【摘 要】
简述分段空场嗣后充填采矿法在芜湖和成矿业的应用及存在的问题，探讨后期需优化的内容及建议。
【关键词】
采矿法；补偿空间；崩矿步距；大块产出率；眉线；一次成井；优化；
【引 言】
芜湖和成矿业发展有限公司目前为基建转入生产阶段，首采段矿体采用分段空场嗣后充填采矿法采矿。由于近年来受铁精粉市场价格因素的影响，采矿成本控制的重要性变得更加突出，公司采取了降本增效、提升管理等措施，但在回采过程中炸药单耗高、眉线破坏严重、悬顶等爆破相关问题对采矿生产的安全防护和控制采矿成本的进一步降低造成影响，还需进一步研究并进行优化，故在回采过程中爆破效果的改善和出矿质量的提高成为公司现阶段丞待解决的问题。
一、概况
1、地质概况：龙塘沿铁矿处于裕汤复背斜次一级金龙背斜北西翼，背斜轴部位于矿区南部，轴向约50～60°。地层产状比较平缓，倾角一般为15～20°，局部有30°左右。矿床产于钠质石英闪长岩与徐家山组地层接触带，以充填或交代作用的方式富集成矿，属接触交代—热液型铁矿床。矿区范围内岩溶较发育，属于水文地质条件较复杂的裂隙及岩溶孔隙充水矿床类型。矿体空间分布主要受岩凹构造控制，大矿体主要赋存于钠质石英闪长岩与徐家山组接触带附近，小矿体主要赋存于岩凹内徐家山组地层中。
2、工程概况：矿山为年产130万t/a的中型规模矿山，矿山深部开采设计位于矿体-120m水平与-480m水平之间，考虑设计生产能力、经济合理性及工程进展情况等因素，选择-320m中段为首采中段，以-320m中段+J1线以南的25#矿体为首采矿段，目前已进入投产期。根据矿体的开采技术条件，25#矿体选用分段空场嗣后充填采矿法，该采矿方法占矿山采矿量60％。
二、分段空场嗣后充填采矿法的应用
1、针对首采实验采场回采过程中围岩局部塌落的现象，对地质结构特征及围岩稳定性情况进行分析，将初步设计中盘区间柱宽度12m，调整为宽度16m，保证了各分段穿脉的安全性、盘区回采的独立性。
2、根据矿体赋存形态，我们针对采准设计中底部结构（出矿分段）在同一水平标高的采场，采用相邻两采场中间布置出矿联巷并留设三角矿柱，两采场共用出矿联巷的形式优化了采准设计；对于矿体上下盘界线附近的相邻两采场，我们通过调整矿房开采顺序，可利用二步骤采场的凿岩巷作为相邻采场的出矿联巷使用，避免了重复工程的浪费，大大减少了采准工程量，提高了经济效益。
3、回采、爆破参数的调整、优化
（1）首采实验采场排距为1.5m，正排两帮孔底距为1.3～1.8m，顶板孔底距为1.8～2.0m。爆破后经观察发现，底部矿石细碎，集矿堑沟自由面欠平整，顶部矿石块度较大，两帮有超出控制界线现象。后续回采采场调整为正排两帮孔底距为1.8～2.0m，顶板孔底距为1.7～1.9m，爆破后取得了一定的效果。
（2）首采实验采场孔口不装药长度分别为1m、2.5m、4m，爆破后经观察发现，眉线口破坏严重，崩落的矿石流动至相邻炮排，导致后排炮孔不能装药，且后排炮孔处顶板抬升较大，装药时需在空区下作业，给安全生产带来隐患。后续回采采场调整为孔口不装药长度分别为1.5m、4m、8m，前后排交错布置，从目前的实际效果来看，对眉线的保护作用明显增强，改善了装药作业的安全性和爆破的效果，提升了回收的矿石品位，降低了炸药单耗。
4、因首采中段溜井、风井均布置在矿岩接触带，围岩较破碎，部分含有淋水，施工难度较大，进度缓慢，根据现场实际地质条件，通过学习先进的施工工艺，最终采用束状孔爆破一次成井技术进行组织施工，目前可实现20m段高溜井分3次爆破成井。相信在该技术应用不断成熟、成井效果在不断完善的前提下，今后应用于切割井施工后，将大大提高施工效率及安全性。
