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        井下采空區(qū)充填口“吊橋式”安全加固技術(shù)研究與應(yīng)用

        2018-01-30 05:12:25
        世界有色金屬 2018年12期
        關(guān)鍵詞:毛石吊橋圓鋼

        (赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司,內(nèi)蒙古 赤峰 024039)

        在礦山開采過程中,及時充填能有效緩解開采帶來的地表下沉,且能有效對資源進(jìn)行回收保護(hù),是未來走可持續(xù)發(fā)展道路的根本,在各種填充技術(shù)中,最經(jīng)濟(jì)的就是采用原本挖掘開的毛石進(jìn)行覆蓋填充,一方面毛石本就是源于礦體,不會對未開采的礦體造成損傷;另一方面,就地取材能節(jié)約很大的成本[1]。但在實(shí)際開采過程中我們發(fā)現(xiàn),由于很多地方礦體處于巖石破碎帶的原因,在填充過程中無法做到毛石不出坑在開采的時候?qū)⒚ㄟ^罐籠運(yùn)出礦井,這樣算下來,由填充產(chǎn)生的成本極大。本文我們將采取吊橋式安全加固技術(shù)對采空區(qū)填充口進(jìn)行加固處理,以有效解決上述問題。

        1 項(xiàng)目概況

        本文,我們采用的項(xiàng)目是赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司柴胡欄子金礦5號脈礦體,柴胡欄子5號礦體是典型的破碎礦體,無法采用毛石直接填充,礦脈走向約126°,傾向南西,傾角約78°,礦體為含金石英脈及含金閃長玢巖,節(jié)理裂隙比較多,巖石較破碎。5號礦脈的2、3號井均為采場高度40余米,寬度4m左右,在采場回采時,3號井回采完畢時5號脈采場,部分采場未留頂住,采場下盤為石墨片巖破碎帶,上盤為構(gòu)造破碎帶,礦體和圍巖的界線清楚,采空區(qū)充填口在下盤,若直接填充會導(dǎo)致下盤破碎,上盤坍塌;2號豎井部分采場回采完畢時,預(yù)留5.0m頂住,但由于場頂部對應(yīng)四中段北沿主運(yùn)巷道,且巷道巖石裂隙發(fā)育,在施工溜礦井貫通時若直接采用毛石填充,會導(dǎo)致采場頂部局部坍塌,不但影響行人及運(yùn)輸,而且給空區(qū)回填帶來較大困難。

        2 “吊橋式”充填口加固方案設(shè)計

        為有效處理井下采空區(qū),解決毛石不出坑問題,根據(jù)現(xiàn)場情況,特采用“吊橋式”安全加固技術(shù),對4508采場(2號礦井采場)、31051采場(3號礦井采場)空區(qū)進(jìn)行回填,具體實(shí)施方案如下:

        ①填充口處理。由于填口位于采場下盤,且充填口處下盤的巖石是1.0m厚巖石,極其不穩(wěn)固,因此我們首先要對充填口進(jìn)行安全處理。首先,在距離充填口1.5m處進(jìn)行施工,將下盤巖石施工成一個寬2.0m,坡度為50°的斜坡,作為新充填口。②安裝錨眼。新填充口處理完畢后,在新充填口的充填平巷底板處安裝錨眼,根據(jù)地板的寬度進(jìn)行錨眼安裝。③搭上吊橋。用1.8m長圓鋼,以及4m長14#槽剛搭架,將圓鋼平鋪后,在其上方順向平鋪4m長14#槽鋼兩根,兩根槽鋼間距1.8m,順向槽鋼每隔1.0m焊接一根橫向14#槽鋼,以搭成鋼架。并且在充填口處間隔加3道0.35m、1.1m、1.3m擋車橫杠(前一道后兩道),使充填作業(yè)在槽鋼上方進(jìn)行,以更好的確保充填時人員及設(shè)備安全。最后,將最前道擋車杠下方固定在14#槽鋼上,上方由兩根6m長錨索拉緊,使之形成吊橋。④實(shí)現(xiàn)安全充填。充填口位于采場下盤,下盤為片巖,穩(wěn)固性極差,將充填口進(jìn)行“吊橋式”安全加固處理后,則可以直接對采場進(jìn)行毛石充填,不再需要使用罐籠進(jìn)行運(yùn)輸也不會導(dǎo)致頂部坍塌或局部坍塌,這樣一來,極大的節(jié)約了成本,也提高了安全隱患[2]。但需要注意的是,在整個填充作業(yè)過程中,作業(yè)人員必須做好安全防護(hù)措施,安全帶、安全帽等設(shè)施必須堅持佩戴,以減少風(fēng)險。

