0 前言

建德铜矿Ⅱ号矿体采场垂直矿体走向布置，采取两步充填采矿法进行采矿。因此，下中段的回采将是在充填体覆盖下进行，而且一步回采用上向水平分层棒磨砂胶结充填进行采矿，当上采接近上中段水平时，形状成“板状”矿体，顶板暴露面达500~1000m², 安全性非常差。二步回采除了上覆有充填外，两侧也临充填体。综上所述，下中段的回采，阶段间留有一定厚度的阶段矿柱是必不可少的。因此，研究一种安全可靠、经济合理、技术可行的回收阶段矿柱的方法对建德铜矿就十分重要。

1 开采技术条件 1.1 开采地质条件

Ⅱ号矿体埋藏在地表下20m, 富含Cu、Au、Ag、S, 垂直延伸100m, 走向长158m, 矿体平均厚度17.73m, 倾角45~55°为形态复杂、呈极不规则的凸镜状、分枝复合现象多见的矿体。矿体上盘是大理岩，f=8, 中厚层状，整体稳固性好。下盘是白云岩, f=10~17, 中厚层状，节理较发育，整体稳固性好。矿石的物理机械性质与白云岩基本相同。矿体内及附近的围岩中除了在矿体顶板大理岩中有一约1万m³的天然溶洞外，没有其他大的地质构造。该溶洞在-50m以上与矿体倾向一致，平均距离12m，-50m以下与矿体倾向相反，对采矿影响甚小。地表有千岛湖火车站等工业场地和居民住宅，不允许破坏地表。

1.2 开采状况

Ⅱ号矿体共有-50m、-100m二个中段，中段高50m, 垂直矿体走向布置采场，分两步回采（一步为矿房，二步为矿柱）。-50m中段两步回采宽均为10m，-100m中段一步回采宽8m, 二步回采宽12m, 长均为矿体水平厚度(50~100m不等）。一步回采采用上向水平分层棒磨砂胶结充填采矿法，-50m中段留有6m底柱，底柱内有采场出矿巷道，断面为2m×2m; 2个人行滤水井和2个溜矿井，断面均为1.5m×1.5m。充填灰砂比为1:10和1:4(浇面)，分层髙2m(其中浇面0.2m)。二步回采采用分段空场嗣后全尾砂充填采矿法，-50m中段留有6m底柱为电耙道漏斗出矿结构，电耙道断面为2m×2m, 交错布置漏斗，斗距7m。-50m中段下部8m(包括底柱）充填采用1:4的棒磨砂充填，剩余部分采用全尾砂充填；-100m中段采用全尾砂充填。目前，-50m中段的采矿已近尾声，-100m中段开始采矿。

2 回采方案 2.1 分步沿矿体走向上向水平分层分条棒磨砂胶结充填采矿法

方案一旨意为两步回采所对应的阶段矿柱的回收采用分步进行。一步回采所对应的阶段矿柱随-100m中段一步回采上采；二步回采对应的阶段矿柱在-100m中段二步回采采充结束后进行。均采用上向水平分层分条棒磨砂胶结充填采矿法进行回收。

2.1.1 —步回采所对应的阶段矿柱的回收方法

① 回收单元的结构及工程布置，如图 1所示，高为阶段矿柱髙10 m(其中-50m中段采场底柱6 m, -100 m中段采场顶柱4m)，长为矿体水平厚度，宽为-100m中段采场宽8m。共分4个分层，分层髙2.5m。分条沿矿体走向、垂直原采场长轴方向布置，宽3m。另外设有分层分条联络巷、通风井、人行井、充填井、溜矿井和滤水井等采准工程。②回采主要工艺：回收单元的回采工作在下中段采场采充结束，完成采准工程施工即可进行。回采采取向上逐层进行，在每一分层的采矿中，先形成分层分条联络巷，然后以单翼隔一采一，整个分层形成采二充二的由中间向矿体顶底板的回采方式。各分条的施工类似于巷道掘进。

为确保施工安全，在整个回采过程中，必须做好采场顶板的安全监测工作，根据需要可采用支柱、锚杆等护顶措施。

2.1.2 二步回采所对应的阶段矿柱的回收方法

① 回收单元的结构与工程布置：如图 2所示，高为阶段矿柱髙10m(其中底柱6m, 顶柱4m), 长为矿体水平厚度，宽为下中段二步回采采场宽12m, 共分4个分层，分层高2.5m。分条沿矿体走向、垂直原采场长轴方向布置，宽3m。另外采矿单元内设有分层分条联络巷、出矿、人行、滤水井等采准工程。②回采主要工艺：与一步回采所对应的阶段矿柱基本相同，异同的是第一分层施工时，由于下部采场采矿为中深孔崩矿、翮后全尾砂充填，为利于阶段矿柱回采，要求在下中段采场充填接顶层采用1:4棒磨砂胶结充填，并尽量做到接顶平整，同时第一分层采矿前, 应对顶板进行仔细的观察和处理，以确保安全。

2.2 同步半超前置换底柱沿走向分层分条棒磨砂胶结充填采矿法

方案二旨意为：当下中段每个采场一步回采采充结束后，沿矿体走向、垂直原采场长轴方向布置分层分条回收其相应的阶段矿柱，当上采至-50m底柱位置（即-50m水平），回采单元由原来仅一步回采相应阶段矿柱改为相临的一步回采和二步回采相应的阶段矿柱，即相临的一步回采，二步回采-50m底柱部分采取同一回采单元同步进行回收。工艺方法基本相同，只是分条长由原来的5m增加为17m;另外，-50m水平分层应浇灌一层lm厚的钢筋砼，作为中段二步回采的顶部隔板。为有利于施工，并且使-50m水平形成的钢筋砼隔板在下中段采矿期更稳固，-50m水平以上，即同步分层分条联络巷将设在-50m中段采场出矿巷道位置，回收单元沿矿体走向方向水平平移3 m。

2.2.1 回收单元结构与工程布置

如图 3所示，高为阶段矿柱高10m(其中顶柱4 m，底柱6m), 顶柱部分宽为8m，底柱部分宽为20m，长为矿体水平厚度，共分5个回采分层，分层髙2m。沿矿体走向、垂直原采场长轴方向布置分条，宽3m。另外设有分条联络巷、人行井、回风井、滤水井、溜矿井和充填井。其布置和规格与方案一相同。

2.2.2 回采主要工艺

回采工艺基本与方案一相同，异同点有：①回采至-50m水平，即底柱部分分条由原来5m改为17m, 每个分条的充填由一段充填改为分二段充填。② -50m中段底柱第一分层各分条充填前底部应浇一层钢筋砼，厚度为1m。底部钢筋砼采取双层钢筋，主筋规格Ø12mm~Ø16mm，网度为900mm×900mm，配筋规格Ø6mm~Ø8mm，网度为300mm×300mm，轮标号为150^#。要求联接分条间、相临回采单元的钢筋网中的主筋，并固定在矿体的顶底板中，以确保钢筋砼隔层整体稳固。

2.3 主要技术经济指标

上述两种方案主要技术经济指标见表 1。

3 结论

由于建德铜矿Ⅱ号矿体是矿山目前的主要生产矿体，且矿体规模较小，展开采场的空间有限，为利于协调整个矿体的生产，在具体实施过程中，可根据矿体的各开采时期灵活选择应用。方案一采取分步回收方式，灵活性较强，可在前期，即上中段采场未完全结束等限制条件多的情况下选用。方案二有便于组织施工, 生产能力稍大等优点，但受具体条件限制，灵活性要差，建议可在矿体开采后期选择应用。