地下开采矿山深部充填减压系统的建立与应用.pdf

I s S N 1 6 7 12 9 0 0 C N 4 31 3 4 7 ／ TD 采矿技术第6卷第4期 Mi n i n g T e c h n o l o g y，Vo 1 ． 6， N o ． 4 2 0 0 6年 1 2月 D e c ． 2 O o 6 地 下 开 采矿 山深 部 充填 减 压 系统 的 建 立 与应 用 谭 军 中鑫岭南凡口铅锌矿， 广东 韶关市5 1 2 3 2 5 摘要 以某矿山建立深部充填减压系 统的实例， 介绍 了充填减压系统的构成， 以及地下 开采矿山如何通过充填减压系统来解决深部充填中的爆管和充填料离析问题。 关键词 深部开采； 充填减压系统； 充填料输送 地下开采矿山为了减少前期建设投资， 一般采 用自上而下的开采方式。随着开采时间的增加， 其 开采深度也相应增加。对于采用充填采矿法的地下 开采矿山， 当其地表充填站与井下充填工作面在垂 直距离达到5 0 0 m以上时， 其充填系统可视为深部 充填系统。当充填料流经的垂直管路长时， 到达工 作面的充填料的压力大， 如果不采取充填减压措施， 充填料会严重离析， 充填管会频繁爆裂， 将严重影响 矿山生产进度， 威胁充填作业人员的安全。以某地 下开采矿山为例， 介绍其深部充填减压系统的建立 工艺及应用效果。 1 某矿山深部充填减压系统 该矿属于采用上向分层胶结充填采矿法的特大 型铅锌矿， 铅锌金属产量 l 5 万 t ／ a 。目 前 ， 矿山最深 已采至地表以下 7 8 2 m， 深部充填量达 1 O万 m ／ a ， 并有进一步增加的趋势。该矿在地表以下4 1 2 m的 一 2 8 0 m中段水平， 建立了一个充填减压站。 充填减压系统的基本原理 由地表充填站已制 备好的高压充填料浆由进料管进入 一 2 8 0 m充填减 压站， 因流体运行空间的突然扩大， 充填料动能压力 在减压站减压罐内得到释放， 同时， 已产生离析的充 填料经过搅拌机的搅拌， 经出料管进入深部充填钻 孔进行充填。充填减压系统见图 1 。 1 溢流池。当下料漏斗或钻孔被堵塞时， 减 压罐内的充填料浆将满至罐口， 这时充填料浆沿溢 流管流至溢流池内， 这样不会污染整个充填减压站， 待充填料浆脱水后， 用铲运机清走。 2 下料漏斗及钻孔。下料漏斗 5 0 0 m m， 钻 孔 1 6 5 n lln ， 钻孔内全深下 1 0 8 m m陶瓷套管。 3 溢流管。溢流充填料浆由此流入溢流池。 4 下料管。减压后的充填料浆由此进入深部 图1 充填减压系统 1 一滥流池2 一下料漏斗及钻孔3 一滥流管4 一下料管 5 一清洗管6 一检修平台7 一减压罐8 一搅拌电机 9 一吊装锚杆1 O 一进水管1 1 一进料管 充填系统。 5 清洗管。充填完毕， 由进水管放水， 清洗减 压罐体， 清洗后的泥水由此流出。 6 检修平台。用于充填减压系统内的各设备 检修及操作。 7 减压罐。直径为 2 1 6 0 l n ／ n ， 高 日为 2 0 0 0 m m的铸铁罐体， 为上部高压充填料浆的释压载体 和二次搅拌容器。 8 搅拌电机。 2 0 0 0 m m高浓度搅拌机， Ⅳ 1 8 ． 5 k W， 对已离析的释压料浆进行二次搅拌。 9 吊装锚杆。用于充填减压系统内的各设备 前期吊装和后期检修。 1 O 进水管。用于充填完毕放水清洗减压罐。 1 1 进料管。上部高压充填料浆由此进入充 填减压罐。 