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摘 要：通过对普通房柱采矿法与留条柱的空场采矿法进行适应性对比分析，明确了留条柱的空场采矿法在大红山铁矿Ⅲ2-3矿体实行的必要性，系统阐述了留条柱空场采矿法的实施方案及用废石充填治理采空区的实施工艺，降低了普通房柱法采矿作业中的高损失率，使矿产资源得到充分有效回收，同时用废石充填采空区减少废石外排费用，缓解外废石场堆存压力，为矿业公司降本增效工作做出巨大贡献。
关键词：留条柱空场采矿法；废石充填；有效回收；损失率；降本增效
大红山铁矿Ⅲ2-3矿体位于Ⅲ2-1和Ⅲ2-2含铁铜矿体之上0～5m。分布于A29～A40线，东西长1200m，南北宽540m。标高800～1024m，埋深0～336m。铁矿石总储量645.82万吨，其中富矿186.36万吨，贫矿448.31万吨，表外矿1115万吨，平均品位37.4%。矿体呈层状，连续性好，全区稳定，是浅部主矿体之一。由于目前大红山铁矿生产规模逐渐扩大，铁矿资源消耗加剧，为了充分回收矿石资源，延长矿山服务年限，保证持续生产正常衔接，选用合理的采矿方法提高回收率对大红山铁矿势在必行。
一、开采技术条件
Ⅲ2-3矿体为东西走向，倾向南，倾角25°，矿体较规整，沿走向矿体厚度变化不大，水平厚度在14-20m，垂直（真）厚度在6-8m，f系数8-12，矿岩稳固性较好。矿体顶板为石榴绿泥片岩，底板为Ⅲ2-1或Ⅲ2-2含铁铜矿体。矿石显条纹条带状构造，系由0～10cm厚的硅质及钙质薄层与5～10cm厚的细粒磁铁矿薄层互层而显示主要金属矿物为磁铁矿，少量黄铜矿、斑铜矿。脉石矿物为自云石、钠长石、石英、石榴石。矿石类型：富矿为块状细粒磁铁矿石，贫矿为条纹条带状细粒长英磁铁矿石。
二、开采现状
Ⅲ2-3矿体北边为Ⅱ5-3矿体正在浅采，南边无工程施工，东边暂无工程施工，西边正在做前期探矿，上部835m分段采矿结束，下部775m分段暂无工程施工。
三、采矿方法优化
大红山铁矿Ⅲ2-3矿体采矿方法前期研究的结论是采用采场内留点柱的普通房柱法进行回采，分段高20m，但是在后期生产过程中，由于矿岩稳固性较好，回采后形成的采空区顶板稳固，没有出现垮塌和冒落现象，根据这一特性，结合昆明有色冶金设计院提供的研究资料，确定了在回采Ⅲ2-3矿体时，若采场跨度小于28m，采场内可不留点柱，而是用条柱代替点柱将矿体沿走向划分为若干采场进行回采（如图1所示），合理布置采场结构参数且处理好顶板后，人员可在空场内进行回采作业，以此提高矿石回收率，同时形成的采空区可利用生产废石进行充填，达到降本增效的目的。
（一）采场结构参数及采准施工
优化采矿方法后，采场内不再留设点柱，而是用条柱将矿体划分为采场进行回采，采场沿矿体走向长为40m，采场宽为矿体水平厚度（20m），条柱宽6m，分段高度仍为20m，上下分段间留6m厚顶柱。距矿体下盘30m沿矿体走向布置沿脉干线，巷道规格为4.0m×3.8m，采场内沿矿体走向偏上盘布置拉底巷道，然后垂直矿体走向布置一条穿脉，巷道均为三心拱（f0=1/3），断面13.43㎡。沿脉干线西侧作为主进风巷道，东侧端部设回风井联通上分段回风通道。
（二）回采工艺
回采顺序原则上遵循从东到西，从上盘到下盘退采的顺序。落矿采用YT-28型气腿式凿岩机进行凿岩，孔径Ф32mm～38mm，孔深2.0m～4.0m，炮孔沿岩层层面倾斜向上，每次打一排眼，孔距0.5m～1.2m，爆破采用Φ35mm×200mm乳化炸药，磁电管起爆非电秒导爆雷管进行秒差爆破。大块二次爆破在临近切割平巷进行打眼爆破。
