保护地表和公路的采矿方法选择与设计.pdf

保护地表和公路 的采矿方法选择 与设计 赵 志 强 辽源矿业集 团梅 河煤矿 吉林梅 河 口 1 3 5 0 1 9 摘要 本文对于公路 下采矿方 法选择进行探讨 ，在分析采矿方法选择 原则的基础上 ，设计 并选择 三个代表一I k S - 案，并对于方案优缺 羔，对于今后保护地表的采矿 方法选择具有一定帮助作用。 关键词 公路采矿 ；采矿方法；方案对比 中图分 类号 T D 8 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 3 0 9 9 2 2 0 1 1 0 2 0 0 0 0 0 1 1 ．采矿方法选择原则 在要求保证采场安全 ，保 护地表 ，同时采矿成本又不 能太高的情况 下 ，针对集 团用沙坝矿生产 实际， 目前最为安全与有效的方法是采用预 留矿柱并胶结充填的采矿方法。因此 ，选择合理的采场结 构参数和合理 的充填料配比对于降低采矿成本 ，保证安全生产具有重要意义。考虑到 对于此沙坝矿公路下采矿的情 况，需要保护山体问题 ，以及和周 围公路 村庄的安全，所 以必须把此问题作为首要任务。根据用砂 坝矿床线开采 技术条件 ，采矿方法选择考 虑如下原 则 第一 ，为确保 山体 稳定及 公路与村庄 的安全 ，采用胶结充填采矿法 ；第二 ，考虑 以留矿柱方式控 制地压 ，保护公路及村庄 ；第 三 三 ，应该选择较易掌握 的采矿工艺 ，以及 相应灵 活的采矿方式 ，对于矿体适应性较强 ；第四 ，需要 在生产能力大 和劳动生产率高 的基础上 ，提高采矿工效。 2 ．采矿方案选择探讨 下面分别选取较有代表性 的采矿方法进行分析 ，主要 包括平矿柱 中 深孔落矿嗣后胶结充填采矿法 、交错条柱中深孔落矿嗣后胶结充 填采矿 法 、连续条柱 中深孑 L 落矿嗣后斜壁胶结充填采矿法等 。 2 ．1水平矿柱 中深孔落矿嗣后胶 结充填采矿法 方案一为水平矿柱中深孔落矿嗣后胶结充填采矿法 。 首先需要 明确盘区中采场 回来顺序 ，在确定采矿方式分段高度为 1 2 m之后 ，分段之间相 连于外 斜坡道 ，其 中在 此盘 区 内有 4个分 段。其 中，锚杆支护被采用凿岩出矿巷 ，利用锚杆与金属 网联合支 护来 处理局 部比较破碎地段 。对于采场长度为 1 4 m左 右的情况 ，采场高度确定为 6 in 。对于为了保证采 场之 间的风流通 畅问题 ，需 要保证切 割通风 贯通。 另外 ，对 于端部距回采边界 2 ． 5～ 3 m处的情况 ，需要 向矿体上盘 掘进 去充填平 巷，同时保证断面规格与与凿岩出矿巷相 同。另外，把通风切 割上山为 自由面 ，利用 2号岩石炸药与非电毫秒导爆 管，在 采场中沿的 全断面拉 开。另外 ，在分段充填平巷与切割通风上 山处 的扩 口操作显得 十分必要 ，这样有利于 在采场充 填前 的废石充 填。 当采场 出矿 完 毕以 后，需要把采空区封闭 ，同时嗣后一次胶结充填。 2 ．2交错 条柱 中深孔落矿嗣后胶 结充填采矿法 方案二为交错条柱中深孔落矿嗣后胶结充填采矿 法。首先需 要确定 从盘区的两端 向中央后退式 回采 的采场 回采顺序 ，另外同方案一样 ，锚 杆支护被采用凿岩出矿巷 ，利用锚杆与金属网联合 支护来处 理局部 比较 破碎地段 。对 于采场长度为 1 2／／ l 左 右的情况 ，确定采场彼此之 问的 留 柱距离为 4 1 1 1 ，并且呈现梅花形 的上 、下分段 问的交错布置情况 。对于 形成的贯通风流情况处 理方式与方案一相似。而也是利用 利用 2号岩石 炸药与非 电毫秒导爆管 ，在采场 中沿 的全 断面拉 开 ，3～ 4排 每次爆破 ， 同时采用后退式 回采 。T O R 0 4 0 0 E电动铲运 机或 S T一6 C柴油铲运 机在 采矿的时候被应用 ，倒入式 出矿溜井 。另外 ，当采矿 完毕时 ，采空区被 封闭 ，同时嗣后一次胶结充填 。 该采矿方案与方案一不 同的是 a ．分段高度不同 ，方案一 为 1 2 m， 方案二 为 8 m；b ．所 留矿柱 的形式 不 同，方案 一 留水平 间柱 顶底 柱，方案二留垂直间柱 ；c ．