李楼-吴集铁矿-425 m中段采场充填工程

郭 伟 王 乾 魏晓明

(1.五矿邯邢矿业有限公司；2.北京科技大学土木与环境工程学院)

李楼-吴集铁矿-425 m中段采场充填工程

郭 伟1王 乾1魏晓明2

(1.五矿邯邢矿业有限公司；2.北京科技大学土木与环境工程学院)

简述了李楼-吴集铁矿-425 m中段大型采场的充填工程布置。从经济、安全、高效等方面考虑，对一步骤采场充填和二步骤采场充填工程进行了优化设计,在缩短充填工程量的同时，实现了多点充填并保证了充填质量，对类似开采条件的矿山采场充填具有一定的借鉴作用。

充填工程布置 大型采场 多点充填

安徽开发矿业有限公司李楼-吴集铁矿位于安徽省西部霍邱县，行政区划属霍邱县冯井乡。矿床开采范围内基本平坦，略有坡度，地形南高北低，西高东低，地形标高为35 ～50 m。矿山包括李楼铁矿和吴集铁矿(北段)两部分。其中李楼铁矿为沉积变质矿床，矿体均埋藏于地下，覆盖层主要为第四系和青白口系老碑组。主矿体埋深标高-103～-800 m 及以下，矿体走向近南北，倾向西，倾角68°～88°。矿床由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3个矿体组成，其中Ⅰ#是主矿体，规模大，厚度25.5～96.5 m，平均厚度为49.65 m。吴集铁矿(北段)主要由8个矿体组成，即WⅠ1、WⅠ2、WⅠ3和5个单工程控制的零星矿体。矿体倾向西，倾角50°～70°。WⅠ2为主矿体，占全矿床储量的90%，次为WⅠ1、WⅠ3矿体。WⅠ2矿体以似层状产出，矿体厚度2.0～58.7 m，平均22.2 m。李楼铁矿和吴集铁矿(北段)联合建设，采用分段凿岩阶段充填法，设计生产能力750万t/a，其中李楼530万t/a，吴集220万t/a[1-2]。

1 -425 m中段采场工程现状

1.1 开采现状

李楼-吴集铁矿-425 m中段采用阶段高度100 m，分段高度25 m的空场嗣后充填法回采，先采一步骤矿房，胶结充填并养护后再采二步骤矿柱。目前李楼铁矿-425 m中段正在回采的主要有10-5、12-1、12-3、12-5采场，吴集铁矿-425 m中段正在回采的主要有10-1、10-3、10-5采场。

李楼铁矿：10-5采场中深孔已全部施工完毕，-325 m水平的中深孔已爆破完，-350,-375,-400 m 水平正在进行回采爆破；12-1、12-3采场的中深孔已全部施工完毕，目前在-325,-350,-375,-400 m进行中深孔爆破；12-5采场-325,-350,-375 m的中孔已施工完，目前在-400 m水平凿岩，-325 m水平已开始拉槽爆破。

吴集铁矿：10-5采场中深孔已全部施工完毕，-325,-350 m水平已进行中深孔爆破；10-3采场中深孔已全部施工完毕，-325 m水平的中深孔已爆破完， -350,-375,-400 m正在进行中深孔爆破；10-1采场中深孔已施工至-400 m水平，-325,-350 m水平的中深孔已爆破完。

1.2 充填现状

李楼铁矿和吴集铁矿(北段)2#与3#充填站已建设完成，其中2#充填站能力为160 m3/h，3#充填站能力为80 m3/h，两个充填站均能实现灰砂比为1∶4～1∶16的全尾砂胶结充填[3]。

2 -425 m中段采场充填工程布置

李楼-吴集铁矿-425 m中段采场出矿底部结构布置在-400 m水平，凿岩硐室布置在-325 m水平，凿岩硐室高3.8～4.0 m。将-321～-300 m的连续矿体留做-425 m中段的顶柱。-325 m水平在-425 m中段回采时作为充填回风中段，在-300 m 中段回采时作为运输出矿中段。根据李楼-吴集铁矿-425 m中段大型采场开采技术条件，-425 m中段采场充填工程布置在-300 m水平。见图1。

