玉溪大红山矿业有限公司 云南玉溪 653405
摘要：大红山铁矿井下Ⅱ1矿体回采主要采用无底柱分段崩落法、分段空场法以及房柱法进行回采，含矿地层岩石多属中等稳固或稳固类型，本次设计分采采区340-355m分段矿体属Ⅱ1主矿体的分支Ⅱ1-3、Ⅱ1-4矿体，矿体较薄，连续性较差，倾角变化较大，属于缓倾斜、倾斜矿体，采用无底柱分段崩落法受地表塌陷区范围限制，采用房柱法回采安全风险大、矿石损失大，采矿效率低。结合矿体产状灵活采用分段空场法，实现安全经济高效的回采Ⅱ1-3、Ⅱ1-4矿体，对于主矿体周边矿体的回采具有一定借鉴意义。
关键词：分段空场法；缓倾斜；损失；安全；高效
一、引言
随着大红山铁矿井下无轨设备的应用、开采深度的下降、地表崩落范围限制，分段空场法对主矿体周边矿体的回采得到推广。同比无底柱分段崩落法没有地表崩落范围限制，与浅采相比较，分段空场法工艺更安全、机械化程度更高、采矿效率更高。大红山铁矿分采采区是400万t/a二期采矿工程的重要组成部分，随着大红山铁矿持续生产，主采区Ⅱ1矿体开采深度不断下降，对于Ⅱ1矿体的分支Ⅱ1-3、Ⅱ1-4矿体分采采区（280-400m）的开采，对分段空场法灵活运用，优化采切工程布置可实现安全、经济、高效、充分回收矿石资源的目的。
二、矿体特征
本次分采采区设计的开采范围为A24—A32勘探线之间，标高在340m-355m分段，主要是A32线以西Ⅱ1-3和Ⅱ1-4的分支部分，矿体走向北东，长度约200m，向北倾斜，倾角在9°～45°之间，矿体真厚度在10-20m之间，从东到西规模逐渐变小，富矿逐渐变薄，贫矿逐渐增厚，表外矿和夹石逐渐增多。
三、工程地质条件
矿体埋深大且处于侵蚀基准面以下，与地表和上部含水层缺乏水力联系，井下280m、180m分段已施工的巷道均较干燥，矿坑涌水量甚小，水文地质条件属简单类型。含矿围岩岩体质量级别整体高，稳固性好，本期探矿范围内断层不发育，构造简单，工程地质条件属于中等偏简单类型。
四、分段空场法应用
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1.参数和结构
阶段高度100m，分段高度15m，每个分段划分矿房和矿柱，沿矿体走向划分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ盘区，矿房沿矿体走向布置长度为30-60m，矿柱6-16m，与相邻采区之间矿柱为25m，上下分段之间盘区隔离矿柱6m。
2.采切工程布置
每个分段上，在距矿体下盘平面约40-60m处布置沿脉干线。垂直矿体走向布置探矿进路及出矿进路，出矿进路根据矿体的倾角变化布置下向倾斜出矿进路，坡度在9-14%，进路间距12-15m，切割槽兼作出矿进路。凿岩平巷布置在矿体下盘附近，在矿体倾角边缓处布置双凿岩平巷，矿体倾角较大处布置单凿岩平巷。
3.采切施工顺序
采切工程340m、355m分段同步展开，从分段沿脉干线施工采区沿脉干线联道，后施工采区沿脉干线，将各采区沿脉干线施工贯通各回风井；然后按设计施工垂矿体走向的探矿进路及出矿进路，先施工探矿进路确定矿体上盘位置后，再确定凿岩平巷、切割天井及切割槽位置。
4.凿岩爆破
切割槽采用SimbaH1354中孔台车沿切割平巷钻凿垂直平行和垂直上向中深孔，钻孔参数：w=1～1.4m，a=1～1.2m;凿岩平巷采用SimbaH1354台车沿回采进路钻凿垂直上向和倾斜上向中深孔，钻孔参数：w=1.6～1.8m，a=2.0m～2.5m。切割拉槽以切割天井为自由面，沿切割平巷后退崩落矿石和围岩，崩矿步距2.8～4.2m(每次爆破2～3排)；回采崩矿以分层为单元，以切割槽为自由面，后退式每次爆破两排中深孔，崩矿步距3.2～3.6m.装药采用人工装药器装粒状硝铵炸药。
5.出渣及出矿
采切渣石采用装载机铲运倒入20t东风车运输至井下指定采空区进行回填，矿石拉出地表。
6.采场供风、供电、供排水
新鲜风流从下盘采区沿脉干线借助局部风机进入采场，清洗工作面后污风由沿脉干线回至回风井经二期主回风井回至地表。施工用电从各分段沿脉干线原有电缆就近搭接。施工用水从各分段沿脉干线原有水管就近搭接。污水由沿脉干线排至340m水仓，最后集中统一排出地表。
7.主要设备配置
采掘设备的选择按采掘设备效率及工作量需要，进行主要采掘设备数量的计算，一些辅助设备则根据主要采掘设备及生产需要进行配套，最后确定采掘设备数量表。
主要采掘设备配置表
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8.主要技术经济指标
分段空场法主要技术经济指标表
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五、工程质量保障措施
1.严格按照采切设计施工，做好技术交底工作，交代施工技术要领和注意事项，保障巷道成形质量。
2.掘进作业必须采用光面爆破，巷道成型必须规整，半孔率不小于50%（若遇断层、节理、破碎岩层等特殊情况除外）。
3.测量人员定期测量校正掘进巷道的尺寸和标高，避免超挖和欠挖，并按时做好巷道实测图。
4.在施工过程中要及时和采矿管理部地质人员对接，加强地质资料的收集和修编，进行储量升级和二次圈定矿体。
六、安全注意事项
1.所有从业人员需经过三级安全教育培训，特种作业人员必须持证上岗。
2.巷道掘进中独头工作面较多，应加强作业面的通风工作，独头掘进10m以上必须安装局部风机，避免炮烟中毒事故的发生。
3.矿岩较稳固，巷道一般不进行支护，施工时若遇局部较为破碎地段，根据实际揭露的巷道围岩破碎情况确定支护方案，支护工程量以实际工程量为准。
4.施工过程中加强顶板、侧帮的浮石清理与管理，同时加强爆破材料的管理。
5.严格按施工设计进行施工，未经管理部门同意，不得更改设计。
6.在组织开采时，要求建立健全安全管理措施及台帐制度，设立专门的管理领导组织机构，做到三班落实检查制度并建立班台帐。
7.班组进入下道工序时，必须经专职安全员的落实检查后才能进入下工序的作业。
8.未提及事项按国家相关的强制性标准、合同及相关管理制度执行。
七、结论
分段空场法在大红山铁矿分采采区340-355m分段的应用过程中，根据矿体的倾角变化，布置水平出矿进路、下向斜坡出矿进路、单凿岩平巷与双凿岩平巷相结合的采切工程布置，充分利用了分段空场法的优势，提高矿石回采的安全性、经济性、高效性，简化采矿工艺实现矿石资源综合利用。
参考文献
[1]解世俊金属矿床地下开采（第二版）.冶金工业出版社。
[2]周强.昆钢集团玉溪大红山矿业有限公司400万t/a基建地质报告.昆明有色冶金设计研究院。
[3]刘刚，谭锐，等昆明钢铁集团有限责任公司大红山铁矿地下400万t/a二期采矿工程初步设计.昆明有色冶金设计研究院股份公司。