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        采礦環(huán)境再造技術(shù)在垮落區(qū)邊緣殘礦回收中的運(yùn)用*

        2013-11-19 01:50:12李建輝梁耀東
        采礦技術(shù) 2013年6期
        關(guān)鍵詞:殘礦落區(qū)棚架

        李建輝,梁耀東,王 雷

        (廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦, 廣西南丹縣 547207)

        0 前言

        廣西華錫集團(tuán)銅坑礦是我國著名的銦銻錫多金屬生產(chǎn)基地之一。礦山主要開采對象為細(xì)脈帶礦體、91號礦體和92號礦體,經(jīng)過30多年的開采,出窿礦石總量達(dá)2800萬t,礦山目前主要開采92號礦體,年生產(chǎn)能力達(dá)到220萬t。

        井下部分采場由于采用空場崩落組合法進(jìn)行回采,留下了大量的垮落區(qū)??迓鋮^(qū)附近往往積存了大量殘礦未能及時回收[1],因此,研發(fā)垮落區(qū)環(huán)境下的殘礦回收技術(shù)不僅有利于礦山最大限度提高資源回收率,保證礦山可持續(xù)發(fā)展,而且對于類似開采環(huán)境下的殘礦回收具有重要的推廣價值。在河池市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“復(fù)雜多空區(qū)條件下殘礦開采與空區(qū)協(xié)同處理綜合技術(shù)研究”的支持下,以92號 礦體S1采場內(nèi)垮落區(qū)邊緣殘礦資源為工程背景,引入采礦環(huán)境再造理念[2-3],系統(tǒng)開展了垮落區(qū)邊緣殘礦回收的采礦環(huán)境再造技術(shù)開發(fā)應(yīng)用研究。

        1 工程概況

        S1采場位于92號礦體I盤區(qū)201#-202#線內(nèi),垂直標(biāo)高在410~505 m之間,傾角在35°左右。礦體分為兩層,上富下貧。S1采場455 m水平以上富礦部分已采空,暴露面積有1850 m2。S1采場回采結(jié)束后,采場周邊礦柱沿原回采邊界由深部逐步向外垮落,致使該區(qū)域內(nèi)殘留了大量高品位礦石。為回收這部分殘礦,決定在455 m水平延伸出礦進(jìn)路進(jìn)行出礦。

        因455 m水平S1采場東端202#線盤區(qū)礦柱垮落深度較大,若直接在垮落區(qū)邊沿布置出礦穿脈將導(dǎo)致的問題是出礦川進(jìn)路深度不足,只能回收出礦穿眉線附近的部分礦量,而垮落區(qū)深部大量高品位殘礦將無法回收。

        垮落區(qū)殘礦資源分布情況如圖1所示?;谏鲜鲆蛩乜紤],在采礦環(huán)境再造理念的指導(dǎo)下,提出了在垮落區(qū)內(nèi)構(gòu)建人工出礦進(jìn)路的想法。首先在上部水平下向注漿加固松散體,再在固結(jié)后的松散體中掘進(jìn)支護(hù)形成出礦進(jìn)路,最終實(shí)現(xiàn)S1采場垮落區(qū)邊緣殘礦的安全回收。

        2 采礦環(huán)境再造技術(shù)

        垮落區(qū)邊緣殘礦資源回收采礦環(huán)境再造技術(shù)的關(guān)鍵在于松散體注漿加固[4-5],預(yù)先營造一個良好的開采環(huán)境。其總體思路是:在472 m水平202#線往下施工注漿孔,通過固結(jié)455 m水平出礦進(jìn)路殘礦眉線以上松散體后,再往內(nèi)掘進(jìn)出礦進(jìn)路,即再造人工假巷完成殘礦的回收。

        472 m水平注漿孔施工位置如圖2所示。人工構(gòu)建假巷流程為:施工下向注漿孔→現(xiàn)場注漿→掘進(jìn)與支護(hù)。

        2.1 施工下向注漿孔

        由于注漿孔施工的要求,首先將圖2標(biāo)示的巷道采用光面爆破壓至3.3 m高,以滿足鑿巖設(shè)備的打孔需要。然后由礦山中孔施工隊(duì)嚴(yán)格按照圖3所示的各個注漿孔設(shè)計(jì)的方位與角度施工下向注漿孔,孔深以現(xiàn)場打通垮落區(qū)為準(zhǔn)。

        圖1 垮落區(qū)殘礦分布

        圖2 472 m水平注漿孔施工位置

        2.2 現(xiàn)場注漿

        施工完注漿孔后,在注漿前往各個注漿孔底放入幾條小炸藥卷,對松散體結(jié)坊進(jìn)行松動,以使?jié){液能滲入松散體,達(dá)到固結(jié)的目的。注漿試驗(yàn)設(shè)備及現(xiàn)場布置如圖4所示。

