雅矿井下矿铲运机出矿底部结构设计

张 明

（新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司）

1 前言

哈密雅矿井下矿属露转井矿山，设计规模30万t/a，目前820m中段即将结束，拟进行760m中段的掘进。矿体上盘围岩主要为石榴石矽卡岩，下盘围岩主要为灰白色大理岩，节理较为发育。围岩普氐硬度系数7～15，矿体普氏硬度系数15～20，矿体变化大，断层裂隙多，矿体走向近EW,走向长度约550m，平均厚度约8m，最大厚度约20m，最小厚度约1m，矿体倾角45～52°，中等稳固，属倾斜矿体。地质储量120万t，平均TFe品位44.6%。

根据矿体赋存条件、围岩条件的实际情况以及矿体厚度变化较大的特点，设计采用沿矿体走向布置的浅孔留矿法和分段空场法。矿体厚度小于8m用浅孔留矿法，大于8m用分段空场法。

设计采用的两种采矿方法均采用平底结构，不留顶柱，留8m底柱，上阶段底柱作为下阶段顶柱。经具体布置及计算，浅孔留矿采矿方法占开采规模的53.3%，分段空场采矿方法占开采规模的46.7%。

采准工程特征：（1）每个矿块设置一条人行通风天井，沿矿体下盘布置在间柱中，连通阶段运输水平及回风水平。

（2）在底柱8m之上设出矿巷道，采用1.5m3铲运机出矿。每个矿块设置一个矿石溜井，设置在矿体下盘的矿块中部岩体内，矿石溜井上口布置在出矿水平，下口在运输中段水平。采场矿石均由铲运机运至矿石溜井放至阶段运输水平装入矿车外运。

（3）装矿横巷间距为7m，由出矿水平铲运机脉外联络巷连通，以便铲运机出矿。

（4）两种采矿方法均不设底部结构，采用平底结构方法。

底部结构是采矿方法中的重要组成部分，其掘进工程量约占采切工程量的50%，而且上水平井巷多，施工难度大。底部结构在很大程度上决定着采矿方法的生产能力、作业效率、矿石损失贫化指标及放矿工作的安全，因此选择底部结构十分重要。设计铲运机出矿底部结构为平底结构，包括受矿巷道（堑沟式或无堑沟式）、出矿巷道、装矿巷道、运输平巷，并配置溜井。

2 底部结构方案

根据760m中段矿体赋存条件，为提高矿石回收率、生产安全性和生产效率，建议底部结构执行四种方案，即无堑沟式、单堑单侧式、单堑双侧式和双堑双侧式。

2.1 无堑沟式底部结构

当矿体厚度＜5m时，继续延用优化设计方案选择平底式底部结构，见图1。

2.2 单堑单侧式底部结构

当矿体厚度为5m～10m时，采用单堑单侧底部结构，见图2。堑沟设置在矿体中部，沟底宽依据所购置的铲运机性能调整，通常在3m～4m。堑沟斜面角度在45°～50°。

2.3 单堑双侧式底部结构

当矿体厚度为10m～18m时，采用单堑双侧式底部结构，见图3。堑沟设置在矿体中部，为保证双侧铲运机正常作业，单堑沟沟底宽为6m，其它堑沟参数不变。

出矿巷道、装矿巷道在矿体上盘按下盘结构布设，出矿巷道掘进除常规注意事项外，建议重点关注两方面：（1）出矿巷道从间柱由下盘向上盘穿过，穿越时注意保持与天井的安全距离，保证安全穿过。

（2）间柱的位置可根据矿体赋存条件，设置在矿体厚度较小部位，有利于出矿巷道穿越时的掘进安全。

图3 单堑沟双侧出矿示意图

2.4 双堑双侧式底部结构

当矿体厚度＞18m时，采用双堑双侧式底部结构，见图4。堑沟在矿体中间并排设置，参数如上。出矿巷道、装矿巷道在上盘的布设及注意事项同上。

3 无堑沟与堑沟的经济比较

（1）矿体厚度＜5m时，采用无堑沟结构即可，无需经济比较。

（2）当矿体厚度在5m～10m时，每个矿房矿量损失：无堑沟结构0.08～0.26万t，堑沟结构0.05万t，出矿量增加0.03～0.21万t。按目前市场行情，矿石增值6～42万元。

（3）当矿体厚度在10m～18m时，每个矿房矿量损失为：无堑沟结构0.9万t，堑沟结构0.15万t。按堑沟布置，上盘出矿巷道、装矿巷道增加工程量约1200m3，工程费约66万元，堑沟较无堑沟出矿量增加0.65万t，按目前市场行情，矿石增值64万元。

（4）当矿体厚度＞18m时，每个矿房矿量损失为：无堑沟结构1.5万t以上，堑沟结构0.3万t。按堑沟布置，上盘出矿巷道、装矿巷道增加工程量约1200m3，工程费约66万元，堑沟较无堑沟出矿量增加超过1.2万t，矿石增值174万元。

无堑沟矿柱损失量为在采空区底部形成的三角矿柱，见图5。三角矿柱损失量已考虑矿石松散系数1.5、自然安息角45°。

4 结束语

通过分析可知，760m水平根据矿体赋存条件，重点考虑矿体厚度，采用堑沟式平底结构设计方案，将有利于提高矿石回收率、出矿率和提高安全生产水平。因此在进行760m单体设计前，由地质专业提供准确的地质资料，采矿专业依据本底部结构设计方案，合理确定底部结构是非常重要的。

[1]王运敏主编：现代采矿手册、北京：冶金工业出版社.