張洪澤，劉福江，于華軍

沈陽萬益安全科技有限公司，遼寧沈陽 110015

0 引言

2012 年，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局根據(jù)安全生產(chǎn)的實(shí)際需要，對我國新建的非煤礦山，提出原則上需采用充填法開采的要求，根據(jù)這一要求，在非煤礦山新建及改擴(kuò)建項(xiàng)目中，很多企業(yè)采用了充填法開采。其中，全尾砂充填采礦法是應(yīng)用非常廣泛的一種。與之相關(guān)，在進(jìn)行非煤礦山“三同時(shí)”安全評價(jià)過程中，全尾砂充填采礦法及其系統(tǒng)，成為需要重點(diǎn)關(guān)注的評價(jià)對象。

1 全尾砂充填采礦法的基本特點(diǎn)

1.1 充填系統(tǒng)的基本構(gòu)成

全尾砂采礦法開采的礦山，其充填系統(tǒng)基本上由地表充填站、充填物輸送管路、以及采場充填系統(tǒng)3 個(gè)主要部分構(gòu)成。

1.2 全尾砂充填采礦法的基本分類

目前，我國非煤礦山普遍采用的全尾砂充填采礦法分及時(shí)充填和嗣后充填兩種（學(xué)術(shù)上也有把全尾砂嗣后充填的采礦方法歸為空場采礦法一類，本文不引用這種提法），主要是針對采空區(qū)處理的時(shí)限來界定的。

1.3 全尾砂充填采礦法應(yīng)用的基本目的

從近幾年我國應(yīng)用全尾砂采礦法的礦山的實(shí)際情況來看，使用這種采礦方法最主要的目的主要有兩個(gè)：

1）控制地表沉降，一則對地表現(xiàn)存的建構(gòu)筑物是一種有效保護(hù)，二則可大幅減少征地費(fèi)用，此外，也為一些保護(hù)對象下的礦床開發(fā)提供了可能。

2）減少尾礦庫的庫存

大部分尾砂經(jīng)加工后充填到了井下，地表尾礦庫的庫存大大減少，即減少了征地，又對環(huán)境保護(hù)做出了貢獻(xiàn)。

2 全尾砂充填采礦法的評價(jià)要點(diǎn)

對全尾砂充填的礦山進(jìn)行安全評價(jià)，需要從系統(tǒng)工藝的特點(diǎn)及危險(xiǎn)有害因素的分析入手。

2.1 全尾砂充填系統(tǒng)工藝的特點(diǎn)

1）采場地壓管理的重點(diǎn)仍為頂板，采場側(cè)壁受充填體保護(hù)，冒頂片幫發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)降低；

2）地表充填站年處理量大，存在眾多大型設(shè)備；

3）充填倍線較容易控制，但近些年新興的鐵礦等大型礦山存在輸送管路長、倍線較大、充填系統(tǒng)復(fù)雜的問題，給設(shè)計(jì)和管理帶來很大難度；

4）控制地表沉降的效果需要針對保護(hù)對象的保護(hù)要求慎重論證。

2.2 系統(tǒng)主要危險(xiǎn)有害因素的評價(jià)要點(diǎn)

使用充填采礦法回采礦石的礦山，存在的主要危險(xiǎn)有害因素與其他礦山相類似，主要有冒頂片幫、火藥爆炸、中毒窒息、高處墜落與物體打擊、機(jī)械傷害、車輛傷害、透水、空壓機(jī)及壓力容器爆炸、觸電與雷擊、火災(zāi)、淹溺、粉塵、噪聲等，本文對此不展開分析，而是結(jié)合本文2.1 節(jié)提出的幾個(gè)主要特點(diǎn)，分析充填采礦法礦山關(guān)于充填系統(tǒng)（含采場）的評價(jià)要點(diǎn)。

（1）關(guān)于采場地壓管理的評價(jià)

建議采用專家評議法進(jìn)行評價(jià)。

以水平分層充填法為代表的及時(shí)充填采場，采場地壓控制得到明顯加強(qiáng)，不僅采場上、下盤的地壓顯現(xiàn)明顯減小，而且采場作業(yè)空間小，壓力二次分配控制效果明顯好于其它類采場。

但采場頂板的地壓與其它類型采場區(qū)別不大，評價(jià)過程中，仍需重點(diǎn)關(guān)注頂板暴露面積，要重點(diǎn)論述設(shè)計(jì)頂板暴露面積與巖石穩(wěn)固性的匹配關(guān)系。

