不稳定矿体高效进路充填采矿方法优化研究.pdf

不 稳 定 矿 体 高 效 进 路 充 填 采 矿 方 法 优 化 研究 罗世明 贵州工程应用技术学院 矿业工程学院， 贵州 毕节 5 5 1 7 0 0 摘要 我国采矿业发展速度较快 ， 新的采矿技术不断被研发出来， 在矿业生产中发挥重要作用。一般的进路充填采 矿法在使用时存在局限， 但是此种技术仍有改进空间。为提升采矿效率 ， 增加经济效益， 依据采矿的具体情况 ， 对此技术 进行优化。 关键词 不稳定矿体 ； 进路充填采矿法 ； 模拟 中图分类号 F 4 0 3 ． 7 ； T D 8 5 3 ． 3 4 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 8 0 1 5 5 2 0 1 6 0 8 0 1 4 8 0 2 采矿业能为人们提供能源、 材料， 对国民经济 发展有重大意义。如果矿山不稳定， 开采作业难 度较大， 作业效率较低， 对项 目进度造成负面影 响。通常的进路充填采矿法， 常常会发生冒顶、 片 帮等情况， 生产过程常常被打断， 作业效率不高， 安全隐患较大。 1普通进路充填采矿方法分析 ． 原本矿区使用的一般上向进路充填采矿法， 在采场进行分段， 将每段分为 3层进路， 先对下分 层进路实施回采， 完毕后充填， 随后逐步对中分 层、 上分层实施回采。此种方式在多年作业实践 中被证明具有较强优势， 但在实际使用中仍存在 缺陷。由于每个分段都被划分为 3层， 导致掘进 进路、 支护、 充填等过程均要进行3次， 工序较多， 作业效率难以达到较高水平。成本较高， 在某些 矿山开采中花费资金较多⋯。江沙选用不合理 ， 导致充填体的质量不符合要求。且充填体的设计 强度和配合比不能符合要求， 在某些作业中甚至 没有分析强度问题， 而是直接按照其他采矿方法 的填充体强度进行设定， 由于两种填充方法根本 没有相互借鉴之处， 如此直接取值与实际不符。 2不稳定矿山进路充填采矿方法优化 2 ． 1进路下向二步分层 回采的上向充填 将此方法设定为方法 1 。矿区有不稳定的破 碎地段， 使用此方案进行开采。具体而言， 顶板裸 露在外的尺寸保持原样， 使用半光爆掘进对进路 顶板围岩起到保护作用， 利用简易的锚网支护处 理顶板问题 ， 在竖向上进行 2次回采 ， 1次填充 ， 让 工序得到精简， 能避免冒顶等现象发生， 也较大程 度地提升出矿效率 J 。回采时， 要从分段巷入手， 合理设定宽度 ， 高度可按照矿体本身的厚度进行 确定， 如果矿体厚度超过一定限度时， 回采厚度也 要相应增加， 随后压顶作业要到达矿体上盘分界 位置， 利用锚杆处理顶杆。等到全部进路的回采 工作完成之后， 就可以开展验收， 确定符合验收要 求后， 即可创建充填墙体， 开展回填作业。 2 ． 2上向进路分层充填不接顶操作 将此方法设定为方法 2 。在稳定性 良好的区 域， 使用此种方法处理问题， 作业的效率能得到明 显的提升。对每个分段而言， 依旧需要采取三层 回采方式， 依据现实状况设定分层高度， 下层与中 层则利用充填不接顶的方式进行处理， 保留一定 空间以达到进路的爆破 目的， 也能发挥补充空间 的作用， 等充填体的强度达标后， 使用压顶爆破掘 进的方式对上层进行作 业。在开采完 第三 层后 ， 再进行充填接顶。使用此方法时， 进路充填花费 时间较少， 空顶耗时少， 充填体能对巷道起到良好 的保护作用， 在每个分段的竖向上， 接顶充填的次 数变少， 减少工作量， 施工速度加快， 出矿速度明 显提升。 3不稳定矿体 高效进路充填采矿方法优化模 拟与实践 在确定上述两种施工方法之后， 需要以模拟 的方式验证其可行性。使用 F L A C软件对整个过 程实施三维模拟。 3 ． 1方 法 1模 拟 此方法在完成全 断面的巷道开挖之后 ， 以喷 射混凝土支护处理 ， 随 后在巷道 的底板下部进行 挖掘 ， 就会挖出回采进路 ， 对两侧的喷射混凝土实 施下挖。使用软件得出模拟结果， 方法 1 在完成 支护后水平和垂直方向的位移幅度较小， 且两个 方向的应力分布较为均匀， 呈现出渐变趋势， 应力 过于集中的情况没有发生， 证明此方法可行。 3 ． 2方 法 2模 拟 为进一步提升采矿效率， 让工序得到精简， 在 地势较为平稳的区域实施方法 2 。在使用此方案 时， 每个分段都实行3层回采 ， 在回采完毕后尽快 开展回填， 1 层与 2层要使用改进后的技术 ， 第 3 层回采完 毕后实施充填。经过模 拟后 ， 在使 用此 方法后， 水平和垂直方向发生的位移相对较小。 且两个方向上的应力分布较为均匀， 渐变趋势比 较明显 ， 应力过于集中的情况没有发生， 证 明方法 收稿日期 2 0 1 6 0 3 2 5 作者简介 罗世明 1 9 9 3一， 男， 贵州大方人， 现在贵州工程应用技术学院矿业工程学院就读。 1 4 8 2比较可靠。 3 ． 3方 法 1实践验 证 在某铁矿开采时， 选择其中一段稳定性较差 的矿岩， 使用方法 1进行矿产开采。