大量放矿，最后用废石充填空区，采区内中段间实行自下而上开采顺序。同中段回采工作面按同方向推进，各作业面间保持80m水平安全距离。矿块结构参数：长度56 m，宽度40m，矿厚2.54m，斗穿间距13m，中段运输巷规格3.2×3m，循环宽度15m，顶柱尺寸4m×4m，间柱尺寸4m×3m，矿体倾角64o，天井尺寸2m×2m，联络巷尺寸2m×3m，循环进尺2.5m。

回采作业采用凿岩机打孔，爆破落矿，装岩机出矿，电耙平场。主要设备：YT-27气腿子凿岩机2台；Z-30W铲斗式装岩机1台；2JPB-15电耙1台；KC2.0侧卸式矿车6台；CJY10/7B架线式电机车2台（采区共用）；5.5KW局扇风机1台（备用）。

“无底柱浅孔留矿采矿法”经济性评价：“无底柱浅孔留矿采矿法（表中简称无底柱留矿法）”与“有底柱浅孔留矿采矿法（表中简称留矿法）”、“条带式房柱法”、“爆力搬运房柱法”主要经济技术指标对比见附表。

“无底柱浅孔留矿采矿法”安全性评价：该采区矿体倾角为46o～73o，平均64o，无底柱浅孔留矿采矿法在天井形成后，根据矿块矿体倾角，在天井内设有金属梯子和安全绳，便于人员上下和采掘所用材料、设备、工具的搬运，工作面所需新鲜风流经中段运输巷道进入穿脉石门巷，再经顺路天井、联络巷进入回采工作面，对工作面洗刷后，污风进入先行天井至上中段运输平巷，最后进入总回风巷通过主扇风机，再经净化后排放至大气中。作业人员沿风流方向进入工作面，站立在经平整后的矿堆上作业，作业空间高度为3m，顶邦均事先经过排险处理，凿岩设备架设在矿堆上稳定可靠。采矿过程中当矿块遇到断层破碎带时留设有临时矿柱，对易风化冒落顶板或局部不稳固地段，采用了锚喷或锚喷网支护，确保了采场安全。

“无底柱浅孔留矿采矿法”较有底柱留矿采矿法，减去了矿块底部结构中的斗颈掘进工程和劈漏工程，拉底巷道由高位降到了与中段运输巷道同标高水平，矿块底部结构建造施工属平巷掘进，作业环境得到很大改善，施工难度明显降低，安全隐患排查治理更加快捷，安全生产可靠性得到进一步提高，为防治职业危害创造了本质条件，取得了较好的经济效益和社会效益。

2 结论

通过“无底柱浅孔留矿采矿法”在巴姑矿II-1采区18个多月的应用，结论认为，当矿体倾角大于自然安息角，内摩擦系数较小，顶底板坚固性系数≥4属中等稳固以上岩体，矿石化学成份中MgO含量≤7%时，选用“无底柱浅孔留矿采矿法”，能有效地弥补条带式房柱法和爆力搬运房柱法施工中存在较大安全风险的缺陷；弥补了出矿设备选型严重受限的缺陷。具有生产效率高，矿石回采率高，资源损失量少，矿块掘进工程量小，机械化作业程度高，生产成本低，施工安全，综合效益明显等优点。

附表