PDF《基于深采地压条件下的电耙道 基于深采地压条件下的电耙道结...》

1 DOI:10.

3969/j.issn.1671-4172.2011.02.002 基于深采地压条件下的 基于深采地压条件下的 基于深采地压条件下的 基于深采地压条件下的电耙道 电耙道 电耙道 电耙道结构 结构 结构 结构残矿回采技术 残矿回采技术 残矿回采技术 残矿回采技术 姜洪波,石长岩 (中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司,辽宁 抚顺 113321) 摘摘摘摘要要要要: : : :红透山矿业公司对电耙道底部结构残矿进行回收的过程中,抓住危险源辨识这一核心 问题,根据不同矿房底部结构的实际特点,创造性运用不同的采矿工艺与技术方法,实现了安 全、高效回收矿石资源的目标. 关键词 关键词 关键词 关键词: : : :红透山矿;

电耙道;

残矿;

危险源辨识;

安全技术 中图分类号: 文献标识码:B 文章编号:1671- 4172(2011)02-000-00 Residual ore mining technology based on electric-rake-lane structure under the deep pressure condition JIANG Hongbo, SHI Changyan (China Nonferrous Metal Group(CNMC) Fushun Hongtoushan Mining Co., LTD, Fushun 113321, Liaoning, China) Abstract: During the process of residual ore mining at the bottom of electric-rake-lane, Hongtoushan Mining Co., LTD took the hazard identification as the core problem, depending on the actual characteristics of different chamber bottom structure, using of various mining technology and methods, it have achieved the safe and high-efficient mineral resources recycling target. Key words: Hongtoushan mine;

electric-rake-lane;

residual ore;

hazard identification;

safety engineering 引言 引言 引言 引言 红透山矿业公司是一座连续生产

50 多年的老矿山,现已经进入深部开采阶段.长期以来, 企业在残矿的回收方面持续取得阶段性进展.其中,针对电耙道残矿资源的回收取得重大突破. 由于空场法矿房底部结构处于上、下中段隔离层的中部,承担着非常重要的安全保障功能,电耙 道水平以上部分又直接与上部采空区相接,其回收的难度更大.因此,常规上都是作为设计上的 永久损失 .目前,在开拓矿量范围内,红透山矿井下此类矿体存量约为

20 余万 t,随着进一步 勘探及采矿区域的拓展,此类残矿还将不断增加.对该部分矿体进行有效回收将获得巨大的经济 效益.

1 红透山矿体损失类型 红透山矿的矿体分支复合变化复杂,各中段采场运输距离增加,窄脉采矿比例持续提高,采 矿效率下降,采矿成本上升,增产能力不足.就红透山矿而言,矿体损失主要包括以下几种类型: 1)采矿方法选择失误造成的回采损失.如-167 m 中段以上的个别中段.在 文革 期间,为 了在较短时期内提高采矿量,采矿方法多采用深孔崩矿法.由于各种因素影响,落矿后,矿石大 块多、出矿困难,致使部分矿石存留在矿房无法放出,成为 永久损失 矿量. 2)矿房顶底柱损失.该部分矿石包括:①空场法矿房电耙道水平至切割层水平之间的矿体 (简称电耙道残矿) .②矿房回采最终预留的上下中段之间的保护层(2 m 矿层) .

2 3)各类矿房点柱. 4)矿房间矿壁. 5)其它零星难收矿体(矿脉) . 上述矿体范围基本涵盖了整个矿井范围.

2 电耙道残矿回收的基础条件 电耙道残矿回收的基础条件 电耙道残矿回收的基础条件 电耙道残矿回收的基础条件 2.1 危险源辨识 危险源辨识 危险源辨识 危险源辨识 电耙道矿体能否实现回收的关键是能否正确、科学地把握回收期间将面临的一系列特殊危险 因素,进而提出可行的应对措施[1] .因此首先必须做好危险源的辨识工作.通过对危险源进行全 面、科学地辨识,明确 关键危险因素 ,进而形成适应性强、安全高效的组合技术方法.通过分 析企业的不同采矿工艺,现实回采条件下的主要危险源和危险因素包括: 1)危险源 1:由于矿房整个回采(包括采准、出矿)期间,历时数年,大量、频繁的爆破作 业,使得耙道顶板(约4.0 m 厚)与两侧帮壁长期承受震动破坏影响,其完整程度受到影响,对 后续的残矿回收带来较大的困难和安全威胁. 2)危险源 2:针对耙道上部对应采空区未充填的条件,在对耙道矿体通过爆破作业进行回收 时,由于对采空区的震动冲击,将可能诱使空区顶板、帮壁岩石发生脱落.同时,采空区内残留 的部分未放出氧化矿石,也很可能同样因受到上述爆破震动的影响而松散滚落.无论是采空区岩 石的脱落还是氧化矿石的滚落,都有较高势能,一旦从漏斗滚入耙道斗穿,将直接危及耙道内作 业人员及设备安全. 3)危险源 3:针对耙道上部对应采空区已经充填的条件,虽然不存在上述危险源

