充填導流濾水技術應用及推廣

陳文斌

(金川集團公司三礦區, 甘肅金昌市 737100)

充填導流濾水技術應用及推廣

陳文斌

(金川集團公司三礦區, 甘肅金昌市 737100)

下向采場的進路充填接頂問題一直是工程技術人員重點研究解決的問題,三礦區采礦一工區在二礦區研究的濾水技術及自主創新的導流技術的基礎上,綜合加以實施和改進,取得了良好的效果。

下向充填;導流;濾水;充填接頂

井下采場的進路充填接頂問題一直是礦山充填工程技術人員重點研究解決的問題。傳統充填接頂只是在充填空區擋水墻頂部留一個 300 mm×300 mm的小口,小口的作用一是排泥漿和水,二是放泄充填氣壓。當充填體接近頂板時,砂漿從充填下料點往外推進,到達小口時,砂漿便從小口溢出。在進路兩端砌擋水墻,將溢出的砂漿集中在一起,把余水抽干后,再清理泥漿。這種充填接頂技術工序復雜,現場工業衛生條件差,排水困難,清理泥漿費工費時,而且小口處壓力大,很容易出現小口開裂,甚至倒墻的事故,使灰漿跑進巷道,造成礦石貧化率上升,對正常生產帶來極大的影響。

2005年,三礦區采礦一工區在二礦區研究的濾水技術及自主創新的導流技術的基礎上,在 1400中段采場就導流、濾水技術進行試驗應用,效果比較明顯,且在實踐摸索過程中逐漸掌握了該技術。

1 充填系統導流濾水技術的應用

1.1 導流原理

(1)將導流管子一端用錨桿固定在進路的最高處,中間部分固定在進路幫上,另一端引出進路擋水墻,擋水墻表面噴射 25～30 mm厚的混凝土,一次噴好,導流管在墻上的高度根據準備導流的進路而定,一般距離頂板 1 m左右,砂漿流出端的進路預埋的導流管,距離頂板的距離一般為 1.5 m左右,以保證有一定的坡度,使砂漿自流暢通。

(2)導流管使用的材料是 ￠108塑料充填管。通常導流管不宜過長,一般不超過 3條進路。因為1400水平采場采用隔二采一的方法回采,因此,導流管距離為 6～12 m。

(3)導流管位置根據導流的方向確定 (見圖1),接頂進路的導流管指向流入進路的方向,并靠近該進路的幫。流入進路的導流管指向接頂進路的一方,并靠近該進路的幫。分層道的導流管用鐵絲或鋼筋沿一定的坡度吊掛,防止砂漿溢出后形成倒坡。

(4)導流結束后,拆下導流管,沖洗干凈做充填管用,砂漿流入進路的導流管口用水泥封死,防止跑出砂漿。

圖1 導流管布置

1.2 導流效果分析

因為導流管接在進路的最高點,看到從導流管溢出砂漿后,再經十幾分鐘的充填,砂漿就會充實進路,灰漿和水從導流管流出,完全達到接頂。

(1)杜絕了充填料漿跑冒。傳統方法,每條進路接頂時,總有 1%～2%的砂漿跑出,而且接頂的效果很不好,特別是進路口,一般都不能接頂。按1.5%的跑灰量計算,僅 F17以西每年的跑灰量就達到 900 m3以上,這部分砂漿部分回收后攪拌二次充到采場,但質量達不到原充填體標準。

(2)充填跑出的灰漿中 20%以上沒有被二次回收充填的灰漿摻入礦石中,造成貧化,導致貧化率上升 0.6個百分點左右。

(3)清理泥漿或二次攪拌回填工作量大,工序煩瑣,消耗的人力、物力比較多,而且造成現場臟亂差。

經過導流,以上問題基本得到很好的解決。

2 濾水技術

2.1 濾水管布置

在板墻砌筑高度達到 400 mm時,預埋 2根 PDS或 ￠100 mm濾水管,一端伸出板墻 200 mm即可;板墻砌筑高度達到 1.5 m時,再預埋 2根濾水管;高度達到 2.5 m時,再預埋 2根,伸出部分約為 200 mm;最后把 6根濾水管按照 15°～30°的角度,將另一端吊掛在進路頂板角,中間部分固定在進路兩幫(見圖2)。

圖2 濾水管布置

2.2 濾水原理

當充填料從充填管進入采場后,高度達到 400 mm時,水份開始進入濾水管,一邊充填一邊將砂漿中的水份濾出后從濾水管流到墻外;隨著高度的增加,濾水量越來越大,直到最后接頂,水份全部從濾水管中流到墻外,板墻外挖一個集水坑,濾出的水用水泵直接抽到鄰近三期不接頂進路或廢舊巷道。

2.3 濾水效果

從試驗應用的情況看,進路中的水基本全部濾出,一次充填和二次充填結果表明:24 h后,充填體表面基本沒有積水,3次接頂充填時,因為有 6條濾水管同時濾水,基本可以保證水份濾出。相鄰進路打開后,接頂效果非常理想,充填體的致密程度良好,整體性及整體的強度都比較理想,充填沙漿也無明顯的離析及分層現象。因水份集中處理,給現場造成的泥水比較少,極大地改善了現場的衛生狀況。

3 充填導流及濾水技術的綜合應用

對于充填導流及濾水技術,三礦區采礦一工區都分別進行了實際應用,在三礦區 F17以東 1172分段 50穿、51穿、52穿、41穿,F17以西采場 1300,1400,1426水平通過現場跟班作業和現場輔導,分別進行了 15次和 18次導流、濾水試驗,成功應用了兩項技術,在取得了良好的效果后,三礦區對兩項技術進行了進一步的研究和改進,成功將其結合在一起運用。

導流管及濾水管的布置基本與分別運用時一致(見圖3),根據實際情況可靈活調整。

圖3 導流濾水綜合布置

兩種充填技術的綜合應用,不但較好解決了充填接頂的問題,而且,充填體的整體性、整體強度及致密程度都得到了較大的提高。另外,基本杜絕了充填料漿跑冒,降低了礦石的貧化率,改善了現場工業衛生狀況。

4 社會效益和經濟效益

2007年 7～11月份現場實施了充填導流 33次,減少充填溢流漿 330 m3(每次按 10 m3計算),節約充填成本約 4.2萬元,避免了攪拌回填和處理溢流漿,降低成本約 10萬元。

提高了充填體強度和充填接頂率,為安全生產創造了條件,避免了充填溢流漿污染采場,為采場文明生產創造了條件。

[1] 《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊[M].北京:冶金工業出版社,1998.

[2] 陳宗林.機械化盤區下向分層水平進路膠結充填采礦法研究[J].金川科技,2005,(2).

[3] 胡 華.礦山充填工藝技術的發展似膏體充填新技術[J].中國礦業,1994,(2).

[4] 劉同有.充填采礦技術與應用 [M].北京:冶金工業出版社,2001.

[5] 孫恒虎.當代膠結充填技術 [M].北京:冶金工業出版社,2002.

2010-03-05)

陳文斌 (1967-),男,江西贛州人,工程碩士,采礦工程師,研究領域:采礦工程、坑內深部開采及充填工藝,Email:cwbjc8655@163.com。