2 某矿深部充填减压系统的应用效果 据了解， 采用减压罐体来实现上部高压充填料 下转第 2 5页 维普资讯 李永刚， 等 控制巷道岩爆的爆破卸压法 通过爆破改变了巷道围岩的物理 弹性性质， 这样可以减小径向裂隙形成区半径。利用爆炸地震 能使岩体向暴露面移动， 保证了药包和暴露面之间 在 1 0 0 d d为药包直径范围内的岩体卸载，由于 节理块从药包往岩体深部移动和契人， 附加的残余 应力致使径向裂隙形成区以外 1 0～5 0 d范围内 岩体加载， 即岩体应力的增高。 对于坚硬岩石 ， 推荐采用梯段爆破方法来降低 巷道中的应力集中 见图2 。在形成药壶破碎带之 P 一 图 2 梯段爆破降低巷道中的应力集中 ‘ 1 ， 2 一药壶和量测钻孔3 ， 4 一第 1 ， 第 2梯段包 I ， Ⅱ， Ⅲ分别为第1 梯段爆破前后和第 2 梯段爆破后支承压力 P的分布特点 上接第 1 2页 浆的释能， 在国内金属矿山尚属首创。某矿深部充 填减压系统建立以后， 已运行两年多时间， 没发生过 一 起充填管爆裂事故， 采场充填质量和上部充填采 场一样， 能够满足采矿的要求。且充填减压站管理 方便 ， 运行成本低廉。目前， 该矿已建成两套深部充 前， 要确定在岩体中最大压应力的作用方向， 而后在 垂直于最大压应力作用方向上钻一排降压孔和测量 孔。炸药包布置在最大支承压力带中心， 每个钻孔 中的第 1 个初始药包重量取 0 ． 5 0 ． 6 ， 爆破后 要重新决定支承压力分布特点； 在第一个梯段药壶 爆破后， 最大支承压力接近巷道轮廓， 或移向保护 带范围外。保护带尺寸可由 乃0 ． 7 5 B确定 n为 保护带宽度， B为巷道横向尺寸 ， 但不小于 2 m 。 在第一个降压药包爆破后造成的最大支承压力带中 心放置第2个药包， 药包重量要比初始药包重量增 加 2 0 ％ 一 4 0 ％。重复上述工序 ， 使巷道转变为非岩 爆危险状态。 参考文献 [ 1 ] 李庶林． 深井硬岩岩爆倾 向性与岩层控制技术研究 [ D ] ． 沈 阳 东北大学， 2 0 0 0 ． [ 2 ] 郭然． 有岩爆危险巷道的支护设计[ J ] ． 中国矿业， 2 0 0 2 ， 3 ． [ 3 ] 吴爱祥． 岩爆条 件下 的开采技术 [ J ] ． 中南工业大学学报， 1 9 9 7 ， 2 ． [ 4 ] 杨永良． 控制巷道变形的卸压爆破法[ J ] ， 矿山压力与顶板管 理 。 2 0 0 5 。 1 ． [ 5 ] 关成立 ， 侯克鹏． 岩爆研究现状[ J ] ． 云南冶金， 2 0 0 6 ， 1 ， [ 6 ] 张志强 。 关宝树 。 翁汉民． 岩爆发生条件的基本分析[ J ] ． 铁道 学报 ， 1 9 9 8 ， 4 ． [ 7 ] 徐林生 。 王兰生， 李天斌． 国内外岩爆研究现状综述 [ J ] ． 长江 科学院院报， 1 9 9 9。 4 ， [ 8 ] 刘长江， 卢海军． 深部巷道岩爆的发生机理及防治对策[ J ] ． 煤炭科学技术 ， 2 0 0 5 ， 1 1 ． 收稿 日期 2 0 0 60 62 8 作者简介 李永刚 1 9 8 1 一 ， 男， 甘肃通渭县人 。 硕士研究 生， 研究方向为岩爆防治。 填减压系统， 正在考虑建立第 3 套充填减压系统， 以 满足深部采矿的需求。 收稿 日期 2 0 0 60 8 2 1 作者简介 谭军 1 9 7 4一 ， 采矿工程师， 主要从事采矿技 术与管理工作。 维普资讯