2.1 -300 m水平一步骤采场布置

充填巷道布置在-300 m水平。一步骤采场充填时，从-300 m水平下盘沿脉巷二步骤矿柱布置充填巷，在充填巷内每隔40～50 m布置充填联络巷连通一步骤采场，实现采场多点充填。一步骤充填时,在-300 m水平垂直矿体走向每间隔80 m布置一条充填巷，充填巷在-425 m中段二步骤采场的顶部的中央位置,巷道断面为3.2 m×3.0 m。见图1。

图1 李楼-吴集铁矿-300 m水平采场一步骤充填工程

2.2 -300 m水平二步骤采场布置

二步骤采场充填工程必须在采场回采爆破前形成。从-300 m水平下盘沿脉巷一步骤采场顶部充填体上方布置充填巷至采场上盘，在充填巷内每隔40～50 m布置充填联络巷连通一步骤采场，实现采场多点充填。二步骤充填时，充填巷布置在-425 m中段一步骤采场的顶部位置，距一步骤采场充填巷道中心为16.4 m，巷道断面3.2 m×3.0 m,见图2。

2.3 首采区一步骤采场布置

李楼铁矿首采区一步骤采场充填工程布置在-300 m 水平的10-6、12-4采场内，10-6采场内的充填巷道负责10-5和12-1采场的充填，12-4采场内的充填巷道负责12-3和12-5采场的充填；吴集铁矿首采区一步骤采场充填工程布置在-300 m水平的10-4、12-6采场内，10-4采场内的充填巷道负责10-3和10-5采场的充填，12-6采场内的充填巷道负责10-1采场的充填。李楼首采区一步骤采场充填工程布置具体见图3(a)，吴集首采区一步骤采场充填工程布置具体见图3(b)。

图2 李楼-吴集铁矿-300 m水平采场二步骤充填工程

2.4 -300 m水平采场布置的注意事项

(1)一步骤采场充填联络道掘进时，必须布置下向倾斜超前探测孔提前探测，探测孔深5～8 m；当充填联络道掘进至离空区4 m时应停止作业，采用一次爆破使充填联络道直接与空区贯通。二步骤采场充填工程必须在二步骤采场回采爆破前形成，以保证充填联络巷施工安全[4]。

(2)后期开采-300 m中段矿块时，考虑到前期充填工程巷道处于-300 m中段采场底部结构中间，为了充分利用原充填巷道，需对该中段重新划分采场，按此布置时，需将原设计的采场边界往南移动6.4 m，其他参数同原设计一样[5-6]。

3 结 论

(1)两个采场共用一条充填巷，一步骤充填时，在-300 m水平每间隔80 m布置一条充填巷，充填巷布置在二步骤采场的顶部中央位置：二步骤充填时，充填巷布置在一步骤采场的顶部位置，与一步骤采场的充填巷道中心间距16.4 m。

(2)充填工程量少，施工简单；充填巷道布置在采场顶部，有利于充填管架设与料浆排放，并能实现多点充填，保证充填质量；同时可作为以后-300 m 中段采场的出矿巷和受矿巷。

图3 一步骤采场充填工程布置

(3)在-300 m水平布置充填巷，充填联巷需与空区联通，必须提前探测；在采场顶部提前形成充填巷道，二步骤矿柱回采时，对巷道破坏严重，在二次利用时会增加一定的巷道维修量。

[1] 田举博,蔡 蓓.分段矿房嗣后充填法在李楼铁矿的应用[J].金属矿山,2012(6):19-21.

[2] 魏晓明,李长洪,张立新.急倾斜厚大矿体采矿方法的选择[J].金属矿山,2014(4):31-34.

[3] 张立新.李楼铁矿采矿方法和充填工艺探讨[J].矿业研究与开发,2012(1):1-3.

[4] 朱国涛,郝红星,王晓飞.李楼铁矿厚大矿体安全回采研究[J].现代矿业,2013(11):1-4.

[5] 田昌进,何茂才,孙德民.上向水平分层胶结充填采矿法在某矿山的应用[J].有色冶金设计与研究,2011(1):1-3.

[6] 王发芝.冬瓜山铜矿深部采场充填技术[J].矿业研究与开发,2008(4):4-5.

2014-09-19)

郭 伟(1976—)，男，工程师，056002 河北省邯郸市丛台区朝阳路88号。