鎳礦是我國資源儲量為豐富的礦產(chǎn)資源，該礦石穩(wěn)定性極差，屬于典型的破碎礦巖的大型貧礦體。目前，對我國來說，提高貧礦產(chǎn)量，降低采礦成本，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化效益是貧礦采礦生產(chǎn)的核心問題。為此我們提出了將原設(shè)計的自然崩落法改為下向分層膠結(jié)充填法開采的方法。

充填法開采貧礦存在的問題

(1)大型鏟裝設(shè)備利用問題。在底寬3．5m，腰寬7m，高6m的大斷面六角形進(jìn)路中，配套設(shè)施不健全:現(xiàn)場未配備檢撬車，進(jìn)路高度達(dá)到6m后，人工檢撬頂部非常困難，勞動強(qiáng)度大，效率低下;為了便于撬碴和裝藥，現(xiàn)場采用先爆破底部炮孔，然后在礦堆上裝藥再爆破上部炮孔的方法，降低了生產(chǎn)效率且增加了爆破成本;分層道高度為3m，進(jìn)路開口時必須人工挑頂，施工效率低，安全性差，不利于鑿巖臺車效率的發(fā)揮。

(2)大斷面進(jìn)路形成與穩(wěn)定性控制問題。金川礦山目前采用下向矩形進(jìn)路和六角形進(jìn)路兩種采礦方法。矩形斷面施工簡單，便于控制，但進(jìn)路受力條件差，不利于進(jìn)路的穩(wěn)定。而六角形進(jìn)路圍巖應(yīng)力分布有利于采場的穩(wěn)定，但進(jìn)路斷面形成給爆破參數(shù)優(yōu)化和控制提出更高要求。因此，對于礦巖條件極不穩(wěn)固的貧礦開采，大斷面六角形進(jìn)路的形成與穩(wěn)定性控制問題，是貧礦開采所面臨的另一技術(shù)難題。

(3)充填法采礦持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)問題。提高貧礦充填法開采的生產(chǎn)規(guī)模，必須選擇一種回采效率高，轉(zhuǎn)層速度快，損失貧化率低的采礦方法。傳統(tǒng)的六角形單一采場雖具有小、快、靈的特點(diǎn)，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中存在不足。主要表現(xiàn)在一個單一采場在回采結(jié)束后，從后轉(zhuǎn)層準(zhǔn)備、充填實(shí)施到下分層拉開開始出礦，至少需要20d的時間。在此期間采場將喪失出礦能力，嚴(yán)重制約著采場生產(chǎn)能力的提高和供礦的均衡性。

進(jìn)路式回采分層道優(yōu)化布置

針對六角形進(jìn)路采礦存在的問題，提出了單分層道布置方案和雙分層道方案交替使用布置。

單分層道布置形式

單分層道是在回采邊緣或小礦體時采用的一種布置方式，該方案是充填前將分層道回填原高度一半的礦石，下層開采后，在上層分層道下部掘進(jìn)，落下回填層后，形成與進(jìn)路等高的分層道。分層道規(guī)格為矩形斷面;進(jìn)路垂直分層道布置，進(jìn)路規(guī)格為六角形進(jìn)路，采場每分層下降比上分層標(biāo)高低一半的高度開層。

該布置方案是在傳統(tǒng)的小斷面六角形進(jìn)路回采方案基礎(chǔ)上，通過調(diào)整采場布局方式和采切工程參數(shù)，可以適應(yīng)大型采裝設(shè)備的使用;同時可以實(shí)現(xiàn)采場多作業(yè)面同時回采，擴(kuò)大回采能力;保留了六角形進(jìn)路回采強(qiáng)度大、開層速度快的特點(diǎn)。對于厚大礦體，將一個采場再劃分為若干個回采區(qū)間，在回采過程中對回采順序進(jìn)行靈活調(diào)整，來實(shí)現(xiàn)多個作業(yè)面作業(yè)及采場連續(xù)生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)能力。

雙分層道布置形式

雙分層道布置方案是在每個礦塊布置兩條分層道，每分層只需使用一條，可上下層交替使用，轉(zhuǎn)層時不需要回填礦石。將每個盤區(qū)劃分為若干采場，分層道可靈活布置在垂直或沿礦體走向的采場兩端，分層道規(guī)格為矩形斷面;進(jìn)路垂直分層道布置，進(jìn)路規(guī)格為六角形水平進(jìn)路。采場每分層比上分層下降2．5m開層，開層后回采上分層礦柱，充填時利用分層道預(yù)留的充填井接入充填管即可完成充填。

雙分層道布置方案有采礦方法靈活性高、作業(yè)面多、適合大型采裝設(shè)備使用等優(yōu)點(diǎn)，保留了傳統(tǒng)六角形進(jìn)路回采強(qiáng)度大、在不規(guī)則礦體中易布置采場、施工方便，開層速度快的優(yōu)點(diǎn)。

總之，發(fā)展新的分層道布置形式，使回采工藝更加靈活。研究提出了單分層道回填布置方案和雙分層交錯布置方案，改變了以往采場分層道只能布置在穿脈方向，采場必須采用后退式回采的問題。通過切割工程的多向布置，將采場劃分為若干個回采區(qū)間，實(shí)現(xiàn)了采場回采區(qū)、備采區(qū)和充填區(qū)的分離，使作業(yè)方式更加靈活，一個采場內(nèi)可同時作業(yè)的工作面大幅度增加，為提高生產(chǎn)能力創(chuàng)造了有利條件。同時，將穿脈分層道規(guī)格調(diào)整為與進(jìn)路相同規(guī)格參數(shù)，當(dāng)穿脈分層道頂板出現(xiàn)異常情況時，可對穿脈分層道充填后將相鄰進(jìn)路作為分層道，解決了傳統(tǒng)方法分層道位置無法改變的問題。