上向充填進(jìn)路換層開采無(wú)板墻充填技術(shù)

李曉飛　李偉寧　趙鐵鵬

(1.山東黃金集團(tuán)焦家金礦；2.山東裕隆礦業(yè)集團(tuán)義能煤礦)

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上向充填進(jìn)路換層開采無(wú)板墻充填技術(shù)

李曉飛1李偉寧1趙鐵鵬2

(1.山東黃金集團(tuán)焦家金礦；2.山東裕隆礦業(yè)集團(tuán)義能煤礦)

摘要在使用上向水平機(jī)械化進(jìn)路充填采礦法在采場(chǎng)內(nèi)部進(jìn)行換層開采時(shí)，需按標(biāo)定對(duì)原進(jìn)路進(jìn)行木板墻封閉，全尾礦充填至接頂線。因全尾砂充填材料膠結(jié)性差，在充填過(guò)程中對(duì)板墻底部及側(cè)向壓力較大，易導(dǎo)致漏漿和板墻倒塌，木板墻難以回收，給后續(xù)的采礦工作造成了較大影響。為此，以焦家金礦為例，提出了一種無(wú)板擋墻充填技術(shù)，即對(duì)換層聯(lián)巷采取直接壓頂至平坡位置后進(jìn)行封閉充填，不僅提高了工程質(zhì)量，縮短了工序時(shí)間，而且安全高效，避免了漏漿等一系列問(wèn)題，保證了采場(chǎng)采充平衡。

關(guān)鍵詞上向水平充填采礦法板墻換層開采全尾礦充填

焦家金礦采用上向機(jī)械化水平充填進(jìn)路采礦方法，在進(jìn)行換層開采時(shí)，進(jìn)路按標(biāo)定封閉木板墻，首先對(duì)采空區(qū)進(jìn)行全尾砂充填至接頂線(接頂線距頂板約1m)，然后采用1∶10充填材料充填接頂[1]。近年來(lái)，隨著采礦工藝的不斷更新以及礦山產(chǎn)能的不斷提高，礦山企業(yè)對(duì)采礦效率的要求也越來(lái)越高，木板墻全尾礦充填的不足也愈加明顯[2]。無(wú)板墻充填技術(shù)不僅可有效解決木板墻漏漿和倒塌的問(wèn)題，而且能縮短工期提高采礦效率。為此，本研究通過(guò)對(duì)比分析上向充填進(jìn)路換層開采無(wú)板墻和木板墻充填技術(shù)，為進(jìn)行換層充填，提高采充平衡效率提供依據(jù)。

1礦山概況

焦家金礦位于萊州市境內(nèi)，本研究以焦家礦區(qū)11中段二分巷104采場(chǎng)為例進(jìn)行分析。該采場(chǎng)內(nèi)的主要構(gòu)造為礦體上盤的控礦主斷裂，總體走向?yàn)?0°，傾向NW，傾角約27°，在斷裂面上發(fā)育有一層厚約5cm的黑色斷層泥。在礦體內(nèi)部發(fā)育的次級(jí)構(gòu)造主要呈共軛狀產(chǎn)出的NE、NW向的裂隙，節(jié)理構(gòu)造，其次為緩傾斜的近水平構(gòu)造，近NE向裂隙節(jié)理傾向NW或SE。采場(chǎng)內(nèi)巖石穩(wěn)固性中等，節(jié)理裂隙的交匯部位，巖石較破碎，其穩(wěn)固性相對(duì)較差，極易形成三角冒落。采場(chǎng)進(jìn)路基本沿礦體走向布置，采用上向水平機(jī)械化進(jìn)路充填采礦法。

2無(wú)板墻充填技術(shù)方案

針對(duì)焦家金礦現(xiàn)有充填工藝的不足，為避免漏漿、板墻倒塌，提出了預(yù)先壓頂至礦體后再充填的改進(jìn)方案。具體施工順序?yàn)楫?dāng)采場(chǎng)施工清理驗(yàn)收合格后，最大程度地進(jìn)行毛石回填[3]，回填至標(biāo)定位置后，無(wú)需封閉板墻，直接從設(shè)計(jì)位置壓頂，待壓頂至礦體下盤邊界后對(duì)充填處鋪設(shè)土工布以防漏漿，架設(shè)充填管路，充填材料從上一分層直接充填至下分層(圖1)，首先全尾砂充填至距頂板1m處，然后改為1∶10充填材料充填接頂，接頂后繼續(xù)施工。

李曉飛(1988—)，男，工程師，碩士，261400 山東省萊州市。

圖1　采場(chǎng)剖面

3原充填方案與無(wú)板墻技術(shù)方案對(duì)比分析

為詳細(xì)分析原充填方案與無(wú)板墻技術(shù)方案在工程量、施工工期以及經(jīng)濟(jì)效益方面的特點(diǎn)，選擇11中段104采場(chǎng)04、041進(jìn)路進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知：

(1)從壓頂至第6分層礦體下盤充填管路位置，2種方法的掘進(jìn)量相等，原充填方案壓頂至平坡位置后還需施工12m進(jìn)路，進(jìn)路

表1　采場(chǎng)充填技術(shù)參數(shù)

規(guī)格3.5m×3.5m，底板為尾砂，新充填方案始終是壓頂，相對(duì)于原方案而言，底板為尾砂作業(yè)效率較高。

(2)原充填方案的充填面積遠(yuǎn)大于新方法，造成了充填材料的浪費(fèi)，新充填方案將原進(jìn)路中壓頂?shù)拿苯踊靥钪猎煽諈^(qū)中，不僅節(jié)省了運(yùn)輸費(fèi)用和充填材料費(fèi)用，而且縮短了工期提高了效率。

(3)原充填方案封閉充填需6班，封閉板墻充填時(shí)需充填一段時(shí)間待充填體沉淀后方可繼續(xù)充填，以防板墻漏漿及充填體不接頂[4]，導(dǎo)致后續(xù)采礦工作無(wú)法順利完成；新充填方案無(wú)板墻無(wú)需要估計(jì)板墻漏漿問(wèn)題，可直接充填至接頂線位置后再進(jìn)行回水處理，效率較高。

4結(jié)語(yǔ)

以焦家礦區(qū)11中段二分巷104采場(chǎng)為研究對(duì)象，在分析無(wú)板墻充填技術(shù)方案基本原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)上向充填進(jìn)路換層開采無(wú)板墻充填方案與原充填方案進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析，認(rèn)為無(wú)板墻充填技術(shù)不僅在解決板墻移位漏漿、木板墻無(wú)法重復(fù)使用等問(wèn)題方面優(yōu)于原充填方案，而且施工周期、施工成本、施工效率等方面的優(yōu)勢(shì)也較顯著，有助于大幅度提高采礦效率。

參考文獻(xiàn)

[1]解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[2]中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院.GB16423—2006金屬非金屬礦山安全規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[3]劉同有.充填采礦技術(shù)與應(yīng)用[J].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

[4]張卓成，張海軍，沈兆奎，等.充填質(zhì)量影響因素的正交試驗(yàn)分析[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2009(1)：9-11．

(收稿日期2016-04-07)