        圖3 各注漿孔剖面

        圖4 現(xiàn)場設(shè)備布置

        注漿前,要求先用清水對注漿系統(tǒng)進(jìn)行測試,以確保額定壓力下不爆管、不跑漿,設(shè)備可正常運(yùn)行。如無任何問題,方可進(jìn)行高壓注漿。施工時,首先按設(shè)計(jì)的漿液配比攪拌好水泥漿和水玻璃漿液。水泥漿的水灰比為1∶1,雙液注漿時水泥漿水玻璃體積比 C∶S=1∶(0.3 ~0.8)。開始注漿時,通過快速注漿接頭將錨桿尾端與注漿機(jī)相連。高壓注漿過程中,開始時先使用單液漿,用水灰比2∶1的稀漿充填毛細(xì)裂隙,使注漿半徑擴(kuò)大。當(dāng)外圍的裂隙出現(xiàn)漿液時,改用水灰比為1∶1的濃液注漿,之后用水泥-水玻璃雙液注漿(水灰比為1∶1,水玻璃35Be',C∶S 為 1∶0.5),促使水泥快速凝結(jié),達(dá)到既能加強(qiáng)破碎巖體強(qiáng)度又能控制擴(kuò)散半徑在理想的范圍內(nèi)。當(dāng)壓力表在低檔注漿下達(dá)到1 MPa并能穩(wěn)定很長一段時間后,停止注漿。注漿結(jié)束后,必須及時取下注漿管連接件,并用清水沖洗整個注漿管路,防止?jié){液凝固堵塞設(shè)備管路。

        2.3 掘進(jìn)與支護(hù)

        注漿養(yǎng)護(hù)一段時間后,即可開始掘進(jìn)與支護(hù)。掘進(jìn)前先安裝一組棚架進(jìn)行臨時支護(hù),在棚架的支撐下利用風(fēng)鎬向前掘進(jìn)0.5 m后再安裝一組棚架,完成一個循環(huán),如此往復(fù)向前推進(jìn)。

        臨時棚架支護(hù)達(dá)到施工條件后,再進(jìn)行混凝土拱支護(hù),要求拱支護(hù)厚度為0.4 m,支護(hù)后巷道凈斷面規(guī)格3 m×2.6 m。按形成2 m混凝土拱支護(hù)的人工再造出礦進(jìn)路為一個施工循環(huán)。施工時嚴(yán)格按照安全生產(chǎn)操作規(guī)范,完成人工假巷的施工。

        掘進(jìn)支護(hù)過程如圖5所示。

        圖5 掘進(jìn)支護(hù)過程

        3 安全技術(shù)措施

        (1)鉆孔施工要保證鉆孔精度,要求嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方位和設(shè)計(jì)深度施工。

        (2)注漿施工要保證注漿量和注漿壓力,注漿管或注漿泵堵塞后應(yīng)盡快處理,防止?jié){液凝固;注漿施工期間嚴(yán)禁正對注漿管出口或在孔口管附近休息;注漿結(jié)束后必須認(rèn)真清洗所有管道和設(shè)備,整理好工具,切斷電源、關(guān)緊水管。注漿過程中,可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整漿液配合比,使配合比更加合理,確保注漿效果,注漿壓力和漿液由跟班技術(shù)員確定,其他人員不得隨意改變。

        (3)施工人員作業(yè)過程中必須佩戴好勞保用品,每次作業(yè)前處理好頂板、邊幫松石,做好工作面的照明工作。在對松散體進(jìn)行注漿及其后的拱支護(hù)程中必須做好相關(guān)安全防護(hù)工作,嚴(yán)禁人員進(jìn)入松散體內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。

        (4)建立健全各種崗位責(zé)任制,分工到位、責(zé)任到人。嚴(yán)格交接班制度,交接班時井下作業(yè)情況要交代清楚。

        4 結(jié)論

        引入采礦環(huán)境再造技術(shù),在472 m水平施工下向注漿孔,注漿固結(jié)455 m水平出礦穿眉線上部松散體,待養(yǎng)護(hù)一段時間后開始掘進(jìn)與支護(hù),首先安裝棚架進(jìn)行臨時支護(hù)之后,再施工混凝土拱,掘支一循環(huán)后再繼續(xù)向前推進(jìn),最終形成出礦進(jìn)路,利用該人工假巷完成垮落區(qū)邊緣殘礦的安全高效回收。

        [1]韋方景.銅坑礦高大冒落區(qū)殘礦回收淺析[J].采礦技術(shù),2009,9(4):13-15.

        [2]周科平,高 峰,古德生.采礦環(huán)境再造與礦業(yè)發(fā)展新思路[J].中國礦業(yè),2007,16(4):34-36.

        [3]古德生,李夕兵.現(xiàn)代金屬礦床開采科學(xué)技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2006.

        [4]文武軍,朱 靖,王永春.注漿加固技術(shù)在巷道冒落區(qū)支護(hù)中的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2009,9(3):59-60.

        [5]李建新,王來貴.采空區(qū)垮落帶注漿加固實(shí)驗(yàn)[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2013,32(2):149-152.

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