矸石 回填采 空区技 术与应 用.pdf

2 0 0 8 年 第5 期 童 瞧晨 舛技 2 1 矸石 回填采 空区技 术与应 用 韩兆来， 李守洪， 杨列胜 枣庄市大兴矿业有限责任公司， 山东 枣庄2 7 7 3 1 7 摘要 由掘进机产出的矸石经翻车机后， 通过皮带运输机送至抛矸皮带机， 通过斜抛运动， 将矸石直接充填到采空区。 关键词矸石回填翻车机抛矸皮带机经济性、 安全性 中图分类号 T D 8 2 3 ． 7 3 文献标识 码B 大兴矿业有限责任公司矸石上井堆放， 既占用土 地， 又污染环境， 地面塌陷区治理难度大， 费用高， 为解 决此问题 ， 研发制作了翻车机、 抛矸皮带机及其运输系 统， 目前已投入使用 ， 并取得了良好的运行效果。 1 设计与应用 1 ． 1 系统原理 将井下掘进开采出的矸石采用矿车运输到附近的 采空区。利用翻车机、 皮带机、 抛矸皮带机直接充填至 采空区。 1 ． 2系统组成 1 ． 2 ． 1 简 易翻车机 该设备主体材料是 1 1 群矿用工字钢 ， 采用无动力 驱动方式， 利用重力学原理， 制作时使旋转中心向进车 端偏离框体 中心 2 0 0 m m。矿车进入翻车机前 ， 利用调 节臂力矩保持机车与轨道在同一水平线上。矿车进入 翻车机后， 利用偏差力矩则能 自动将进入机车内的矿 车翻转， 翻转结束在调节臂力矩的作用下自动恢复到 原工作位置 。设备 结构示 意图如图 1 所示 图1 简易翻车机示意图 1 ． 2 ． 2 抛矸皮带机 由驱动滚筒、 从动滚筒、 2 个 1 ． 5 m单体液压支柱及 支架系统 主体采用 1 0 0 槽钢 组成了可升降移动式皮 带机 图2 。电动滚筒型号 Y B D型油浸式电动滚筒， 6 6 0 V 5 ． 5 k W， 电动滚筒宽度 8 0 0 m m； 皮带速度 5 m ／ s 。 *收稿 日期 2 0 0 8 0 5 0 4 作者简介 韩兆来 1 9 7 0一 ， 男 ， 山东枣庄人 ， 助理工程 师， 1 9 9 6年 毕业于哈尔滨工业大学电气工程系， 现在枣庄市大兴矿业有限责任 公司从事技术工作。 通过改变液压支柱活柱的伸出长度 ， 可调整抛矸 皮带的倾斜角度等， 最大限度的进行采空区充填。 图2 抛矸皮带机示意图 1 ． 3 矸石充填流程 迎头矸石一简易翻车机一皮带运输机一抛矸皮带 机一采空 区。 由掘进机产出的矸石经翻车机后 ， 通过皮带运输 机送至抛矸皮带机 ， 通过斜抛运动 ， 将矸石直接充填 到 采空区 。 2 系统优点与经济、 安全性分析 1 能响应“ 在保护中开发、 在开发中保护” 的煤炭 开采方针 ， 统筹安排矿产资源。对煤层开采提供了技 术与物质保障， 有利于资源的合理利用， 是促进矿产资 源合理开发利用的重要手段。 2 针对采煤工作面空间小的特点， 皮带机采用可 组装式 ， 能将该设备全部解体， 机架部分每件重量不超 过5 0 k g ， 方便运输， 减少了维修工的劳动强度， 提高了 维修、 运输 、 使用期间的安全性。 3 该设备的操纵机构灵敏， 操作简单方便。 4 将开拓中的矸石直接在井下进行处理， 充填至 采空区， 减少了提升经费， 减少井下矸石运输提升量， 缓解矿井辅助运输压力。 5 减少了地表下沉， 保护了地面建、 构筑物和农 田； 解决了矸石上井堆积占用农田和污染环境的问题。 6 具有可靠的安全保护装置。设备装设防护栏 杆 、 限位装置、 缓冲装置、 制动装置等以避免人身和设 备事故 。 7 本系统采用的设备具有可靠 的安全性能。系 统设计、 制造具有较高的安全性能。 2 2 东 撼差 斜_技 2 0 0 8 年 第5 期 深孔爆破技 术在煤仓施 工 中的应 用 张磊鑫李云志 山东华恒矿业有限公司， 山东 新泰2 7 1 2 0 2 摘要为使爆破后矸石仓围岩稳定平整， 减小爆破震动影响， 应根据各断面钻孔分布情况， 利用利文斯顿爆破原理和掏槽爆破原理， 合理分 段， 周边孔在其它炮孔起爆后起爆 ，实行光面爆破。 关键词深井爆破施工矸石仓研究应用 中图分类号 T D 2 3 5 ． 