1、冒顶区域顶板再造工艺在焦家金矿的应用摘 要：在应用上向水平分层进路充填法采矿时，一般采用传统的喷锚支护、锚索、木支护等形式，将破碎的顶帮岩石进行维护，达到了较成熟的支护效果。但是，在现场实际回采过程中，经常会出现进路式充填采矿法采准巷道（断面一般为 3.0*3.0 米至 3.5*3.5 米）因揭露构造发育地段后造成小范围塌方（冒顶）的情况，造成生产停滞。对此，在焦家金矿进路式充填采矿法的生产实践中，技术人员结合现代矿山已有的生产工艺，行了探索与总结，创新性的将木棚支护与充填工艺进行优化组合，取得了较好的效果。 关键词：冒顶 顶板再造 支护工艺 采矿方法 中图分类号： TD43 文献标识码： A
2、 一、引言 顶板再造工艺一直是国内外矿山维护顶板实现安全回采的一个重要方法。在国内外矿山领域先后出现了下向进路胶结充填造顶技术、开采环境再造人工顶板锚索支护技术等多种先进技术。追溯其本质都是在回采矿段周围用胶结充填料构筑一个人工封闭结构，然后在新的采矿环境下进行回采。其中，保证人工顶板的稳定性是实施人工顶板再造的一项关键技术。除受顶板自身强度影响外，其与围岩的共同作用效果也是影响其稳定性的重要因素。实现支护体与围岩共同承载作用，可以大幅度提高人工顶板稳定性。对比国内外同类技术，该项目可以更有针对性的解决因顶板小范围冒顶造成生产停滞的情况，起到有效的支护作用，是一种效率高、成本低的新型支护工艺。
3、该工艺已经在焦家矿区各试验采场成功投入使用，冒顶区顶板再造工艺在焦家金矿开采中的应用对比同类型支护方式表现出明显优势，可应用于解决类似情况下的顶板安全问题，对其他类似矿山的安全生产具有借鉴和指导意义。 二、施工工艺及过程 冒顶区顶板再造工艺适用于顶板岩石破碎，构造发育，塌落至顶板水平以上的进路支护。如图示： 例：某沿脉进路按设计施工规格 33，工作面爆破后，自工作面向外约 4 米长的进路顶板塌方，塌方高度 1.8 米，空顶高度 4.8 米，且并伴有滴水，塌落最高点高出顶板水平 1.8 米，左帮为矿毛边界，右帮为连续矿体。采用传统支护方式是待顶板稳定后进行锚杆、穿带或金属网支护时间较长，安全条件
4、不允许，且顶板较高操作不便，实现支护措施与顶板紧密结合难度较大；采用喷浆支护方式，先检撬净顶帮浮石，采用临时点柱进行初步支护，出渣后进行喷浆支护，容易因顶板临水问题造成喷浆质量较差，且喷浆过养护期后需要补打木支护，防止滴水造成的突然塌方，时间较长，喷浆后一段时期，经过岩隙渗水的浸泡，原本破碎的顶板易继续涨裂，量变引发质变 ，存在顶板矿岩大块垮塌的危险；还有一种方案是对塌方空区破碎段进行封闭，胶结充填，过养护期后沿充填体重新施工进路，在塌方区域预留矿柱，绕道继续回采剩余矿体，这种方案仍需经过构造地段，造成矿石损失无法回收，由于改道对无轨设备行驶造成困难，增加矿体回采难度，降低了回采方案的可选性。
5、结合地下矿山普遍采用的充填工艺，人工充填造顶工艺的支护方案是：首先进行检撬顶帮浮石，并进行临时支护，安全确认后采用木垛支护，木垛上方水平铺设单层金属网（与木垛一起作为胶结体骨架） ，架设回气管于空区最高点处，充填管稍低于回气管，在小范围塌方区域外约9 米顶板稳固处进行封闭板墙，分次充填接顶。 充填支护的关键在于，充填时设计高度范围内充填分级尾砂材料，设计高度以上，即塌方区域内充填以混凝土与分级尾砂比例（灰砂比）1:4的高浓度胶结材料，回气管回气后停车，养护期（一般为 2 天时间即可）过后，拆除板墙，用无轨铲运设备铲出下部充填的分级尾砂至原迎头面，顶板揭露为平整的高配比充填假底。木垛与金属网在充
