采场位于2号矿体最厚部分,平均厚度95m。矿体下盘倾角大于70°。上盘倾角变化在39°~90°之间。上盘岩石主要是混合岩,下盘岩石有蛇纹石、透闪石及绿泥石片岩、薄层大理岩破碎岩组成,其稳固性均差,但上盘的稳固性优于下盘岩石。矿石有超基性岩型硫化镍富矿及贫矿,以及少量特富矿。富矿的平均品位:镍2.13%,铜1.01%。富矿体的上盘贫矿较厚,为18~35m;下盘贫矿较薄,为5~8m,矿石中等稳固。在1300水平,矿石节理较发育。设计时、贫、富兼采,由于F17断层的影响,辉绿岩脉发育,成群出现,并与矿体走向近于直交,因而破坏了矿体连续性和稳定性,易发生片落。
沿矿体走向,在上盘混合岩中布置“之”字形折返式斜坡道,集中溜井放矿;斜坡道两端各布置一条废石溜井。采场垂直走向布置,沿矿体走向100m的范围内划分两个盘区,各以一条联络道和一套采装运设备进行回采。从斜坡道每隔垂高12m掘进分段巷道,并用分层联络道与采场相通。分层联络道进入采场后,沿脉掘进分层巷道(见图1)。随着分层上采,分层联络道逐层向上挑顶,由重车上坡逐渐转为重车下坡,上下分层联络道在平面上相互错开布置(见图2)。采场构成要素见表1。
图1 金川镍矿上向进路盘区机械化充填采矿法
1-措施井;2-电梯井;3-机修硐室;4-斜坡道;5-放矿溜井;
6-废石溜井;7-风井;8-分层联络巷道;9-配电硐室;10-二批进路;
11-已充填进路;12-一批进路;13-1300阶段运输水平;14-排水井;
15-主溜井;16-1250阶段运输水平;17-东主井
图2 回采转层示意图
1-放矿溜井;2-分段巷道;3-分层联络巷道;
4-矿体;5-回采进路;6-充填体;7-分层巷道表1 上向进路充填采矿法结构参数
矿山名称
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采矿方法方案
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充填材料
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结构参数
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阶段高度(m)
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矿房长度(m)
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矿房宽度(m)
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进路宽度(m)
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底柱高度(m)
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顶柱高度(m)
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分层高度(m)
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金川镍矿
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上向进路充填采矿法(垂直走向布置进路)
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胶结充填材料
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50
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90~95
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50
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5
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8
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3.5~4.0
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焦家金矿
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上向进路充填采矿法
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一批进路用水泥尾砂胶结料,二批进路用尾砂料
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40
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45
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42
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7
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3
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3.5
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克里斯蒂内贝格铜矿
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上向进路充填采矿法
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灰砂比1:10~1:12胶结充填
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80;100
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3~6
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4~5
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每一分段巷道负担2~3个分层的回采,每个分层的每个盘区布置10条垂直矿体走向的进路,进路宽5m,高3.5~4m,作为两期间隔回采,进路回采时,采用H-127双机掘进钻车凿岩,用PT-45A型装药辅助车和人工装药;实行光面爆破。采用瑞典涨管式锚杆及管缝式摩擦锚杆;在岩脉带采用锚杆加双筋钢条联合支护;在辉绿岩破碎带及盘区局部沿脉巷道岔口处,则需先用喷射混凝土加锚杆,当顶板岩石不好时,支护网度为1.5×(0.5~1.0)m。用双机掘进钻车和YT-24型凿岩机钻凿锚杆孔,PT-45A辅助车、A600AL涨管式锚杆泵及YT-24凿岩机安装锚杆。用局扇和塑料柔性风筒供给工作面新风和排走污风。采场使用2m3联邦德国LF-4.1E电动铲运机,脉外溜井集中放矿。
进路回采完毕后,应清理净进路中残存的矿石,并拆除风。水管线,以备进路充填。在进路中沿顶板中心敷设充填塑料管,其末端应距进路端部小于8~10m。滤水密闭墙和封口处的进路顶板应较高,墙的中部设溢流格,并于顶部留出充填管孔。充填封口密闭墙的架设如图3。进路采用后退式充填。充填料的灰砂比为1:8。为防止洗管水流入进路而影响接顶效果,可在密闭墙处用插板切断充填管放水,见图4。整个水平分层回采完毕并全部充填后,便可转入上一分层回采。
图3 充填封口密闭墙架设图
1-锚杆;2-充填管;3-溢流口;4-立柱;5-隔板;
6-横梁;7-水平横撑;8-方钩圆钢;9-尼龙布;10-高标号砂浆