以VCR 法為代表的嗣后充填法的采場，除上述特征基本相同外，還需關(guān)注以下兩個(gè)評價(jià)要點(diǎn)：一是此類采場在回采結(jié)束后充填采空區(qū)，要充分保證充填前及充填時(shí)采場的穩(wěn)固；二是采場回采時(shí)，雖然采場上下盤巖石的穩(wěn)固性得到了控制，但近幾年新興的大型鐵礦往往存在采場高度大、開采深度大等問題，對“一房一柱”布置的采場的側(cè)壁充填體（凝固后）的強(qiáng)度提出了更高的要求，需要充分論證可靠性。

（2）關(guān)于地表充填站的評價(jià)

地表充填站需要重點(diǎn)關(guān)注漏漿跑漿、高處墜落、機(jī)械傷害、淹溺等風(fēng)險(xiǎn)。

其中，設(shè)備故障、閘閥磨損；充填材料質(zhì)量或濃度不合格；充填工藝、充填路線設(shè)計(jì)不合理；充填管接頭密封不嚴(yán)等因素易引起漿體跑冒。

平臺、梯子不穩(wěn)固或未按要求進(jìn)行設(shè)置；接充填管過程中未進(jìn)行安全防護(hù)，砂倉、水泥倉、沉淀池、濃縮池頂部及周邊未設(shè)防護(hù)欄或防護(hù)欄破損等因素易引起高處墜落。

攪拌機(jī)、空壓機(jī)、清水泵、渣漿泵、加壓泵等采取防護(hù)措施不當(dāng)、未及時(shí)檢修、違章操作等因素易引起機(jī)械傷害。

充填砂倉、水泥倉、沉淀池、濃縮池、水池未采取防護(hù)措施、未設(shè)置警示標(biāo)志等因素易引淹溺。

（3）關(guān)于充填體泄露的評價(jià)

單獨(dú)提出此類風(fēng)險(xiǎn)是因?yàn)槌涮罟苈芳安蓤鲆坏┌l(fā)生充填體泄露，后果極其嚴(yán)重，尤其是在井下部分。充填系統(tǒng)本身具有導(dǎo)致淹沒礦井或中段的風(fēng)險(xiǎn)。因此，井下充填管路及采場的防泄露措施是評價(jià)重點(diǎn)。

①充填管道泄漏

從地表充填站到采場，充填體通過管道輸送，充填線路一般很長，如充填管道因磨損或外力，導(dǎo)致破損，則充填體會(huì)在瞬間泄露，堵塞巷道并凝固，造成井下出口堵塞，嚴(yán)重危及作業(yè)人員的安全。

②充填出口控制

新興大型鐵礦一般深度較大，井下充填作業(yè)點(diǎn)（采場）多，如充填倍線過大，或采場充填出口控制不當(dāng)，也易造成充填體泄漏事故。

③采場嗣后充填后發(fā)生泄露

采場嗣后充填發(fā)生事故的主要原因有：充填濃度過低，采場內(nèi)有大量積水；未采取妥善的脫水措施；采場封閉措施均不可靠；采用連續(xù)充填過程，未等充填體充分凝固。

（4）關(guān)于充填效果的評價(jià)和結(jié)論

使用全尾砂膠結(jié)充填的礦山，絕大多數(shù)的主要目的是為了控制地表沉降，按照地表保護(hù)對象要求的保護(hù)級別不同，該法采礦又分為幾種不同的工藝，在進(jìn)行安全評價(jià)時(shí)，建議根據(jù)不同的工藝及保護(hù)對象來分類進(jìn)行。

①地表只有農(nóng)田、果園等低級別保護(hù)設(shè)施。保護(hù)要求為地表不能塌陷，但可以有巖移產(chǎn)生。

②地表有建筑物、風(fēng)景區(qū)、鐵路、公路設(shè)施、河流等等許多一類保護(hù)對象，要求充填效果極好。

此類充填礦山要求地表巖移在控制微量的基礎(chǔ)上，還要與充填對象的保護(hù)要求進(jìn)行比對，才能得出最終評價(jià)結(jié)論。

3 結(jié)論

從水砂充填過渡到全尾砂膠接充填，本身經(jīng)過了幾十年的發(fā)展。這個(gè)過程本身就是一種技術(shù)革新；安全評價(jià)的指導(dǎo)思想是幫助礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，結(jié)合這兩點(diǎn)考慮，本文認(rèn)為在進(jìn)行充填類礦山安全評價(jià)時(shí)，應(yīng)緊扣技術(shù)發(fā)展的脈搏，分析行業(yè)特征和基本的危險(xiǎn)有害因素，進(jìn)而推動(dòng)非煤礦山評價(jià)技術(shù)的發(fā)展。

[1]劉同友，等.充填采礦技術(shù)與應(yīng)用[J].冶金工業(yè)出版社（北京），2001.

[2]李翕然.我國地下金屬礦山全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)述評[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，1996(16).

[3]王運(yùn)敏.現(xiàn)代采礦手冊.冶金工業(yè)出版社，2001，6.