摘要：礦柱的回收不僅節約了資源，還為企業帶來了經濟和社會效益。本文針對淺孔留礦法間柱與頂底柱回收問題，重點闡述了回采順序、施工方案，以及爆破工藝。通過水口山鉛鋅礦采空區礦柱的回采施工證明了淺孔留礦礦柱回收的可行性。

　　關鍵詞：淺孔留礦,礦柱,回收

　　0 引言

　　經過長期的開采，我國很多礦山的資源儲量急劇下降，大量的礦山即將進入衰老期。目前，礦產資源的開采造成了巨大的浪費，除了亂采亂挖外，由生產計劃不周而造成的回采礦柱損失也是一個總要因素。但與亂采亂挖不同的是，礦柱可通過有效的施工進行安全優質的回收，這樣不僅節約了殘余資源，而且還為企業帶來了一定的經濟效益。

　　淺孔留礦法適用于礦石和圍巖穩固、礦石無結塊或天然急傾斜、薄及中厚以下的礦床開采。該法礦柱留礦量比較大，若及時回收礦柱，必然造成大量礦產資源的浪費，并且存在一定的不安全性。因此，對淺孔留礦法礦柱回收方案的探討，具有實際利用意義。

　　1 礦柱回采順序

　　為了保證在礦房回采結束后能夠及時回收礦柱，在理想狀態下應該使頂底柱、間柱的回采施工與礦房回采同步。但是在實際操作施工中，為了保證生產的接續、生產人員的安全，礦柱的回收施工不得不滯后于礦房的回采。由于礦柱回采的滯后，當礦房開采出空后，礦柱就成為了一大安全隱患，如果不及時進行間柱、頂底柱的回采施工，極容易出現安全事故。

　　在爆破順序上，間柱、頂底柱的爆破施工應同時進行。因為一旦頂底柱的爆破早于間柱爆破，間柱爆破回收的礦石中必然會混入大量的巖石，影響回收質量和回采率。

　　為了保證施工人員的絕對安全，淺孔留礦法頂底柱的回收施工要與淺孔采礦作業同步進行，否則在礦房采礦結束后再進行頂底柱回采施工，會使施工人員在采空區上部作業，安全隱患很大。

　　因此，間柱回采施工應與人行天井施工同步進行;頂底柱的回采施工應與礦塊切割和淺孔采礦同步進行。這樣，間柱與頂底柱同時進行爆破落礦就可以緊隨淺孔采礦結束后進行，從而避免了開礦人員在采空區上部作業，保證了施工安全，同時還有效保證了出礦質量和產量。

　　2 礦柱施工方案

　　2.1 頂底柱施工

　　淺孔采礦結束后，為了避免發生冒頂事故，應立即進行頂柱爆破。一般頂柱采取硐室回收，其主要方案有3種。

　　2.1.1 主巷式

　　因為采場的上水平有頂底柱，所以一般采用在水平掘鑿一層硐室，回收頂柱，在二段回收底柱。所謂主巷式即掘鑿一條貫通礦體的水平硐室主巷，然后根據抵抗線在主巷中布置成“丁”、“干”或“一”字形硐室;在二段將電耙巷道作為為硐室主巷，在兩邊掘鑿“丁”、“干”或“一”字形硐室。

　　該方式施工工程量和勞動強度大、工期長、出碴距離遠。由于爆破需要放出礦房內的礦石，但把握采場空間具有一定難度，因此難以控制其爆破效果;但是因為不在采場內作業，通風性較好、物資供應及行人方便、采場內不會造成大量礦石積壓。

　　2.1.2 多井式

　　“多井式”適用于一些頂柱靠近地表和上部水平已經采空崩落以及無法進行硐室施工時的采場。由于采場內向頂柱掘鑿若干便于下碴與行人的下碴行人天井，此時需留有大量礦石作為施工平臺，所以采場不能放空。硐室的掘鑿主要是根據礦柱厚和抵抗線來設計施工。硐室可采用“一”、“丁”或“干”字形。

　　該方式施工相對來說管理比較簡單、工期短、見效快，因為有施工下碴行人井，所以增加了自由面，采礦破碎效果好，使后續出礦工作的順利進行得到了保證;但施工人員在采場內作業，施工時通風性較差，存在一定的安全隱患，并且采場容易造成大量礦石積壓。

　　2.1.3 混合式

　　有時由于礦場的特殊條件限制，主巷式與多井式的施工方法都不能夠滿足施工需要時，為保證生產的接續，往往采用主巷式與多井式相結合的方式來回收頂底柱。

　　該方式具有兩條井，通風性好，施工人員不在采場內作業，行人進出硐室通過天井，具有了安全保障;由于有下碴井，施工碎碴可直接倒入采場，降低了勞動強度，管理簡單;但是不足的是需掘鑿硐室主巷，工期較長、見效緩慢。

　　2.2 間柱施工方案

　　理想狀態下，各段硐室回采施工應與天井施工同時進行，爆破時在起爆順序上頂底柱也應滯后于間柱。但在實際作業中，由于一系列復雜因素的影響，比如人員不足、設備緊張以及生產進度需要，往往是頂底柱先回收，而間柱最后回采或作為永久損失。如果間柱的回收在頂底柱回收之后，那么間柱的回收就相當于窄礦體的回收，其施工環境往往比窄礦體回收更不安全。

