“下向水平分层六边形进路胶结充填采矿法” 在彝良驰宏开花结果侧记

“下向水平分层六边形进路胶结充填采矿法”是一种具有安全、高效、低成本、接顶率高的新型采矿方法,彝良驰宏经过了多年的探索和应用,现已取得了良好效果。

彝良驰宏毛坪矿是一座具有62年开采历史的高品位铅锌矿山,基于矿岩稳固性的空间随机性,毛坪矿2010年选用下向矩形进路胶结充填采矿法进行矿石开采。该方法较好地解决了开采区域内采场顶板易垮塌问题并实现了低贫损指标。但是,随着开采深度不断下沿,下向矩形进路胶结充填采矿法在多中段同时开采条件下,满足不了生产需要,其无法很好地使水平矿柱安全回采。为寻找更加安全、高效的回采方式,下向水平分层六边形进路胶结充填采矿法应运而生。

下向水平分层六边形进路胶结充填采矿法采用仿生学原理,将矩形断面的进路改为六边形断面,使采空进路内胶结充填体呈蜂窝状镶嵌结构,从而改变其受力状态,形成顶压传递结构,提高了采场的稳定性,有效地控制了地应力,减缓了水平矿柱的形成;同时,降低了充填接顶要求,为进一步降低充填成本提供了结构保障。

2015年,彝良驰宏与昆明理工大学合作共同开展“毛坪矿多中段同时开采模式与下向水平分层胶结充填法研究”项目,并于 同年5 月 26 日成立了彝良驰宏矿业有限公司“毛坪矿水平矿柱安全回收与盘区结构及参数优化研究”工作组,负责全面管理与协调、技术攻关、工业方案实施等工作,工业试验正式开始。

经过认真研究,毛坪矿选择正在开采的一个中段作为下向水平分层六边形进路胶结充填采矿法工业试验的地点,将其中水平矿柱一层作为工业试验的首采层。2015年7月,工业试验正式开始,需要实现首采层进路布置方式过渡,进路断面由矩形变为倒梯形进路布置,采用垂直走向布置倒梯形进路,“隔一采一”形成矩形“矮进路”,二次刷帮形成“倒梯形结构”,平底布筋、充填。充填体保养结束,即可在其下一分层回采完整的六边形进路,最终形成上下分层蜂窝状镶嵌结构。

在此期间,彝良驰宏通过理论分析、室内试验以及建立数值模型等工作,为完成采场结构参数优化建立了坚实的理论基础。同时,开展了技术培训工作,使技术员及施工员对六边形进路采矿工艺有了深刻地了解和认知,保障项目顺利开展。在回采试验过程中,采矿技术管理人员深入现场进行跟班记录,并与施工单位作业人员深入交流,及时发现问题并提出相应的处理措施。通过13个月的工业试验,下向水平分层六边形进路胶结充填采矿法的优越性得到了充分的体现,有效控制了地应力,进路假顶的稳固性和回采的安全性明显提高;有效抑制水平矿柱的形成,提高回采效率,降低采矿成本;实现一次充填,提高充填效率;优化现场作业环境,基本实现采场零支护。

彝良驰宏相继在毛坪矿的其他中段开展下向水平分层六边形进路胶结充填采矿法工业试验。截止2017年9月,工业试验共计完成倒梯形转层进路 27 条、半倒梯形转层进路6 条、正常六边形进路回采 67 条,应用效果良好,累计回采矿石208623吨。形成了“多中段同时开采模式下水平矿柱失稳临界厚度判定方法”、“多中段同时开采模式下水平矿柱回收方法”及“局部回风系统快速构建技术”为代表的系列科研成果,有效地服务采矿生产,较好地解决了水平矿柱安全回采问题,不仅提高了回采效率和降低采矿成本,而且带来了良好的安全效益,为公司实现“十三•五”战略目标,及建成“百年彝良驰宏、铅锌矿山标杆”的宏伟蓝图奠定了坚实基础,提供了不竭动力。