湖北楚磷矿业股份有限公司 湖北保康 441614
摘要：基于采矿方法及矿体结构参数，对推荐的采矿方法进行单体设计，为矿山转入正常生产后的采矿设计及生产安排提供依据。
关键词：伪倾斜进路充填法；单体设计；
1采场布置与结构参数
回采进路与矿体倾向方向偏斜50°进行伪倾斜布置，高度等于矿体垂直厚度，进路宽度4.0m，相邻Ph1运输平巷高差约15m，进路倾斜长度约80m。沿矿体走向间隔140m布置连续倾斜间柱，宽度10m，标准方案如图1所示。
2 采准切割
（1）Ph1运输平巷
中段内沿矿体走向布置Ph1运输平巷，既采准矿体，又作为矿石运输巷道，断面尺寸规格4.5m×3.8m。
（2）斜坡道
为提高生产效率，在矿体中部区域设置斜坡道，铲运机和凿岩台车均可通过斜坡道到达各Ph1运输平巷。其坡度应满足铲运机的爬坡能力要求，断面尺寸规格4.5m×3.8m。
（3）储矿横巷、储矿平巷、扒矿平巷
储矿平巷作为铲运机暂存矿石的地方，断面4.0m×3.2m，长度建议10~12m。
储矿横巷作为铲运机运搬矿石至储矿平巷的石门，联络运输平巷与储矿平巷，断面3.2m×3.2m。
扒矿平巷用于停放扒渣机和井下汽车，断面4.0m×3.2m，长度要求可以同时容纳扒渣机和井下汽车，长度建议20m。
图1 伪倾斜进路充填法+预控顶小分段嗣后充填法方案图
3 回采工艺
考虑到下层磷矿层（Ph1）厚度变化，在该矿层顶底板上下交替布置沿矿体走向的运输平巷，以控制矿体厚度。当矿体厚度小于5m时，单层回采；当矿体厚度大于5m时，分两层回采，先自顶板Ph1运输平巷沿顶板掘进伪倾斜进路至底板Ph1运输平巷回采上分层矿体，及时支护顶板再回采进路下分层矿体。
1）回采方式
矿块内进路采场采用隔一采一的间隔回采方式。
2）凿岩爆破
（1）设备选型
根据伪倾斜进路充填法回采工艺特点，考虑凿岩作业安全性和生产效率，设计采用Boomer 281单臂液压凿岩台车作为主要钻孔设备，综合凿岩速度可达0.70 m/min。
（2）爆破设计
①孔径和深度
采用Boomer 281单臂液压凿岩台车钻凿水平炮孔，钻孔直径48mm，掏槽眼角度83°（与掌子面线夹角），深度3.2m；辅助眼直线布置，深度3.1m；帮眼、顶眼和底眼角度3°（与边帮、顶板和底板平面线夹角），深度3.2m。
②掏槽孔布置形式
掏槽孔采用垂直楔形掏槽方式，共布置三对掏槽孔，每对掏槽孔孔口距0.8m，孔底距0.1m，排距0.35m。
③超深与堵塞
超深0.2m，堵塞长度0.7m，装药和堵塞把炮孔填满。采用2#岩石乳化药卷炸药，直径32mm，根据装药深度和药卷直径，计算单孔装药量为1.81kg。
④起爆顺序
采用1～5段半秒（HS）非电导爆管雷管起爆，分别以掏槽眼、辅助眼、帮眼、顶眼、底眼为序分段起爆。
炮孔布置图如图2，炮孔装药量见表1。
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图2 炮孔布置图
表1 回采进路爆破参数
按每循环进尺3m，进路规格4m×4m，矿石体重2.95t/m3计算，单循环采出矿量141.6 t，炸药单耗为0.36kg/t，合1.07 kg/m3，每米炮孔崩矿量1.07 t/m。
3）通风
进路采场系独头掘进，故必须加强通风，每次爆破结束后，用风筒将新鲜风流导入到工作面，进行清洗，污风用局扇抽出，经风筒进入本中段运输平巷，再进入回风系统，排出地表。
（1）通风方式
采用压入式的局扇通风，风筒出口距离工作面16~20m。
（2）工作面需风量计算
按排出炮烟计算风量
压入式风量
式中：t—通风时间，40min，即2400s；
A—一次爆炸炸药消耗量，44.38kg；
L0—独头巷道长度，最长80m；
S—巷道断面积，16m2；
计算得，压入式风量Qp=1.89 m3/s。
（3）风筒选取
压入式风筒长度最大需90m，选用直径400mm柔性风筒，风筒接头类型选用多反边，10m每节，要求接头质量优良，百米漏风率0.03%，百米风阻R100=196 N•S2/m8。
（4）局扇风风机选择
根据计算的风量、风压和风阻选取矿山现有JK58-1NO.4和JK58-2NO.4型局扇可满足要求。
4）出矿
（1）设备选型
根据类似矿山出矿设备实际应用情况，设计选择2 m3铲运机作为出矿主要设备，并推荐利用现有的LWL-120履带挖掘式装载机将铲运机运搬至储矿平巷的矿石运搬到井下汽车上，其装载能力为120 m3/h，巷道断面要求大于2.8m×2.8m。
（2）出矿能力计算
铲运机的最大理论出矿能力按下式计算：
式中：Qc—铲运机理论出矿能力，t/台班；
u—铲斗容积，2m3；
γ—矿石体重，2.95 t/m3；
k—铲斗装满系数，k =0.8；
m—矿石松散系数，m=1.8；
t—铲运机铲装、运、卸一斗的循环时间，s。
铲运机的铲装、运、卸循环时间按下式计算：
式中：t1—装载时间，30s；
t2— 卸载时间，20s；
t3—掉头时间，40s；
t4—其它影响时间，s，取30s；
t5—空重车运行时间，s：t5=2l/v；
2l—装运卸一次作业循环往返运距，至最近溜井往返平均运距150m；
v—铲运机的运行速度，7 km/h。
经计算铲运机理论生产能力为：383 t/台班。
但生产实际中，影响铲运机出矿能力因素很多，还应对理论计算值进行修正，考虑工时利用系数（国内情况最低17.5%，最高达95%，平均46.10%），取修正系数0.5，由此得单台铲运机的实际生产能力可达190 t/台班。
4 充填工艺注意事项
每分层进路出矿结束后，及时进行充填，控制地压，阻止围岩大变形，以保证相邻进路的回采安全。一步回采胶结充填，二步回采进行低配比强度胶结充填或非胶结充填。
（1）采场出矿结束后，将设备移出采场。
（2）将充填管道接至采场。
（3）构筑挡墙。
（4）地面充填制备站设备检查。
（5）地表充填制备站与充填采场之间的通讯系统检查。
（6）清水引流。所有充填准备工作完成后，首先注入引流水，采场管道出口有清水流出后，开启采场附近的三通阀，将残留在管道内的清水排至联络道，避免进入采场，影响充填体质量。
（7）井下管道出口有清水流出后，通知地面充填制备站开启供料系统，进行正常充填。
（8）洗管。采场充填完毕后，通知地面充填制备站关闭供料系统，同时加大水量进行洗管。为避免洗管水进入采场，应及时开启三通阀，将洗管水排至联络道。
（9）结束充填。井下充填管道无固体颗粒排出后，通知地面充填制备站关闭供水闸阀，结束充填。由于此时管道内仍有清水，为避免洗管水进入采场，应及时开启三通阀，将充填管道内的洗管水排至联络道。
论文作者:田晓明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/17
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