包東程，韓春雨，劉明君，杜永亮，陳 東

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金屬礦山大空區(qū)充填研究

包東程，韓春雨，劉明君，杜永亮，陳 東

(赤峰山金紅嶺礦業(yè)公司，內(nèi)蒙古 巴林左旗，025450)

為充填礦區(qū)內(nèi)原階段崩落采礦法遺留的采空區(qū)，研究一種安全、高效的充填方案。充填擋墻在較高充填壓力下能起到泄水及封閉作用，架設(shè)多個(gè)泄水籠高效泄水。高階段充填泄水、充填體質(zhì)量是本次充填的難點(diǎn)，本文就5101，5100兩個(gè)采場(chǎng)空區(qū)充填做較大空區(qū)充填方案研究。

采空區(qū)；充填板墻；泄水籠；可升降式水泵

赤峰山金紅嶺礦業(yè)公司于 1988 年開始籌建，經(jīng)過 20 余年的開采，生產(chǎn)能力由建礦初期的 210 t/d 經(jīng)過多次改擴(kuò)建成如今的約5000 t/d，是一個(gè)集采選于一體的現(xiàn)代化礦山。主要產(chǎn)品為鋅精礦、鐵精礦、鉛精礦(含銀)和銅精礦等，多次被國(guó)土資源部授予“國(guó)家級(jí)綠色礦山”?，F(xiàn)正處在采礦方法由階段崩落采礦法聯(lián)合空?qǐng)霾傻V法轉(zhuǎn)變?yōu)槌涮畈傻V法階段，礦區(qū)內(nèi)已建成一座分級(jí)尾砂充填站。

1 礦區(qū)內(nèi)空區(qū)現(xiàn)狀

近幾年，由于礦山開采，以及民采造成的采空區(qū)等原因?qū)е碌孛姘l(fā)生大面積塌陷，在山東黃金收購(gòu)以前，礦山一直用留礦采礦法開采，主要開采中段為1，2，3中段。為實(shí)現(xiàn)礦山擴(kuò)產(chǎn)至規(guī)模5000 t/d，采用有底部出礦結(jié)構(gòu)的盤區(qū)空?qǐng)霰缆渎?lián)合采礦法，該采礦方法的1個(gè)盤區(qū)包含4個(gè)礦房和4個(gè)礦柱，礦房沿走向布置，每個(gè)礦房長(zhǎng)度為32 m，寬度為礦體水平厚度，間柱寬18 m，階段高度50 m。紅嶺礦業(yè)公司無論是淺孔留礦法還是階段深孔空?qǐng)霰缆渎?lián)合采礦法進(jìn)行回采，采空區(qū)均未進(jìn)行充填，為防止采空區(qū)塌陷造成井下空氣沖擊波，礦山對(duì)采空區(qū)進(jìn)行了崩落處理，使空區(qū)連通地表，但造成地表塌陷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前礦區(qū)地表已形成數(shù)個(gè)塌陷坑，塌陷坑體積達(dá)130萬m3，部分塌陷區(qū)已延伸至礦區(qū)工人住宅區(qū)附近。與此同時(shí)，由于崩落不完全形成了隱伏空區(qū)，其次，隨著礦山后期深部進(jìn)一步開拓，礦山提升箕斗井和地表部分建筑可能處于深部資源開拓的移動(dòng)帶之內(nèi)，因此必須采取措施治理地表塌陷區(qū)和井下采空區(qū)。

2 充填方案

礦山現(xiàn)有采空區(qū)主要分布于10線至9線之間，分布范圍大，空區(qū)體積大，該類采空區(qū)與地表未貫通，暫時(shí)保持穩(wěn)定。

本次充填選取的采空區(qū)分別為5101，5100采場(chǎng)空區(qū)，空區(qū)具體參數(shù)及所需材料如表1所示。

2.1 充填施工方案

(1) 采場(chǎng)采空區(qū)下部采用1?10膠結(jié)充填(約30 m)，上部2~3 m采用灰砂比為1?6膠結(jié)充填體充填接頂。

(2) 采場(chǎng)充填管路由905 m中段布置，通過采準(zhǔn)天井進(jìn)入間柱鑿巖巷對(duì)采場(chǎng)空區(qū)進(jìn)行充填。