三、对生产过程中存在问题的探讨及建议
（1）目前矿山回采凿岩爆破的最小抵抗线为1.5m，一次爆破两排炮孔，崩矿步距为3m。从现场生产情况来看，在回采爆破后容易出现巷道眉线破坏的现象，使得前排炮孔距离爆堆很近，在装药爆破前需要对爆堆的矿石进行清理以确保人员作业的空间，有时需要在大块卡眉线的情况下才能操作，增加了爆破循环作业时间及爆破作业的危险性。前期虽然通过对空口不装药长度的调整起到了一定的作用，但眉线破坏情况仍时有发生，因此建议继续探索扇形炮孔爆破机理和爆破参数的最优化，确定合理的孔口预留长度，降低炸药成本，提高出矿效率。
（2）目前矿山回采时拉槽宽度控制为4m，而正排崩矿步距为3m，通过现场回采作业情况来看，目前大块产出率较高。考虑大块的产生是挤压爆破效果不理想造成，而形成挤压爆破的条件与爆破补偿空间、崩矿步距、爆破参数、放矿顺序等有关，另外因矿山地质构造多，节理裂隙发育，不排除有爆能利用率低的情况存在。合理的补偿空间直接影响爆破效果，而补偿空间的大小与矿岩的碎胀系数、崩矿步距、上一循环放矿量等密切相关，因此，建议开展不同爆破参数及崩矿步距的试验研究，并确定生产中应用的最优参数；
（3）在生产过程中，3-12采场回采结束后，底部结构出矿联巷侧三角矿柱出现片帮现象，为保证后续充填作业期间安全性，采取了有效的支护形式，保证了生产过程中的安全。因初步设计中确定的进路间距为12～15m，而采准设计进路间距选取为12.5m左右，建议加强采场生产过程中的地压活动观测的同时，通过适当调整进路间距的方式，确保采场生产过程中的安全；
（4）根据矿山地质构造特点及水文地质条件可知，风、溜井的施工如采用普通法掘进施工难度大，费时、费工、安全性差，现采用束状孔爆破一次成井技术，虽施工成本与普通法接近，但较普通法在效率、劳动强度、作业条件、安全性上具有显著优点，值得进一步研究及推广，建议不断完善成井效果和优化技术参数，进一步应用于采场切割井的施工中；
（5）采矿过程中加强超前治水和采场排水工作，确保中孔利用率及爆破效果，同时为溜井运行及选矿生产提供有利条件；
（6）针对3-4采场充填后，在最上分层发现的充填体表面皲裂现象，结合充填作业时的情况，考虑造成这种情况的原因为：1是充填料浆浓度低,大量的积存水造成料浆离析分层，阻碍料浆的自然流动造成；2是一次充填高度不合理，未待料浆初凝就进行了下一步骤的充填作业，造成料浆沉降，胶结材料（胶固粉）流失或不均匀造成。因此，建议后续一步骤采场充填时，应严格控制料浆浓度及一次充填高度，避免料浆沉降、胶结不均匀现象发生，一定要确保充填体质量。一步骤采场充填后，应做好充填相关技术资料的收集、整理、保存等相关工作，必要时应采取钻孔取样进行试验，为后续充填，尤其是二步骤采场回采时提供相关技术支撑，保障安全生产；
（7）根据3-4采场进行的充填试验来看，虽然我们得到一些该种采矿方法及围岩性质条件下的充填数据及认识，但仍面临着选取最经济合理充填体强度（配比）及采取何种方式提高充填接顶率的问题，因此建议开展相关研究，确定不同条件下充填料配比及最优接顶方式。
（8）二步骤采场回采时，应考虑一步骤采场充填体的接顶情况及侧帮暴露面积，依据充填体稳定性调整、选择合理的采场结构参数，保障安全生产。
参考文献
[1]炮孔预留对眉线保护的试验研究.赵克寒.
[2]王云敏.现代采矿手册.冶金工业出版社.2012年.
[3]李楼-吴集铁矿井下大型采场开采过程中稳定性参数研究报告.长沙矿山研究院有限责任公司.安徽开发矿业有限公司.
[4]爆破补偿空间开凿方法探讨.刘文洪.
[5]三米直径主溜井深孔爆破成井的初步实践.杨远贵.杜洪均.
[6]梅山铁矿采场崩矿步距的探讨.范庆霞.