采场的形状不 同，方案～的采 场形状为方 形 ，方 案二采场形状为菱形 。 2 ．3连续条柱中深孔 落矿嗣后斜壁胶 结充填采矿法 方案三为连续条柱中深孔落矿嗣后斜壁胶结充填 采矿法。首先确定 从盘区的两端 向中央后退式 回采的采场回采顺 序，同时，锚 杆支 护被采 用凿岩 m矿巷 ，利用锚杆与金属 网联 合支护来处理局 部 比较破 碎地段。 ● ‘ a 对 于对于采场长度为 1 6 m左 右的情况 ，确定 采场彼此之 间的 留柱距 离 为 6 m。此时上下分 段间柱分布 同一条线 ，同样类似 的通风方案被采用 ， 以保证 采场与上段 、下段的贯通风流。爆破方式相同 ，采用 同排 同段方 式 ，即各排分段加导 爆索并联 网络 一块起 爆 ，同样 的后退 式 回采被采 用。采场出矿完毕 ，封闭采空区 ，嗣后一次充填 ，充填后充填体 自动形 成一 6 O 。 的斜面。该方 案的关键 技术是在 采场凿 岩时 ，必须严 格控 制， 保证采场回采后形成方形采空区 ，充填后确保充填体形成 6 0 。 的斜面。 该采矿方案 与方案一不同的是a ．分段高度不 同，方案一为 1 2 m， 方案三为 8 m；b ．所 留矿 柱 的形 式不 同 ，方 案一 留水 平 间柱 顶底 柱 ，方案三 留垂直问柱 ；该方案与方案二不同的是 a ．采场断面形状 不同 ，方 案三 的采场形状为 方形 ，方案二采 场形状为菱 形 b ．充填方 式不同 ，方案二采场 充填 面为水平 ，方 案 i采 场充填 面为 6 0 。 的斜 面。 c 一充填工艺不同 ，方案二在上水平凿 岩 出矿巷 中进行 ，可采用 废石充 填 ；方案三通过充填上 山巷道充填 ，只能采用磷石膏管道输送充 填，不 能采用磷石齿与废石混合充填 。 3 ．采矿方案优化选择 与比较分析 上述三个采矿方案选择比较分析 ，见表 1所示 。 表 1 采矿方案综合 比较 方案 优点 缺点 主要技术经济指标 1 留水平矿柱 ，有利于 生产能力 采 场 1 5 0 方 减少二次贫化 ； I ． 出矿巷道部分布 案 2 ．可 以形 成 梯段 式 采 置在矿柱内 ，减 1 8 0 t ／ d ；盘 区 6 0 0 矿 ，盘区生产能力大 小 了矿柱有效支 一l 0 0 0 t ／ d 3 ．采切 比相对小 撑面积 损失 率2 6 ． 4 6 ％ 贫化率 3 ％ 4 ． 可用废石充填 2 ．损失率高 采 切比8 ． 2 4 m ／ k t 1 ．梅花形布置点柱对地 1 最上面 一 层要胶 生产能力 采 场 1 5 0 方 压控制台有利 1 8 0 t ／ d 盘区 案 2 与矿山现行 的采矿 方 向 3 0 0 t／ d 法相似，便 于技 术掌 2 ．破碎地段矿柱预 损失率 2 2． 9 8％ ‘ ● 握 留比较 困难 贫化率 3％ 3 ．盘 区生产能力低 3 ． 可用废石充填 采切 比8 ． 9 5 m ／ k t 方 1 ．采用斜壁充填，有 利 l 盘 区生产能力低 生产能力 采 场 1 5 0 案 于减少二次贫化 2 不能废石充填 一l 8 0 t ／ d 盘区 2 采用方形采场有利于 3 ．必须下 中段全采 3 0 0 t ／ d 完才能掘进上 中 损失率 2 4 ． 8 6 ％ ● 地压控制 贫化率 3 ％ 段巷道 采切 比8 ． 9 5 m ／ k t 4 ．结语 公路下采矿是一项十分复杂的工程 ，在采 出矿体的同时 ，必须保证 公路安全不被影响 ，这就要求 必须采用合适 的采矿方法 ，尽量减少开采 对地表的影响 。为了控制地下 ，下采 时引起 的公路下沉 ，本文结合 工程 实际，对公路下矿体开采的采 矿方案进行设计 ，提出三个方案 ，并进行 相关 比较分析 ，对于今后采矿设计具有一定帮助。 参考文献 [ 1 ]武雄 ，于青春 ，汪 小刚，等．地表 水体下煤 炭资 源开采研 究 [ J ] ． 岩石力学与工程 学报 ， 2 0 0 6 ，2 5 5 ． [ 2 ]刘 学明 ， 伍佑伦．基于采矿环境再 造的复杂高价值铜矿 采矿 方法研 究 [ J ] ．甘肃 冶金 ， 2 0 0 6，2 8 3 ．