滕賀臣

摘 要：以某典型中小型鐵礦山例，在分析礦山開(kāi)采現(xiàn)狀與空區(qū)情況的基礎(chǔ)上，制訂了空區(qū)治理方案，并從管路下放方式、料將下放方式、充填工藝與順序、投資概算與工期等方面進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)充填工作有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：中小型 鐵礦 采空區(qū)治理 方案與工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TD21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（b）-0035-01

1 礦山開(kāi)采現(xiàn)狀與治理方案

某典型中小型鐵礦山已井下開(kāi)采多年，礦區(qū)內(nèi)有1個(gè)豎井，1個(gè)斜井、1個(gè)盲斜井。開(kāi)采21 m、61 m兩個(gè)個(gè)中段，-18 m中段，剛掘進(jìn)探礦巷道，未進(jìn)行回采，采用無(wú)底部結(jié)構(gòu)淺孔留礦采礦方法采礦。

21 m、61 m水平已經(jīng)回采，形成了11個(gè)采空區(qū)。采空區(qū)體積為1152943 m3，礦山采用無(wú)底柱淺孔溜礦采礦方法開(kāi)采，為遵循綠色開(kāi)采方針和充分回收頂柱礦石，本次設(shè)計(jì)采用尾砂膠結(jié)充填法處理采空區(qū)。

2 采空區(qū)充填方案

2.1 充填管路下放方式及方案工藝

充填管路設(shè)計(jì)由地表建立充填站，經(jīng)充填井進(jìn)入井下，進(jìn)行各采場(chǎng)充填工作。充填管路進(jìn)入井下一般有兩種方法，即管路經(jīng)井筒進(jìn)入井下方案和經(jīng)充填鉆孔進(jìn)入井下方案。

（1）井筒敷設(shè)充填管路方案。

本次設(shè)計(jì)將礦區(qū)內(nèi)豎井作為充填井。設(shè)計(jì)充填管道由礦區(qū)充填井（豎井）進(jìn)入井下。

（2）充填方案工藝流程。

在地表充填井附近設(shè)置尾砂堆場(chǎng)，尾礦庫(kù)尾砂經(jīng)汽車(chē)運(yùn)輸?shù)轿采岸褕?chǎng)，脫泥后與水、水泥混合，由6吋管經(jīng)泵加壓后輸送到井下，再經(jīng)充填平巷到采空區(qū)充填口，充填料自流到空區(qū)充填。

2.2 充填倍線(xiàn)

充填料漿自流輸送是以自身的勢(shì)能為動(dòng)力克服管道沿程阻力而流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自流的條件是在系統(tǒng)中具備的勢(shì)能必須大于流徑管道系統(tǒng)時(shí)克服沿程阻力所須消耗的能量。根據(jù)充填倍線(xiàn)公式計(jì)算礦山最大充填倍線(xiàn)Nmax=6.5，充填可滿(mǎn)足料漿自流。

2.3 采空區(qū)充填工藝

采空區(qū)充填前要先封閉采空區(qū)的所有出口，封閉擋墻上設(shè)兩個(gè)泄水管，泄水管打上孔之后，用土篷布包好，封閉擋墻要求堅(jiān)實(shí)嚴(yán)密，不能跑漿。

充填平巷工程布置在空區(qū)頂板下盤(pán)巖石移動(dòng)界線(xiàn)外，斷面4 m2，掘規(guī)格2 m×2 m的水平巷道與空區(qū)連通，充填巷道底板標(biāo)高比空區(qū)頂板標(biāo)高低1～1.5 m左右，鋪設(shè)充填管路至空區(qū)充填口。

移動(dòng)充填站設(shè)在充填井口，尾砂和水泥通過(guò)皮帶運(yùn)至攪拌桶攪拌，攪拌好的尾砂水泥砂漿通過(guò)井筒充填管路和平巷充填管路自流到空區(qū)充填口進(jìn)行充填，采空區(qū)充填采用1∶8的膠結(jié)配比，重量濃度65%。采用濾水比較好的材料加高封堵充填口。當(dāng)充填到距空區(qū)頂板2 m時(shí)，停止充填，進(jìn)行平整養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期28 d，以此做回采頂柱的拉底巷。

為了達(dá)到更好的濾水效果，在采空區(qū)下盤(pán)掘一泄水天井，每隔4～5 m掘聯(lián)絡(luò)平巷與空區(qū)相通，在空區(qū)與平巷連接處設(shè)濾水擋墻，泄水天井還有檢查空區(qū)充填情況的作用。充填井和泄水井內(nèi)設(shè)梯子間，以便人員上下，同時(shí)作為回風(fēng)天井。

上部回水采用潛水泵排到充填平巷流至充填井的水倉(cāng)內(nèi)，由水泵排出地表，從空區(qū)排出的水比較混濁，在流入水倉(cāng)前先進(jìn)入沉淀池沉淀，然后再排入水倉(cāng)內(nèi)。

2.4 充填順序

為了空區(qū)處理的施工安全，采取由下向上、由外向里的充填順序，即在垂直方向上，先充填最深部的空區(qū)，再充填淺部空區(qū)；在水平方向上，由充填井附近空區(qū)向遠(yuǎn)離充填井空區(qū)充填。

2.5 純充填投資概算與充填工期

礦山純充填成本按86元/m3計(jì)算，礦山采空區(qū)體積為1152943 m3，因此礦山純充填投資為9915.3萬(wàn)元。

由于每年12月、1月、2月、3月為冰凍期，尾砂凍結(jié)，不能進(jìn)行充填作業(yè)，故年工作日按240天計(jì)算，采用三班工作制，每班8小時(shí)。每班充填能力為180 m3，礦山采空區(qū)體積為1152943 m3，因此礦山充填工期為71.16個(gè)月。

3 存在的主要問(wèn)題及建議

（1）由于采空區(qū)的狀況是隨時(shí)變化的，因此礦山在處理采空區(qū)和殘礦回收的施工時(shí)，要對(duì)該空區(qū)及殘礦進(jìn)行核實(shí)，根據(jù)礦山采空區(qū)實(shí)際情況，按本方案設(shè)計(jì)中采空區(qū)處理及殘礦回收方案進(jìn)行。

（2）空區(qū)處理過(guò)程中對(duì)所需施工的相關(guān)工程一定要嚴(yán)格按作業(yè)規(guī)程、操作規(guī)程和安全規(guī)程的要求進(jìn)行施工，杜絕事故發(fā)生。

（3）對(duì)于地表可能發(fā)生塌陷部位要設(shè)置明顯警示標(biāo)志，防止人員進(jìn)入。

（4）礦山布設(shè)的封堵?lián)鯄Ρ仨殘?zhí)行嚴(yán)格的驗(yàn)收制度，保證封堵?lián)鯄Φ馁|(zhì)量，在安全上起到封堵作用，封堵墻的厚度不能小于0.5 m。

（5）禁止在采空區(qū)上部巖體進(jìn)行采礦活動(dòng)，消除安全隱患。

（6）空區(qū)處理實(shí)施過(guò)程中，要特別加強(qiáng)對(duì)空區(qū)頂板和有害氣體檢查的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象，及時(shí)撤離人員，保障安全。

4 結(jié)語(yǔ)

本開(kāi)研究?jī)H確定了采空區(qū)治理方案與工藝，有待在今后的設(shè)計(jì)中作進(jìn)一步深入的研究與論證，以確保采空區(qū)治理工作安全順利的進(jìn)行。endprint