趙德偉，陳 琪，楊慶軍

(黑龍江省冶金設(shè)計(jì)規(guī)劃院，哈爾濱150040)

1 鐵路在礦山開采的位置

鐵路線路從礦區(qū)穿過，將礦區(qū)分為孟南、孟北兩個礦區(qū)。鐵路從南礦區(qū)礦床的下盤與礦體近似平行通過;有公路位于鐵路線路和礦體之間。

2 鐵路線路、運(yùn)行安全預(yù)防措施

2.1 礦區(qū)分別獨(dú)立開拓

孟家崗鐵礦，以圖－佳鐵路線為分界線，鐵路以東為孟南礦區(qū)，鐵路以西為孟北礦區(qū)。設(shè)計(jì)確定兩礦區(qū)分別獨(dú)立開拓，各自形成獨(dú)立的開拓系統(tǒng)，兩礦區(qū)的井巷工程不穿過圖－佳鐵路線，因此礦山井巷工程對鐵路線路不構(gòu)成影響。

2.2 穿過鐵路線路路基的礦體不開采

設(shè)計(jì)確定穿過鐵路線路的1～4號勘探線間的Ⅰ號礦體不開采，留作鐵路線路永久保安礦柱。

2.3 采用全尾砂膠結(jié)充填采礦方法

孟南、孟北礦區(qū)礦體開采均采用全尾砂膠結(jié)充填采礦法，減小減緩開采后巖體錯動，保護(hù)地表建(構(gòu))筑物。

兩礦區(qū)80%的礦房用上向分層全尾砂膠結(jié)充填采礦法，礦房隨采隨充，礦房采完后不形成空區(qū);20%的礦房采用分段空場嗣后一次全尾砂膠結(jié)充填采礦法，礦房回采結(jié)束后，及時進(jìn)行膠結(jié)充填采空區(qū)。

由于膠結(jié)充填體的作用，可有效地控制采后的巖體活動，減小了巖體錯動范圍，亦保護(hù)了地表建(構(gòu))筑物的安全。

2.4 對老采空區(qū)進(jìn)行充填

對礦山多年用空場法回采形成的采空區(qū)，建設(shè)單位需按照充填采空區(qū)質(zhì)量要求進(jìn)行膠結(jié)充填。

2.5 鐵路線路安全保護(hù)及保安礦柱的留設(shè)

對孟南礦區(qū)3～10號勘探線，礦體和鐵路之間的公路，用留設(shè)公路保安礦柱進(jìn)行保護(hù)，以保鐵路的安全。

由于礦體和鐵路之間的公路線路，位于孟南礦區(qū)礦體下盤最終開采巖體錯動界限內(nèi)，為保護(hù)公路線路和運(yùn)行安全，設(shè)計(jì)確定在3～10號勘探線間，按距公路邊溝外緣20m的保護(hù)帶寬度留設(shè)公路保安礦柱。使鐵路保護(hù)有了進(jìn)一步的保障。

留設(shè)公路保安礦柱錯動角與地表巖體錯動角相同，即礦體下盤為65°，地表第四系松散沉積巖45°。經(jīng)保安礦柱界限劃定，孟南礦區(qū)3～10號勘探線公路保安礦柱范圍內(nèi)的礦體為表外礦，均未開采(除5、7、8號勘探線剖面有極少量超采，在充填處理該采空區(qū)時，需用高強(qiáng)度充填料充填)。因此，公路保安礦柱是穩(wěn)定的，公路可以得到保護(hù)。圖－佳鐵路線路位于公路西側(cè)，由于公路保安礦柱的留設(shè)，使得圖－佳鐵路線路更加遠(yuǎn)離孟南礦區(qū)(3～10號勘探線)礦體最終開采巖體錯動界限，并計(jì)算出公路線路保安礦柱開采礦體的賦存標(biāo)高。

2.6 井下爆破作業(yè)對圖－佳鐵路路基和列車運(yùn)行的影響

根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB6722－2011《爆破安全規(guī)程》第六條安全允許距離與環(huán)境影響評價第二款，爆破振動安全允許距離計(jì)算如下:

式中:Q－一次爆破炸藥量，kg;

V－保護(hù)對象所在地質(zhì)點(diǎn)振動安全允許速度，cm/s;

K、a－爆破點(diǎn)至保護(hù)對象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。

關(guān)于公式中相關(guān)參數(shù)取值的說明:

Q－炸藥量:落礦方式為淺孔，按照爆破參數(shù)，毫秒延時一次總炸藥量為73kg;

V－振動安全允許速度:V值按GB6722－2003，按水電站及電廠中心控制室設(shè)備的安全允許振速，取V=0.5cm/s;

K、a－根據(jù)GB6722－2003表5，爆破區(qū)巖性為中硬巖石K=150～250，按不利條件，K=250取值;a=1.5～1.8，按平均值a=1.65取計(jì)算。

將上面的數(shù)據(jù)代入公式:

經(jīng)計(jì)算，孟南礦區(qū)井下爆破源距鐵路線路最近的0m中段(5號勘探線)距鐵路線路路堤坡腳的距離為299m，遠(yuǎn)大于允許振動安全距離181m;孟北礦區(qū)井下爆破源距鐵路線路最近的0m中段(34號勘探線23號礦體)距鐵路線路路堤坡腳的距離為555m，遠(yuǎn)大于允許振動安全距離181m;因此孟南、孟北礦區(qū)井下爆破地震振動對鐵路線路路堤和列車運(yùn)行不產(chǎn)生影響。

2.7 孟家崗鐵礦現(xiàn)有采空區(qū)對地面鐵路變形的影響分析

采用FLAC軟件按照孟家崗鐵礦礦區(qū)實(shí)測6勘探線剖面圖，按礦體頂?shù)装鍑鷰r性質(zhì)和現(xiàn)有采空區(qū)情況進(jìn)行模擬計(jì)算，現(xiàn)有采空區(qū)對地面鐵路沒有影響。而孟家崗鐵礦孟南礦區(qū)3～10勘探線礦段，需繼續(xù)回采空區(qū)標(biāo)高以下的礦體，因此，為保護(hù)地表公路、鐵路線路安全和空區(qū)標(biāo)高以下礦體的開采安全，必須事先對現(xiàn)有采空區(qū)和地表塌陷區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填處理，達(dá)到充填質(zhì)量要求后，并按設(shè)計(jì)要求留設(shè)公路保安礦柱，采用全尾砂膠結(jié)充填法回采保安礦柱以外的礦體，做到既保護(hù)地表公路、鐵路線路安全又充分利用礦產(chǎn)資源。

3 結(jié)論

礦山生產(chǎn)中，只要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案中確定的鐵路安全防護(hù)措施，做好生產(chǎn)中需加強(qiáng)管理(如嚴(yán)禁超采、確保保安礦柱的完整性、對保安礦柱位置及尺寸進(jìn)行測定、建立保安礦柱安全管理及檢查制度、按規(guī)定及時充填)的工作，認(rèn)真并加強(qiáng)地壓監(jiān)測，鐵路線路安全運(yùn)行是有保障的。

［1］孟家崗鐵礦開采保護(hù)鐵路運(yùn)輸安全方案.黑龍江省冶金設(shè)計(jì)規(guī)劃院，2008.