　　2.2.1 二段有底柱回收

　　二段有底柱回收即施工時在二段沿礦柱方向按回收面積掘鑿1～2個漏斗。若有行人天井，就將原行人天井用作行人通風;如果沒有，就需新掘鑿一條行人天井。為保證作業安全，先在四段以上掘鑿硐室，根據實際情況采用“丁” 或“一”字形硐室，硐室施工結束后即可到三段進行切割施工，進行采礦作業。

　　該方式優點是礦石回收數量多、質量優、效果快，機械化出礦程度比較高，可利用現有設備出礦。在耙道里能夠進行二次爆破，破壞小，但三段切割作業的安全性還需提高。

　　2.2.2 二段無底柱回收

　　若有行人天井，就將原行人天井用作行人通風;如果沒有，就需新掘鑿一條行人天井。施工時為保證作業安全，先在三段以上進行掘鑿硐室，根據實際情況采用“丁” 或“一” 字形硐室。硐室施工結束后，在二段按回收面積進行開幫切割施工，進行采礦作業。

　　該方式可利用自重完成礦石運搬，但是機械化出礦程度低，礦石回收效果不好，質量差。在振動漏口進行二次爆破作業危險性大、破壞力強、效率不高。

　　2.3 礦柱爆破方案

　　礦山最重要的落礦工藝是爆破作業，爆破效果的好壞直接影響著后續礦石的鏟裝與運輸工序。在抵抗線確定的情況下，設計好合理的硐室布網、裝藥量、微差及起爆順序，才能夠取得最優的爆破效果，為后續生產順行創造良好的條件。因此對硐室施工的要求是：

　　1) 均勻布置硐室，間距要等于或接近于最小抵抗線;

　　2) 裝藥量要根據抵抗線的情況以及硐室所處的地質條件和施工現場情況進行核實;

　　3)必須采用毫秒微差爆破來保證爆破效果，延時保持在5O～75ms;

　　4)起爆順序根據實際情況確定。對于只有單層藥室的頂底柱回收，中間先起爆，四周后起爆;雙層藥室的頂底柱回收抵抗線大的方向藥包先起爆，然后層間微差進行。對于間柱回收層間微差的順序，既要保證落礦，又要保證破碎效果和生產的順行。

　　3 工程實例

　　3.1 采空區及礦柱狀況

　　水口山鉛鋅礦的老鴉巢區經過開礦形成了18個采空區,最大垂高為520m。其中，最大的3個采空區分別是8#空區、9#、10#空區，三個空區都已到達12中段。由于三個礦體是獨立的，所以3個空區11中段以上未貫通,到12中段3個礦體相互貫連。空區靠礦柱支撐。8#空區10中段以上基本上已經處理,9#、10#空區只進行了部分廢石充填。8#空區10中段以下, 9#、10#空區9中段以下都未處理。11～12中段9#、10#礦體采用淺孔留礦法進行回采施工, 沿礦體的走向布置電耙道,因礦體傾斜角較小,沿傾角方向布置了3～4條階梯狀電耙道,每條電耙道回采礦體垂直高度在7～10 m之間。

　　3.2 　采礦方法

　　本工程采取傾斜電耙道的淺孔留礦法。為有效控制地壓，保證回采作業的安全，防止兩邊空區中的充填廢石混入采場,在采空區與礦柱接觸部位預留2.0m的長礦柱。這種采礦方法安全可靠，但回收率較低,在該礦現有回采工藝和技術條件下,是最為合理的。

　　該種礦柱回采分上、下2個區域進行。上部區域采用電耙道底部結構的淺孔留礦法，電耙道傾角為30°，布置了5個漏斗，漏斗間水平距離為10 m,斗與斗之間通過切割天井、切割斜巷及聯絡巷相互貫通,形成人行出口和回風出口。每個漏斗以切割天井形式上升,先打好劈漏眼,回采時再爆破劈漏。采下的礦石通過電耙道到溜井然后出礦。下部區域采用分層回采方法。在分采區域界線面預留高3到4米的頂柱,采用小直徑中深孔、集中鑿眼、同時爆破方式回采，然后用裝巖機和電耙出礦。

　　3.3 　礦柱回采效果

　　1209-1#礦柱回采自2006年8月開始,截止目前,1208-1#礦柱已經全部回采, 12010-1#礦柱進行采準工程,安全回采礦石量已達3萬t,創經濟效益800多萬元。2個采場回采的主要技術經濟指標見表1。

　　表1　主要技術經濟指標

　　4 總結

　　通過淺孔留礦法對6水口山鉛鋅礦的采空區礦柱的成功回收,不但合理地回收了國家資源,而且減小了采空區的安全隱患，為企業帶來了明顯的經濟和社會效益, 給今后礦柱的大量回收提供了寶貴的經驗。

　　礦山的資源危機影響著國家經濟和企業效益的生存和發展, 除了積極投入地質勘探工程增加儲量外, 同時還應加強礦柱回采, 最大限度地利用資源, 這也是緩解危機行之有效的途徑。

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