深部厚大矿体回采顺序设计及优化研究

刘 涛

（山东黄金（莱州）股份有限公司焦家金矿，山东 莱州 261400）

在我国经济发展过程中矿产资源是其基础所在，但在经济获得快速发展的背景之下我国的浅部矿产资源不断的趋于枯竭，在现阶段乃至未来的发展过程中深埋厚大矿体都是我国矿产行业发展的一个主要方向[1]。

但由于现阶段我国对于深埋后大矿体研究较少，整体技术以及开采方式都处于一种落后的局面，需要进一步加强研究和分析[2]。

1 深部厚大矿体

由于我国深埋厚大矿体处于比较高的应力环境之下，一般会通过深孔爆破的方式强化开采，这些采矿行为极为容易导致高应力场重新分布，最终新的应力集中和降低区出现，非常容易引起工程灾害，比如说是巷道和采场周围岩体变形、岩体破坏最终诱发岩爆、大体积塌方。不仅仅会对人员设备的生命财产安全带来极大的威胁，还会是的整个工程停滞不前甚至是面临停工遭受非常大的损失，导致等工程灾害，危及人员设备安全。

其中地下活动和回采顺序之间的关联尤为紧密，回采顺序对于地压活动所带来的影响作用非常大，同时也会对采场的二次应力分布产生比较大的影响作用。其中采场结构参数会对在很大程度上影响围岩二次应力的分布，而保证菜场结构参数的合理性可以保证采场力学状态处于有利装填，促进围岩应力、应变分布能够更新一步的趋近于均匀化。通过对回采顺序进行科学合理的设计，采能够保证岩体开挖所聚集的能量能够及时有效的得到释放，避免在开采过程中出现应力能量集中和变形破坏，产生工程危害的现象。而在客观因素的影响作用之下，合理的设置矿产回采顺序是能够保证采场稳定性的关键所在。

2 以安庆铜矿为例对开采条件和开采方法进行分析

其中安庆铜矿本身是一座比较大型的铜铁地下矿山，从其本身作为深部厚大矿体的设计采选能力进行分析为3500t/d。安庆铜矿的主矿体的矿床属于接触交代矽卡岩型铁铜矿床，赋存标高为负180m～780m之间，走向是一百二十五度到三百零五度之间。安庆铜矿属于急倾斜矿体总体倾向南倾向总体南西，但有一部则倾向于北东，厚度平在四十米到五十米的范围之内，其中的厚大区域达一百米。通过高阶段大直径深孔嗣后充填采矿法对主矿进行回采，采场整体宽为十五米，长度为矿体厚度，一般垂直矿体走向布置，在开采之后利用矿房尾砂胶结进行一次性充填，但需要使用尾砂对矿柱部分进行充填。使用炮孔直径为一百六十五毫米的Simba-261型潜孔钻机作为凿岩设备，并使用斗容量在3.8m2～4.0m2范围内的ST系列铲运机进行出矿作业，此套方法可以进一步提升采矿效率，整体作业所需要耗费的成本非常低，能够以较低的矿石损失以及较小的矿石贫化达到较高的生产能力，总的来说非常具有优势。而对于矿体属于深部厚大矿体的部分进行开采，发现其中1#主矿体西部的厚大区域一直延伸到-640m中段，而在对-640m中段采场的矿石开采进行研究以及分析的过程中需要着重对：是否需要保留对-560m到-580m中段所存在的二十米水平隔离矿柱、-640m中段采场和上部-560m中段采场之间如何进行衔接、设计-640m的开采顺序等。通过对1#矿体-400m～-640m中段的开采方案进行分析和研究，可以进一步对-560m到-640m中段厚大区域之间的开采方案进行数值模拟研究，其中主要有三种开采方案：方案一就是对-560m～-580m水平矿柱进行保留；方案二就是舍弃-560m到-580m水平矿柱，并通过先才上部，再采下部的方式对-560m分上下部进行分采；

方案三就是不对-560m到-580m的水平矿柱进行保留，并按照垂直交错的方式对矿房、矿柱进行布置，最终经过研究以及分析发现在三种方案中，方案三较前两者更有优势，可行性会更高，能够避免受到充填接顶的问题影响，其开采安全度能够达到开采要求，使得整体的开采过程会相对顺利。

3 以思山岭铁矿开采为例对回采顺序设计及优化研究进行分析

在对矿区内部的工作区进行划分时，主要的划分依据就是矿体赋存条件以及现场工程布置情况，最终矿区会被划分为十二个到十三个盘区。而思山岭铁矿的产能要求为1500t/a×104t/a，因此将产能要求平均的划分到每一个盘区中，需要保证每个盘区的生产能力达到3600t/d.而在开采过程中可以通过大直径深孔阶段矿房嗣后充填法将开采产能保持在700t/d～800t/d，而为了能够对生产能力要求进行满足，每一个盘区内都需要四个到五个采场同时出矿。

但是在对各个盘区内的采场顺序进行优化的过程中，需要遵循以及注意以下几个原则：第一项需要采用回采的方式；第二项是则是在回采方式选择过程中，可以采用“隔一采一”或“隔三采一”的方式，第三项需要先采矿房，后采矿柱，矿房和矿柱分开回采，第四项在每步采场回采完成之后，可以通过尾砂胶对采场进行填充等原则，在对矿房和矿柱的回采顺序方案进行确定从而确定矿房、矿柱的布置情况。

4 以焦家金矿开采为例对胶结填充技术进行分析

焦家金矿岩体破碎，采用进路充填采矿法，依靠充填体支撑围岩来控制地压。因此，充填质量和充填体强度的好坏直接关系到采场的安全，充填质量不高，接顶不充分，顶板和两帮控制不住，很容易出现伤害事故。在具体执行过程中主要将其划分为以下几项步骤：第一，将防爆毯按照进路高度、长度进行加工切割，上下均预留2m防止脱落，长度、高度对接采用扎线、铁丝绑定方法。第二，实帮整体铺设钢筋网、防爆毯。

下部间隔采用钢钉固定在底板，上层防爆毯距顶板预留40cm～50cm，采用铁丝、扎线绑扎在木立柱上。第三，间隔3m采用木立柱上下固定楔紧，防止脱落。第四，进行尾砂非胶结充填。第五，相邻近路施工时采用掏槽爆破（或以底板为爆破自由面），禁止以防爆毯侧作为爆破自由面，减少炮击。

5 结语

本文主要对深部厚大矿体回采顺序设计以及优化研究进行分析，合理的回采顺序可以有效的保证矿产开采的高效、安全以及经济，但现阶段通过数值分析方法对回采方法进行分析的方法虽说能够进一步保证矿产回采的效率，但也需要做好相应的支护防护措施，保证支护安全。