6、填的假顶中起到骨架支撑的作用，加强了假顶的强度，在充填假顶下可以再次进行简易的木立柱或者门撑支护（以不妨碍铲运设备运行为准） ，起到双保险作用，并起到对顶板预制假顶的支护观察作用。如此以来，岩石破碎区域内充满高浓度胶结材料，对顶板岩石裂隙起到填充加固的作用，与塌落后的顶板形成一个整体，起到的支护效果远大于仅仅木棚支护（或其它单一支护）在破碎矿体下的支护情况。原迎头面可以继续向前施工。 三、技术优势分析 该工艺施工较为简单，安全性能好，作业所需时间较短，3 天时间可以实现继续凿岩爆破作业，对于生产影响较小，适用于进路法回采中常见的采准巷道局部顶板塌方的支护需要。尤其在现代矿山，结合较成熟的胶结充
7、填工艺的应用，操作起来也方便简易。 巷道施工及矿体回采过程中的冒顶区顶板再造工艺较简单（是较为成熟的木棚支护和充填工艺的有机结合） 、安全可靠（用胶结充填材料完全填充采空区，切下方有支撑，解决了塌方区“浮石”问题） ，在焦家金矿上（下）向水平分层进路采矿法回采中应用广泛（多用于主要采准巷道确实无法改道回采的情况） ，成功解决了因顶板小范围塌方造成生产停滞的情况，起到了良好支护效果，是一种效率较高的新型支护方法。通过焦家矿区的试验成功和投入生产中使用，人工充填假顶支护方式表现出的明显优势值得推广。 四、安全效果分析 目前，该支护工艺已经在我矿 71086 采场、71102 采场、71108 采场
8、等多个采场的回采过程中推广应用，取得了良好的支护效果。 该工艺的应用成功解决了因顶板小范围冒顶造成生产停滞的情况，起到了良好支护效果，是一种安全效率较高、效果较好的新型支护方法。五、经济效益分析 以传统的充填改道方法与之对比，改道解决方案则至少需要 7 天（充填 2 天，掘进 5 天，以每天掘进 1.6m 计）才能到达原巷道位置。顶板再造方案仅需 3 天，且成本仅为改道方案的一半，在效率方面存在明显的优势，且没有产生矿石损失，为企业带来了间接经济效益。 六、推广应用前景 该项目有着良好的推广应用前景，冒顶区域顶板再造工艺具有施工简单、操作方便、安全可靠、可循环使用等优点，对冒顶区域的巷道开拓、
9、采场进路回采的安全有着不可替代的使用价值，值得嫁接应用于类似于焦家金矿，使用上向分层胶结充填采矿方法的地下矿山的顶柱回采，同时，对其他类似矿山的安全生产具有借鉴和指导意义。 七、结 论:该工艺施工较为简单，安全性能好，作业所需时间较短，3 天时间可以实现继续凿岩爆破作业，对于生产影响较小，适用于进路法回采中常见的采准巷道局部顶板塌方的支护需要。尤其在现代矿山，结合较成熟的胶结充填工艺的应用，操作起来也方便简易。 巷道施工及矿体回采过程中的冒顶区顶板再造工艺较简单（是较为成熟的木棚支护和充填工艺的有机结合） 、安全可靠（用胶结充填材料完全填充采空区，切下方有支撑，解决了塌方区“浮石”问题） ，在
10、焦家金矿上（下）向水平分层进路采矿法回采中应用广泛（多用于主要采准巷道确实无法改道回采的情况） ，成功解决了因顶板小范围塌方造成生产停滞的情况，起到了良好支护效果，是一种效率较高的新型支护方法。 参考文献： 1张爱民,杨洪昌,范纯超,等.U 型钢与木棚联合支护在焦家金矿的应用J.黄金科学技术,2013,21(1): 53-57. 2杨纪光.下向进路假底胶结充填采矿法在焦家金矿的应用J.黄金科学技术,2011,19(5):33-36. 3刘再涛,薛田喜.木托及穿带与锚杆联合支护工艺的应用J中国矿山工程,2009,38(4):13-15. 4许求宝.联合支护技术在金厂峪金矿的应用J.黄金,1991,12(9):24-26. 5曹学勇,杨勇,赵杰,等.山东焦家金矿号脉矿体采矿方法优化研究J黄金科学技术,2011,19(4):59-61.