回采时工作面呈阶梯状，回采高度控制在14m以内，局部视采场顶板及采场周边边帮的稳定情况进行适当调整。采用留矿堆的方法进行凿岩，即以爆后的矿堆为工作平台，由下往上呈阶梯状进行压顶回采。留矿堆凿岩的工作面与矿堆保持2-3m的距离，以确保工作面的空间高度。当工作空间高度不足2m时认真清理顶板及侧帮浮石后出矿，矿出结束后从侧帮刷矿作为工作垫层，再向上落矿。 回采均要求顶、底板光滑平整，压顶结束后需对矿房进行修顶，使顶板呈近圆弧形，严格控制采幅宽度和高度，严格控制矿柱形态、位置并保持直立度，加强撬毛、爆破作业及通风管理。在回采过程中尽量采取集中凿岩与爆破的方式进行，以减少工作面的平场工作。回采爆破后等炮烟散尽，先对采场内浮石进行清理、然后向矿堆、工作面洒水降尘、降温后才能进行平台清理和凿岩工作等后序工作。回采作业顺序为：通风→撬毛→洒水→平场→凿岩→爆破→通风→撬毛→洒水→清理残、盲炮→根据需要出矿→下一循环作业
（三）出矿
每次爆破后根据实际情况出矿，以满足打眼需要为前提（一般为爆下矿石量的30%-40%），必须确保工作面与爆堆之间留有足够高度的空间作为下次爆破的自由面。采用ZL50型装载机在采空区内铲矿直接向自卸式汽车装矿后由汽车直接运到卸矿地点。
（四）采空区治理
由于矿岩稳固性较好，采空区形成后可利用生产废石直接倒运到采空区里进行充填，根据实际情况可利用装载机将废石累高至2m～4m，部分不具备充填条件的采空区或已充填结束的空区，需在联道口做封堵设施永久封闭。
（五）矿块技术经济指标对比
实际生产中，采用留条柱的房柱法进行回采在提高矿石回收率及降低贫化率的工作上取得了很好的实施效果，两种采矿方式的回贫指标如下表所示：
从表中可以看出，使用只留条柱的房柱法比留点柱加条柱的房柱法更具优势。
四、结语
通过对采矿方法进行优化，大红山铁矿Ⅲ2-3矿体由原设计的留点柱的房柱法变更为留条柱的房柱法，在充分回收矿石资源、提高回收率的工作上起到了积极作用。在Ⅲ2-3矿体实际采矿生产中，留条柱的房柱采矿法取得了很好的应用效果，相较于点柱式房柱法大大降低了贫化率和损失率，真正做到理论结合实际，从技术角度出发为矿山增加效益做出了贡献。
参考文献
[1] 解世俊.金属矿床地下开采[M].冶金工业出版社，2008.
[2] 陈超.大红山铜矿铜铁合采盘区矿柱稳定性的数值分析研究[D].昆明理工大学，2011.
[3] 张耀平，曹平，袁海平.岩体力学参数取值方法及在龙桥铁矿中的应用[J].中国矿业，2011（01）.
[4] 王贻明.阶段空场法采矿系统设计优化的数值分析方法及应用[D].西安建筑科技大学，2003.
作者简介：张玮，玉溪大红山矿业有限公司。
关键词：留条柱空场采矿法；废石充填；有效回收；损失率；降本增效
大红山铁矿Ⅲ2-3矿体位于Ⅲ2-1和Ⅲ2-2含铁铜矿体之上0～5m。分布于A29～A40线，东西长1200m，南北宽540m。标高800～1024m，埋深0～336m。铁矿石总储量645.82万吨，其中富矿186.36万吨，贫矿448.31万吨，表外矿1115万吨，平均品位37.4%。矿体呈层状，连续性好，全区稳定，是浅部主矿体之一。由于目前大红山铁矿生产规模逐渐扩大，铁矿资源消耗加剧，为了充分回收矿石资源，延长矿山服务年限，保证持续生产正常衔接，选用合理的采矿方法提高回收率对大红山铁矿势在必行。
一、开采技术条件
Ⅲ2-3矿体为东西走向，倾向南，倾角25°，矿体较规整，沿走向矿体厚度变化不大，水平厚度在14-20m，垂直（真）厚度在6-8m，f系数8-12，矿岩稳固性较好。矿体顶板为石榴绿泥片岩，底板为Ⅲ2-1或Ⅲ2-2含铁铜矿体。矿石显条纹条带状构造，系由0～10cm厚的硅质及钙质薄层与5～10cm厚的细粒磁铁矿薄层互层而显示主要金属矿物为磁铁矿，少量黄铜矿、斑铜矿。脉石矿物为自云石、钠长石、石英、石榴石。矿石类型：富矿为块状细粒磁铁矿石，贫矿为条纹条带状细粒长英磁铁矿石。
二、开采现状
Ⅲ2-3矿体北边为Ⅱ5-3矿体正在浅采，南边无工程施工，东边暂无工程施工，西边正在做前期探矿，上部835m分段采矿结束，下部775m分段暂无工程施工。
三、采矿方法优化