3 3 文献标识码B 山东华恒矿业有限公司矸石仓位于十三层煤及其 上下顶底板岩层内， 十三层煤厚 0 ． 4 9 m； 直接顶为第四 层石灰岩， 厚7 ． 1 2 m， 灰色， 致密坚硬， 裂隙被方解石充 填， 平均单向抗压强度为 8 4 ． 3 1 M P a ； 直接底为泥岩， 厚 0 ． 8 9 m ， 黑色， 老底为细砂岩， 厚 4 ． 1 3 m ， 灰色， 成分以长 石、 石英为主， 含云母及其他暗色矿物， 平均单向抗压 强度为 6 0 ． 6 8 MP a 。 1 方案设计 1 可选用井下潜孔钻机或其它钻机全深度一次 钻孔 ， 即全部炮孔在上 、 下部巷道 全深度钻 出。 2 充分利用上下巷道作为补偿空问。爆破时， 矸 石仓的下部岩石向下抛碴 ， 上部岩石 向上抛碴 。 3 分段爆破成井。为使爆破后矸石仓围岩稳定 平整 ， 减小爆 破震 动影 响 ， 应 根据 各断 面钻孔 分 布情 况 ， 利用利文斯 顿爆 破 原理 和 掏槽爆 破原理 ， 合 理分 段， 周边孔在其它炮孔起爆后起爆， 实行光面爆破。 4 为保证爆 破效果 ， 充分利用空孔的 自由面作 用， 掏槽方式采用以中 tl , 空孔和 4个掏槽孔组成 的菱 形掏槽法， 其中空孔直径为 1 2 7 m m或以上， 掏槽孔直径 为 7 5 m m ， 1 掏槽孑 L 距中心空孔 3 0 0 m m， 2 掏槽孔距中 心空孔 4 0 0 m m ， 并布置辅助掏槽孔 ， 周边实施光爆 。 5 为使每个药包准确起爆， 选择毫秒延期非电起 爆系统， 合理间隔雷管时差， 每个药包设置 2个同段雷 管， 采用复式混合非电与电起爆网路。 6 炸药品种选择， 井下爆破淋水较多， 炸药应选 择防水型炸药， 根据孑 L 径大小和炮孔作用不 同， 选用 * 收稿 日期 2 0 o 8 一o 6 2 5 作者简介 张磊鑫 1 9 6 5一 ， 男 ， 硕士研 究生。毕业于 I 东科 技大 学采煤专业， 现任山东华恒矿业有 公司总工程师。 3 结束语 6 0 n l n l 、 n ll n 、 T9 2 7 m m直径的煤矿乳化炸药。 2 爆破参数设计 2 ． 1 矸石仓岩体的补偿空间 矸石仓全深 9 ． 6 5 m， 爆破后 ， 其碎胀的岩石体积， 必须小于矸石仓上、 下部巷道可作补偿空间的体积。 2 ． 2 钻孔偏斜率 钻孔偏斜率不大于 1 ％。钻机每钻 3 m应测斜一 次 ， 超偏的孔堵塞后重新补孔 。 2 ． 3 封堵高度 为了准确得 到和对照钻孔 的上 下位置 ， 钻 孔一般 能打透的要打透， 爆破时要及时封堵。封堵长度为 0． 8 m。 2 ． 4 掏槽 孔布置 按空孔的补偿空间计算孔距。掏槽孑 L 所爆破 的岩 石碎胀后， 应能在空孔和原岩体积所在空间容下。考 虑到钻孔的最大偏斜值 1 0 0 m m ， 初步确定其间距为 3 0 0 ra m和 4 0 0 r n m， 共布置 4 个 掏槽孑 L ， 1 和 3 掏槽孔 距中 心 空孔 3 0 0 ra m， 2和 4掏 槽 孔 距 中 心 空 孔 4 0 0 mm。 2 ． 5 辅助孔间距 的确定 由于矸石仓 的直径较大 ， 在掏槽孑 L 之外 布置两 圈 辅助孔， 第一圈半径取0 ． 7 m， 均匀布置 4个， 每个辅助 孔与相邻的两个掏槽孔距离相等； 第二圈辅助孔半径 取 1 ． 3 m， 间距 8 0 0 r n m， 共布置 l 0 个。 2 ． 6 周边孔间距 考虑该爆破工程岩石为 中硬 岩 ， 根据 国 内外有关 超深孔光面爆破参数， 确定周边 L I6 距为6 0 0 m m ， 共布 置 2 2 个 。 2 ． 7 分段高度确定 开采沉陷是造 成矿 区环境地质灾 害的直接 原 因， 有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾 害的基本途径， 充填采煤法是减少地表下． 沉效果最好 的方法之一 。这种方法可使 采场没有或减 少垮落 带 ， 能更 好的减少地表下沉 ， 可 以说 是煤矿开采 的一次技 术革命。