(3) 采場(chǎng)底部出礦穿用板墻支護(hù)，采用工字鋼、圓鋼進(jìn)行加固。充填采場(chǎng)底部時(shí)，板墻必須有專人負(fù)責(zé)查看(充填設(shè)計(jì)見圖1)。

(4) 空區(qū)采用泄水籠(每個(gè)空區(qū)不少于兩個(gè))，采用升降式潛水泵進(jìn)行抽水，保證泄水質(zhì)量，存水高度小于2 m，下部泄水要有相應(yīng)的泄水孔、泄水井，嚴(yán)禁巷道內(nèi)積水。

2.2 充填安全要求

(1) 施工過程中確保安全通道暢通。

(2) 施工過程中要嚴(yán)格按照《赤峰山金紅嶺礦業(yè)公司頂板支護(hù)管理規(guī)定》進(jìn)行預(yù)支護(hù)，如果遇到頂板不穩(wěn)固的區(qū)域，由技術(shù)員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定支護(hù)方案進(jìn)行加固，保證施工區(qū)域施工期間頂板的穩(wěn)定性。

表1 充填空區(qū)相關(guān)參數(shù)

(a) 890 m平面；(b) 863 m平面

(3) 在+890 m施工為高空作業(yè)，在距離空區(qū)聯(lián)絡(luò)道兩米設(shè)置防護(hù)圍欄并設(shè)置警戒標(biāo)識(shí)，任何人不得跨越圍欄作業(yè)?？拷鼑鷻谧鳂I(yè)人員必須系安全繩，安全繩一端固定在牢固物體上，另一端扣在安全帶上或纏繞在腰部，系好安全鉤。

(4) 施工前做好人工葫蘆、升降式水泵等各種設(shè)備、設(shè)施的檢查工作，禁止設(shè)備、設(shè)施帶故障作業(yè)。

(5) 充填施工前，應(yīng)事先處理施工區(qū)域頂板及兩幫浮石，確認(rèn)安全方可開始施工。不準(zhǔn)在同一區(qū)域同時(shí)進(jìn)行施工和處理浮石。作業(yè)中發(fā)現(xiàn)冒頂征兆，應(yīng)停止充填作業(yè)進(jìn)行處理；發(fā)現(xiàn)大面積冒頂危險(xiǎn)征兆，應(yīng)立即通知人員撤離現(xiàn)場(chǎng)，并及時(shí)上報(bào)。

(6) 充填作業(yè)前，施工區(qū)域必須有良好的照明，進(jìn)入施工區(qū)域后必須檢查頂板和兩幫的變化情況，及時(shí)檢撬浮石，嚴(yán)禁帶浮石作業(yè)。

(7) 各工程必須嚴(yán)格遵守《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》及相應(yīng)的崗位操作規(guī)程。

本次充填方案在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方案：

(1) 存窿礦石對(duì)充填前期的下放鋼絲繩存在一定的困難，多次嘗試后采用拋擲裝置進(jìn)行拋擲取得較好的效果。

(2) 充填高度大于10 m后，由于周圍壓力較大對(duì)泄水管(籠)泄水能力造成破壞。泄水能力直線下降，部分泄水能力消失?；谶@種原因采取可升降式潛水泵(風(fēng)泵)，對(duì)空區(qū)內(nèi)的充填水進(jìn)行排放，取得非常好的效果。

(3) 采用裝配式充填板墻，架設(shè)兩組工字鋼進(jìn)行加固，取得較好的充填效果。

3 結(jié) 論

紅嶺礦業(yè)公司礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)存空區(qū)具有自身的一些特性，如空區(qū)內(nèi)存在存窿礦石、空區(qū)存在時(shí)間較長(zhǎng)、空區(qū)內(nèi)情況較復(fù)雜等性質(zhì)。在此背景下應(yīng)盡快進(jìn)行空區(qū)充填方案研究，制定出適用于公司實(shí)際的較大空區(qū)充填方案，及時(shí)對(duì)區(qū)域內(nèi)的空區(qū)進(jìn)行充填，以消除井下安全隱患，并積極布局二步采回采方案，從而增加采場(chǎng)個(gè)數(shù)，保證生產(chǎn)任務(wù)的完成。

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(2018?10?08)

包東程，男，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人，主要從事金屬礦山充填工藝、技術(shù)研究與管理工作，Email: 595889725@qq. com。