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        下向分層膏體充填采礦法的生產實踐與改進

        2019-12-26 09:23:56
        世界有色金屬 2019年20期
        關鍵詞:膏體礦房分段

        黎 飛

        (云南馳宏鋅鍺股份有限公司會澤礦業(yè)分公司,云南 曲靖 654211)

        隨著某礦山開采深度的逐漸增加,礦體賦存及開采條件越來越復雜多變,圍巖破碎、涌水增加、應力集中等問題成為采礦作業(yè)的難題,特別是隨著伴生黃鐵礦石含量的上升,頂板易垮落、支護難度大、成本高的問題逐漸凸顯,為保障安全生產,礦山采取了下向分層膏體充填采礦法,并在實踐過程中不斷改進。

        1 下向分層膏體充填采礦法的應用

        1.1 工程布置及結構參數

        根據礦體賦存情況及礦巖穩(wěn)固性,分段沿脈、出礦道、溜礦井與充填通風井等工程統(tǒng)一布置于礦體下盤;中段垂高:60.0m,分段垂高:12.0m,分層垂高:3.0m;根據設備運行的相關參數要求,采準斜坡道、溜礦井聯道、出礦道與分段平巷斷面統(tǒng)一采用3.0m×3.0m的三心拱斷面,采礦進路斷面采用3.0m×3.0m的矩形斷面,充填通風井及溜井采用2.0m×2.4m的矩形斷面。

        1.2 鑿巖爆破

        采用YT-24淺孔鑿巖機鑿巖,炮孔直徑35mm,孔深2.0m,采用垂直掏槽。掏槽眼7個(6個眼裝藥,1個孔中自由面孔),輔助眼11個,周邊眼18個(頂部眼距假底50cm,邊眼距距膏體50cm),共計36個炮孔。采用高威力乳化防水炸藥爆破,電磁雷管起爆,裝藥系數0.8。掏槽眼裝藥量為:1.0kg/眼,輔助眼、周邊眼裝藥量為:0.8kg/眼,共計裝藥量:29.2kg,雷管消耗:電磁雷管1發(fā),起爆秒管34發(fā)。爆破效率為80%,每循環(huán)進尺2.0m,礦量:72.0t,單位炸藥消耗量:0.406kg/t。

        1.3 頂板管理

        通風結束后,工人進入工作面,立即檢查爆破效果,有無啞炮和人工假頂的變化情況,撬掉浮礦和松動巖石,同時向爆堆進行噴霧灑水,對揭露的假底沒有接頂的采用垛木、簇柱人工輔助接頂。立柱支護,材料選擇要求:無腐蝕硬質圓木,?≥20cm,支護間距2.0m/棵~2.5m/棵,如假底發(fā)生變形,需根據實際情況加密。生產過程中主要的支護措施有事前支護與事后支護兩種。事前支護:每個分層在回采進路時上盤、下盤進路必須留作第二次回采,以確保假底的安全。中間厚大礦體在回采過程中可以在采空區(qū)兩幫預先做立柱支護(間距3m~5m,距幫0m~0.5m),以保證在回采相鄰進程過程中假底受膏體充填未接頂的影響。事后支護:主要是對膏體充填后未接頂的部分,采用垛木支護。支護材料要求:立柱Φ20cm,無腐蝕的硬質材料。

        1.4 膏體充填

        采場回采結束后,進行采場平底工作,在采場底部用3mm~5mm鋼筋鋪墊金屬網制作假底,假底形成后,建造封閉式隔墻,采場充填時,第一段用灰砂比1:4的充填料充填。

        2 生產中存在的問題及措施

        2.1 假頂破壞

        整個人造假頂頂板經常出現人為破壞,膏體被炸落以及控制不好等現象,一是由于操作工責任心不強、頂眼布置不當、周邊眼數少、裝藥量不合理等造成。二是由于采用YT一24型或7655氣腿鉆機鉆鑿頂眼時,操作人員高度不夠,頂眼仰角大。在頂板凹凸不平的情況下,充填體與頂板的相對高度也相應變化,造成上部分層回采貧化損失,填充體與頂板位置如下圖所示。

        圖1 填充體與頂板位置示意圖

        同時,凹凸不平的頂板易產生浮石,降低作業(yè)安全度。為了有效保護假頂,打眼時頂眼底和假底的間距至少為50cm,保證不打在假頂上,同時對在裝藥過程中,保證盡量少裝藥,若在施工過程中,不小心頂眼打在假頂里,則該孔報廢,不允許裝藥爆破。

        2.2 分層之間(轉層)生產能力的銜接

        以某礦體15分段1分層單體設計為例,整個1分層賦存礦石量23600噸,布置2條出礦道,分為2個盤區(qū),共有28塊礦房。每條出礦道或盤區(qū)所服務的礦房數量在人為設計時有多少之分。

        為了轉層的銜接的平衡,在回采時可主要集中先回采礦房多的出礦道,搭配回采礦房少的出礦道,讓礦房多的出礦道先進入下一分層回采,分段采場所跨越的分層數不能超過2個分層。由于礦房多的出礦道先回采先轉層,轉層后,礦房多則采點多。礦房少的出礦道后轉層,由于礦房少收尾快則轉層快,最終分段采場所跨越的分層數不能超過2個分層,有利于生產能力的提升和協(xié)調。

        2.3 充填接頂

        根據實際生產情況,現場容易出現充填不接頂,特別是采用隔三采一或者隔一采一布置回采進路時,雖然能更加有效地控制圍巖的變形,減小對圍巖體的擾動,從而有效的控制圍巖應力釋放。但帶來的最大問題是不能保證接頂,引入了橋墩形式,對部分礦房進行強制性接頂,形成橋墩支撐假頂,詳細措施為一分層每條出礦道的最后一塊礦房先不充填,等待下一分層相對應的空區(qū)形成后,統(tǒng)一從高處對低處充填確保接頂;為了充填二分層的空區(qū)接頂,可在一分層預埋充填管充填二分層;盡量不采用隔三采一或者隔一采一布置礦房,而采用從兩端到中間的后退式回采,可以確保每一塊礦房都是一邊是礦體支撐一邊是膏體支撐,達到回采安全;部分礦房可對假底進行挑頂充填。

        3 結論

        通過采用下向分層膏體采礦法,假底下作業(yè)有效解決了礦山頂板易垮落的重大安全威脅,提高了作業(yè)安全保障,改善了作業(yè)環(huán)境。在生產實踐過程中,加強鑿巖爆破技術及管理要求,有效控制了假底破壞;結合礦體形態(tài),合理布置出礦進路,組織協(xié)調開采順序,分層之間(轉層)有序銜接,確保了生產能力;引入了橋墩形式,對部分礦房進行強制性接頂,確保了充填接頂。為此類礦山生產提供了實踐參考依據。

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