大红山铁矿Ⅲ2-3矿体采矿方法前期研究的结论是采用采场内留点柱的普通房柱法进行回采，分段高20m，但是在后期生产过程中，由于矿岩稳固性较好，回采后形成的采空区顶板稳固，没有出现垮塌和冒落现象，根据这一特性，结合昆明有色冶金设计院提供的研究资料，确定了在回采Ⅲ2-3矿体时，若采场跨度小于28m，采场内可不留点柱，而是用条柱代替点柱将矿体沿走向划分为若干采场进行回采（如图1所示），合理布置采场结构参数且处理好顶板后，人员可在空场内进行回采作业，以此提高矿石回收率，同时形成的采空区可利用生产废石进行充填，达到降本增效的目的。
（一）采场结构参数及采准施工
优化采矿方法后，采场内不再留设点柱，而是用条柱将矿体划分为采场进行回采，采场沿矿体走向长为40m，采场宽为矿体水平厚度（20m），条柱宽6m，分段高度仍为20m，上下分段间留6m厚顶柱。距矿体下盘30m沿矿体走向布置沿脉干线，巷道规格为4.0m×3.8m，采场内沿矿体走向偏上盘布置拉底巷道，然后垂直矿体走向布置一条穿脉，巷道均为三心拱（f0=1/3），断面13.43㎡。沿脉干线西侧作为主进风巷道，东侧端部设回风井联通上分段回风通道。
（二）回采工艺
回采顺序原则上遵循从东到西，从上盘到下盘退采的顺序。落矿采用YT-28型气腿式凿岩机进行凿岩，孔径Ф32mm～38mm，孔深2.0m～4.0m，炮孔沿岩层层面倾斜向上，每次打一排眼，孔距0.5m～1.2m，爆破采用Φ35mm×200mm乳化炸药，磁电管起爆非电秒导爆雷管进行秒差爆破。大块二次爆破在临近切割平巷进行打眼爆破。
回采时工作面呈阶梯状，回采高度控制在14m以内，局部视采场顶板及采场周边边帮的稳定情况进行适当调整。采用留矿堆的方法进行凿岩，即以爆后的矿堆为工作平台，由下往上呈阶梯状进行压顶回采。留矿堆凿岩的工作面与矿堆保持2-3m的距离，以确保工作面的空间高度。当工作空间高度不足2m时认真清理顶板及侧帮浮石后出矿，矿出结束后从侧帮刷矿作为工作垫层，再向上落矿。 回采均要求顶、底板光滑平整，压顶结束后需对矿房进行修顶，使顶板呈近圆弧形，严格控制采幅宽度和高度，严格控制矿柱形态、位置并保持直立度，加强撬毛、爆破作业及通风管理。在回采过程中尽量采取集中凿岩与爆破的方式进行，以减少工作面的平场工作。回采爆破后等炮烟散尽，先对采场内浮石进行清理、然后向矿堆、工作面洒水降尘、降温后才能进行平台清理和凿岩工作等后序工作。回采作业顺序为：通风→撬毛→洒水→平场→凿岩→爆破→通风→撬毛→洒水→清理残、盲炮→根据需要出矿→下一循环作业
（三）出矿
每次爆破后根据实际情况出矿，以满足打眼需要为前提（一般为爆下矿石量的30%-40%），必须确保工作面与爆堆之间留有足够高度的空间作为下次爆破的自由面。采用ZL50型装载机在采空区内铲矿直接向自卸式汽车装矿后由汽车直接运到卸矿地点。
（四）采空区治理
由于矿岩稳固性较好，采空区形成后可利用生产废石直接倒运到采空区里进行充填，根据实际情况可利用装载机将废石累高至2m～4m，部分不具备充填条件的采空区或已充填结束的空区，需在联道口做封堵设施永久封闭。
（五）矿块技术经济指标对比
实际生产中，采用留条柱的房柱法进行回采在提高矿石回收率及降低贫化率的工作上取得了很好的实施效果，两种采矿方式的回贫指标如下表所示：
从表中可以看出，使用只留条柱的房柱法比留点柱加条柱的房柱法更具优势。
四、结语
通过对采矿方法进行优化，大红山铁矿Ⅲ2-3矿体由原设计的留点柱的房柱法变更为留条柱的房柱法，在充分回收矿石资源、提高回收率的工作上起到了积极作用。在Ⅲ2-3矿体实际采矿生产中，留条柱的房柱采矿法取得了很好的应用效果，相较于点柱式房柱法大大降低了贫化率和损失率，真正做到理论结合实际，从技术角度出发为矿山增加效益做出了贡献。
参考文献
[1] 解世俊.金属矿床地下开采[M].冶金工业出版社，2008.
[2] 陈超.大红山铜矿铜铁合采盘区矿柱稳定性的数值分析研究[D].昆明理工大学，2011.
[3] 张耀平，曹平，袁海平.岩体力学参数取值方法及在龙桥铁矿中的应用[J].中国矿业，2011（01）.
[4] 王贻明.阶段空场法采矿系统设计优化的数值分析方法及应用[D].西安建筑科技大学，2003.
作者简介：张玮，玉溪大红山矿业有限公司。