分层达到 3 m， 起底的深度控制在 3 ． 1 m。在二次开挖时， 进 路高度超过 6 m 。在充填、 护顶方面， 工作次数均 由原来的3次变为 1 次， 工序的简化效果十分明 显。开采作业完成后， 没有发生片帮等情况， 施工 过程较为安全。 3 ． 4方 法 2实践验 证 在稳定性较为良好的区域， 使用方法 2应对 施工中的各种 问题 ， 在上 部进路 开展压 顶施 工。 在每个分段当中， 接顶充填的次数均大幅度减少， 整体情况平稳 ， 施工速度较快， 单进路每个月的产 出量大幅度提升。 4总结 各行业对矿物的需求不断提升， 原本的采矿 技术明显不能适应此种发展要求。此次研究中对 原来的进路充填采矿方法进行优化， 利用新的方 法减少了施工工序， 让采矿进度加快， 作业效率也 得到提升， 对采矿业的发展有积极意义。 参考文献 [ 1 ] 王莉， 等． 上向进路充填采矿法在极软破水下矿体 开采中的应用[ J ] ． 有色金属 矿山部分， 2 0 1 5 ， 6 7 5 1 0 1 3． [ 2 ] 李占金 ， 等． 不稳定矿岩上向进路充填不接顶采矿 方法试验[ J ] ． 金属矿山， 2 0 1 4， 2 5 1 1 4 ． 责任编辑 焦蓬华 上 接第 8 1 页 水患矿井约占煤矿总数的2 5 ． 0 4 ％。另外， 矿热灾 害、 煤尘灾害、 冒顶、 片帮、 冲击地压等的威胁持续 存在 。 2 ． 3煤矿生产的从业人员素质偏低 煤矿行业从业人员大多数文化水平较低， 没 有经过专业的生产技能培训和安全生产培训， 因 而素质普遍偏低， 安全生产意识薄弱， 自救能力和 自救意识不强， 往往在生产过程中没有严格执行 安全生产的相关规定， 在发生突发事件后不知所 措， 不能有效的自 救。 2 ． 4煤矿管理层面较薄弱 我国安全管理观念相对落后 ， 安全意识不强。 目前安全管理在煤矿企业管理中还没有得到足够 的重视， 没有真正处理好安全、 生产与效益之间的 关系， 没有认识到安全管理也能创造效益、 创造利 润， 没有理解安全管理与煤矿可持续发展的关系。 3解决措施 3 ． 1加强我 国煤矿安全立法， 实现法制化管理 世界其他主要产煤大国都制定了比较完善且 执行力较强的法律法规来强制执行矿山安全， 如 英国、 美国、 澳大利亚等国家。而中国在矿山安全 这方面的法律法规比较欠缺， 我国应进一步加强 矿山方面的法律法规， 建立一个监督矿山安全的 有效地体制， 有助于控制我国煤矿事故的发生， 并 实现煤矿安全生产状况。 3 ． 2做 实煤矿安全教育培训工作 安全教育培训工作是属于煤矿企业安全管理 人员的使命。首先煤矿企业应聘任具有相关安全 证书的管理人员， 对煤矿企业进行定期的安全培 训。不断提高员工“ 想安全” 的意识， “ 会安全” 的 技能， 为提高安全生产奠定坚实的基础。通过对 员工直至领导干部的安全管理培训， 提高他们安 全生产的责任感和自觉性， 使其克服重生产、 轻安 全的错误思想， 防止违章操作的不安全行为。也 可以通过安全问题知识问答等的游戏形式推广安 全教育， 能够更好更快地提高员工的安全意识， 达 到安全生产的 目的。 3 ． 3对煤矿事故进行深入调查和严格处理 在煤矿事故发生之后， 煤矿企业相关责任人 应对事故进行深入调查， 严格按照“ 四不放过” 原 则， 即事故发生以后， 要坚持事故原因未查清不放 过、 责任人员未处理不放过、 整改措施未落实不放 过、 有关人员未受到教育不放过原则。严格按照 法律法规来调查和处理事故， 实现煤炭安全事故 调查的标准化和规范 化。 矿工是否重视安全， 首先要看煤矿企业领导 是否重视安全。如果领导认识到安全生产的重要 性， 主动贯彻执行国家有关安全方面的方针、 政 策 ； 意识到提高员工安全素质是安全工作 的基本 问题， 形成人人以安全为第一位的氛围， 员工就会 自觉意识到安全的重要性， 进而参与到安全工作 中来 。矿工通过一系列安全培 训活动， 安全 素质 也能慢慢提高， 就能自觉遵守安全规章制度， 切实 做到安全生产。从而在效果上达到企业领导和员 工同时具有安全意识的目的， 实现煤矿安全生产。 参考文献 [ 1 ] 刘星魁 ， 谢金亮． 煤矿安全生产现状及对策探讨 [ J ] ． 煤炭技术 ， 2 0 0 8 ， 2 7 1 1 3 91 4 1 ． [ 2 ] 原野． 我国矿业安全生产的现状及应对策略[ J ] ． 内蒙古煤炭经济， 2 0 1 6 ， 3 4 1 5 1 6 ． [ 3 ] 吕晶． 安全生产监察的重要性与必要性[ J ] ． 科技 创新与应用， 2 0 1 6 ， 7 2 7 8 ． [ 4 ] 李春晖， 徐俊． 浅议煤矿企业安全管理现状改进对 策[ J ] ． 山东工业技术 ， 2 0 1 6 ， 4 6 9 ． [ 5 ] 孙继平． 煤矿安全生产理念研究[ J ] ． 煤 炭学报， 2 0 1 1 ， 3 6 2 3 1 3 ． 责任编辑 张春玲 1 49