采用无底柱浅孔留矿法回采挂帮矿工程中出矿进路再造技术浅析

刘治源

摘 要 一些大型露天矿山开采结束后，露天采场境界外仍赋存有品位较高的矿石，此类矿石称为挂帮矿。通常采用地下开采方式对挂帮矿进行回采，为了保证露天采场边坡的稳定，地下回采挂帮矿时，须留设矿柱。本文主要阐述了采用无底柱浅孔留矿法回采挂帮矿时，首先对矿柱进行回采，然后进行充填，在充填时预制好出矿进路，成功解决了单侧出矿问题。

关键词 无底柱 浅孔留矿 挂帮矿 出矿进路 再造

中图分类号：TD853.33 文献标识码：A

0序言

无底柱浅孔留矿采矿法是随着现代开采技术及铲运设备的发展，在浅孔留矿采矿法的基础上发展而来的，无底柱浅孔留矿法采矿时，其生产效率取决于出矿进路的布局是否合理。在对露天挂帮矿进行回采时，为了保证露天边坡的稳定性，须对矿块留设矿柱。为了提高回采率，减少资源浪费，需对矿柱也进行回采，回采顺序为：首先回采矿柱、对回采矿柱形成的空区进行充填、最后回采矿房。针对该回采工艺，国内某矿山在充填体内出矿进路取得成功，完美解决了矿柱充填后单侧出矿的问题。

1挂帮矿工程及挂帮矿回采工艺

1.1挂帮矿工程

当露天采场矿石资源将要回采完毕时，上部的边坡边界大多数已经推进至终了边界，由于前期地质勘查程度等问题，露天境界外往往还会赋存些高品位、高成品率的矿石资源。对于这部分资源继续采用露天方式回采的话，剥离工程量巨大，经济效益差，只能采用地下开采方式进行回采。

1.2挂帮矿采矿工艺流程

只有地质条件好、资源量丰富、矿石品优、经济效益好时，才值得对挂帮矿进行回采，故挂帮矿的设计回采率通常在89%以上。回采工艺为：首先回采矿柱、对回采矿柱形成的空区进行充填、最后回采矿房，电动铲运机铲装，无轨运输车运输。

2挂帮矿回采遇到的问题

如图1所示，在穿脉巷的两侧均布置有出矿进路，其中穿脉巷右侧的出矿进路布置在矿柱中，由于首先对矿柱进行回采，矿柱回采后形成了空区，对矿柱进行充填后，穿脉巷右侧的原出矿进路不再存在， 矿房变成了单边出矿，单边出矿有以下缺点：（1）出矿进路减半，出矿能力也相应减半。（2）出矿进路单侧倾斜，不便设备和人员出入。（3）作业面堵塞时，由于空间不足，只能采用人工平场，强度大、效率低。

矿柱充填后矿房单侧出矿示意图见图2。

图2：矿柱充填后矿房单侧出矿

3出矿进路再造

针对以上存在问题，可采用再造出矿进路的办法解决，再造的进路在满足安全要求的同时，还应满足生产、经济实用性，避免重复建设，不破坏矿柱充填物的稳定性。经研究分析，筛选出了以下3个可行性方案。

（1）方案一：在矿柱充填体中，原进路所在位置进行凿岩爆破，再次形成进路。此方案存在缺点有：增加掘进量，产生额外费用；破坏充填体的稳固性，对后期回采矿房带来安全威胁。

（2）方案二：采用封闭式的钢骨架预先支撑，然后进行充填，待充填物稳固后拆除骨架，该方案操作性较强，但仍存在如下问题：骨架采用钢材，充填后即使还能拆除，大多也无法再利用，成本高；搭建和拆除时工作量大；充填时，骨架往往局部或单侧首先受到充填物的挤压，受力不均，极易出现变形或垮塌。

（3）方案三：用磚块在设计进路位置按照设计断面进行堆砌，然后进行充填，因砖块成本低，充填后砖块回不回收均可。此方案不仅解决了前两个方案的缺陷，而且还保留了充填前的预制优势。

4块砖干砌法对出矿进路再造技术

4.1块砖干砌出矿进路工艺

（1）矿柱回采完毕后，根据设计进路断面参数，在空区内用块砖堆砌拱形的进路；（2）在堆砌好的拱形进路外层敷设雨布，防止充填砂浆渗透；（3）对空区进行充填，并适时查看再造进路砂浆渗透情况；（4）充填体达到相应强度后，拆除块砖并对进路进行修整。块砖干砌法进路再造示意图见图3。

4.2块砖干砌出矿进路工艺关键

（1）进路按照设计断面参数进行干砌，保证满足生产要求；（2）砖块干砌进路封口时用雨布盖严，防止充填砂浆流入；（3）堆砌进入时，拱形顶以空心砖为主，保证渗水性。

4.3效果和经济评价

充填强度达到设计要求后，进路可投入使用，避免了爆破对充填体的破坏，拆下的砖块可继续使用，节约了成本，出矿效率提高一倍。结合笔者所在矿山的实际经验，以一个中段需再造30条进路计算，可减少工程费用约为110万。

5结语

挂帮矿回采工程中“砖块干砌法”再造进路的成功，完美解决了 无底柱浅孔留矿法采矿时单侧出矿的弊端，创造了可观的经济效益。该再造方案施工简单、成本低、过程易于管控，应用性较强。在大面积垮塌井巷工程再造、采准结构修复等工程中可大力推广应用。

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，1986.

[2] 王青，史维祥.采矿学[M].北京：冶金工业出版社，2007.

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