        3 方案可行性分析

        (1)從技術(shù)層面。從技術(shù)層面來看,上述方案就是簡單的鉚焊工藝,是可以實(shí)現(xiàn)的,圓鋼、槽鋼等材料亦是礦上普通鋼材,就地取材即可實(shí)施,無需單獨(dú)購買材料。因此從技術(shù)實(shí)施角度來看,是可以實(shí)施的,而且是便于實(shí)施的。

        (2)從經(jīng)濟(jì)利益角度來看。我們對“吊橋式”技術(shù)在赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司柴胡欄子金礦31051采場和4508采場進(jìn)行了實(shí)踐操作,從經(jīng)濟(jì)角度計算如下:①31051采場:安全措施投入14#槽鋼20m,36#圓鋼24m,錨索2根(規(guī)格φ=16.8mm,長度6.0m),12#鋼絲繩62m,鋼絲繩卡扣26個,人工12個,共計成本=2208元=0.22萬元。4508采場:安全措施投入14#槽鋼232.48kg,36#圓鋼127.84kg,12#鋼絲繩30m,鋼絲繩卡扣13個,合計驗(yàn)收無腿鋼梁支護(hù)5道,人工8個,共計成本5640.0元=0.56萬元。②31051采場:充填毛石1.1萬噸,共計11000÷1.2=9166車,3號井每次提升4車,共計提升2292次。罐籠提升一次電費(fèi)成本24.41元,降低提升成本11000÷1.2÷4*24.41=5.595萬元。降低排毛石成本:1.1*5.5=6.05萬元。(排毛石每噸5.5元)。③4508采場:充填毛石1.67萬噸,共計16700÷1.2=13917車,2號井每次提升2車,共計提升6959次。罐籠提升一次電費(fèi)成本13.54元,降低提升成本6959*13.54=9.42萬元。

        由此我們可以計算出,通過本技術(shù)總工降低排毛石成本:1.67*5.5=9.18萬元(排毛石每噸5.5元),共計直接產(chǎn)生效益=5.595+6.05-0.22+9.42+9.18-0.56=29.465萬元,以此類推,整個采場運(yùn)用下來,可以產(chǎn)生一筆巨大的經(jīng)濟(jì)價值。

        4 結(jié)語

        在采空區(qū)充填口采用“吊橋式”安全加固技術(shù),對充填口進(jìn)行了重造,再通過圓鋼和槽鋼搭架的方式制造吊橋,通過吊橋進(jìn)行毛石充填,切實(shí)做到了“毛石不出井”,直接節(jié)約了成本,為公司創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)價值。而且通過加固,也能更進(jìn)一步防止采場頂部和局部坍塌事故的發(fā)生,不僅如此,通過圓鋼和槽鋼搭成的“吊橋”結(jié)構(gòu),也便于拆卸,便于材料的回收利用,還可以進(jìn)一步的做到礦山開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展,而且通過這種結(jié)構(gòu)也有效提高了作業(yè)的安全系數(shù),有這極強(qiáng)的可推廣性。本文略作分析,以期更好的服務(wù)于公司,服務(wù)于礦石開采的各兄弟同行企業(yè),更好的服務(wù)于礦山開發(fā)事業(yè)。

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