2 类型的滚 石伤害威胁因素, 但在对耙道矿体进行回收时, 如果顶板全高回采, 揭露其上部采空区的充填体, 将可能面临充填料垮落的威胁. 2.2 电耙道 电耙道 电耙道 电耙道结构体的稳定性 结构体的稳定性 结构体的稳定性 结构体的稳定性 电耙道结构体的地质构造总体上与所在矿房的地质构造相一致.在此基础上,由于频繁受 到爆破的影响,容易产生岩体错断、开裂或松脱冒落,完整性降低.当上部矿房已经充填时,因 充填水会产生侵蚀作用,将造成原岩内摩擦系数降低,进一步降低岩体的完整性.显然,这些因 素均不利于电耙道结构体特别是顶板的整体稳定. 另一方面,由于处于深部开采阶段,经过专业部门的测试,矿山原岩应力中的最大主应力 由垂直方向转变为近似水平方向,且与矿脉的走向呈锐角相交(近似垂直)[2] .因此,对于大量 的垂直走向布置的矿房而言,矿房开采结束后的电耙道结构体受力方向近似于轴向,相对而言威 胁较弱.而且,由于自切割层以上为采空区,电耙道结构体不再受其上岩体的垂直重力作用,在 垂直方向上,表现为孤立的自重应力(自支撑)状态.这些因素都有利于电耙道结构的整体稳定. 2.3 充填体稳固性 充填体稳固性 充填体稳固性 充填体稳固性 红透山矿在进行空区充填时,一般在采场底柱部分利用尾砂、河砂、水泥等物料胶结 5~

3 10 m 高度(水泥量为 300~400 kg/m3 ) .如果能够实现连续均匀的 一次性 胶结充填,5~10 m 高的胶结体就可以构成密实的一个大厚度梁,相应的承载力将大幅度增强[3] .但是由于充填 工艺的制约,实际的充填是多次完成,因此充填体呈现多(薄)层叠加形态.这种结构破坏了 胶结体的整体性,也降低了胶结体的承载能力,使得胶结体的每次破坏是以两次胶结面为破坏 弱面,其破坏形式与薄层状水平岩层顶板破坏形式同为 三角形冒落 ,也证明了被揭露充填体 的跨度是决定其稳定性的最关键因素.经验数据揭露充填体宽度,以2~3 m 为限.

3 矿体回收的 矿体回收的 矿体回收的 矿体回收的技术方法 技术方法 技术方法 技术方法及可行性分析 及可行性分析 及可行性分析 及可行性分析 3.1 基本技术原则 基本技术原则 基本技术原则 基本技术原则 由于电耙道矿岩已经遭受到不止一次的破坏或扰动,稳定性已经大大降低,一般需要先期 进行必要的支护.在此基础上,再深入辨识危险源 1.针对耙道顶板已受到严重破坏、完整性 极差、安全无法保障的情况,一般放弃对顶板的回收,先期采用钢材和木材对顶板进行联合支 护后,再试探性对耙道两侧帮壁进行局部回收.其它顶板完整性较好的耙道,根据不同矿体空 间结构特点,采取不同的最大化回收策略. 3.2 采空区未充填时的安全技术措施 采空区未充填时的安全技术措施 采空区未充填时的安全技术措施 采空区未充填时的安全技术措施 耙道上部对应采空区未充填时,首先采取可靠的办法解除危险源

2 带来的飞石伤害威胁. 1)矿房垂直矿脉走向布置(双侧斗耙道结构)时:在耙道一端,先期前进式压顶(碴面高 度1.0 m) ,利用崩落的松散矿石,逐步封堵住两侧斗穿(松散矿石将斗穿口堵住约 1.5 m 高度) , 根本上阻挡住采空区飞落岩石从斗穿中滚出,因而避免对作业人员造成危害.再进一步对耙道顶 板 (似桃形矿柱) 采取掏心式二次回收不采透空区, 最终保留

2 m 左右厚度的安全保护隔离层 (壳) ;

对耙道两侧帮壁矿石交错开帮(见图 1) . 溜井运输道耙道空区氧化矿斗川斗川渣堆压顶、开帮边界图1压顶封斗工艺示意图 Fig.1 The sketch map of copping and seal funnel of craft 2)条件有利时,针对矿房垂直矿脉走向布置(双侧斗耙道结构)的条件,也可以灵活利用 锚杆、钢丝绳、木材等材料组合,沿轴向紧贴侧壁对各个斗穿口进行一次性封堵,然后再一次

4 性压顶回收耙道顶板,并开帮回收帮壁矿石(见图 2) . 区溜井电耙道 运输道 锚杆加钢丝绳 氧化矿 空图2利用材料组合封斗工艺示意图 Fig.2 The sketch map of seal funnel of craft using material 3)矿房沿矿脉走向布置(单侧斗耙道结构)时,一般不考虑斗穿口封堵问题.通过开凿嵌 入式脉外人行安全通道,确保作业人员通行安全;

期间,采透采空区,并大量崩落存留的氧........