采空進路充填質量原因分析與對策

宋銀選　張金成　蘇良軍

摘 要：二礦區是金川集團公司的主力礦山，采用下向水平分層機械化盤區進路膠結充填采礦方法，應用高濃度細砂管道自流輸送充填工藝，年產礦石約440萬噸，充填總量約150萬立方。經過長期的科技攻關、自主創新、管理創新等項目的開展與實施，二礦區的礦山現代化、科學化、標準化程度大幅提高，領先于國內同行業的先進水平，并成為國內年生產能力最大、現代化程度最高的大型有色金屬坑采礦山。2013年1-2月份，在采礦工區部分盤區出現了個別進路充填體強度低、含泥量較大，進路充填體呈“千層餅”，局部開裂明顯，且有離析現象。為進一步提高二礦區井下進路充填體的整體質量，確保二礦區長周期生產安全，減少充填體脫層、冒落所引發的設備損壞和作業人員的人身傷害事故，工程管理室牽頭組織技術室、安全環保室、調度室、充填工區和采礦工區等相關人員，對近期采礦工區的進路充填質量進行現場檢查，找出存在的問題和主要原因，制定預防控制措施，確保二礦區穩定、均衡、長周期安全生產。

關鍵詞：進路 充填質量 原因分析 對策

中圖分類號：TD26 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-0-01

1 目前存在的主要問題和原因

1.1 充填原材料棒磨砂含泥量較大

在進路打底過程中，由于打底層充填量相對較大，所形成的充填體含泥層較厚，充填體呈松軟狀，強度低，在很長一段時間內不凝固。

1.2 充填體養護時間不足72 h就開口

隨著我礦產量的增加，各采礦工區每個盤區每月最少要回采8條以上進路（長度50 m），生產組織壓力較大，為了保產量，完成礦里的月計劃，所以在進路接頂充填結束后，養護時間不足72 h（標準要求3 d的抗壓強度是1.5 mpa）就開口，有的工區甚至夜班接頂后，白班就安排開口，充填體的初凝強度還沒有達到，加之進路充填不接頂，爆破震動后，對剛接頂后的充填體造成了破壞。

1.3 充填工區電器儀表、設備、管路等故障頻繁

2013年1月份，充填工區的故障停車累計28次，這也是影響充填質量的主要原因。在進路充填過程中，由于電器儀表、設備、管路等故障，造成管路堵塞和漏漿，制約了進路充填過程的連續性。

1.4 充填工區對充填開車前的引流水和停車后的清洗管路用水缺乏有效控制

進路在充填前，需要用引流水和水泥漿清洗潤滑管道，2008年通過調研，對引流水做了規定，1150水平以上4～6 min，1150水平以下5～7 min。而在實際的運行過程中，對下水時間、流量，充填工區并沒有采取定時、定人或安裝控制閥等有效措施，一方面，充填工區為了保證管路暢通干凈，極有可能延長下水時間。加之故障停車，進路的水量增多，再次充填后，料漿在水中的濃度產生變化，造成砂子、水泥的分離，形成“水淘砂”現象，嚴重離析。另一方面，在充填過程中出現斷灰、斷砂等小故障后不停車，系統照常運行，大量的水積存在進路內，無法排出，充填體長時間不凝固。

1.5 充填原材料級配不符合標準要求

新的標準要求，>5 mm的百分含量為<8，>2.5--<5 mm的百分含量為<20，<0.08 mm的百分含量為<5.6。而檢測結果顯示<0.08 mm的百分含量最高為9.9。2012年1～12月份，棒磨砂共檢測24次，其中級配不合格24次；含泥量合格6次，不合格18次。級配合格率為0%，含泥量合格率為33.3%。由于充填原材料級配不符合標準要求，料將在輸送流動過程中漿體結構發生變化，在管路與進路寬度、長度變化的影響下，充填管出口料漿流動速度也隨之變化，大顆粒砂子在管頭堆積到一定高度后，形成多次的沖擊流，造成充填體出現反復的離

析層。

1.6 采礦工區進路充填過程存在隨意性

采礦工區板墻砌筑密封質量不高，為了保證板墻不倒塌，不漏漿，未按照標準要求的后退式充填次序進行，打底充填時管頭位置在板墻附近，充填結束后，不能及時將水排出，大量的水在掌子頭，二次充填過程中積水在短時間內很難排完，過早停車，造成接頂充填時空區較大，很難接頂。

1.7 充填班組人員調整、流動頻繁，缺乏穩定性

有的工區疏于對充填班組人員的管理和技能培訓，對充填班人員工作責任心、工作質量及效率，缺乏有效監督，經驗較為豐富的人員變動頻繁，導致充填班人員短缺，致使進路充填準備工作質量下滑，造成充填次序、排水、管頭位置及接頂質量等環節的過程控制，不能按規定要求進行，工作質量和工作效率不能與工區的生產要求同步，對工區的充填進路質量產生一定影響。

2 對策及預防措施

充填體質量不穩定，對二礦區安全生產、回采效率、采礦成本帶來嚴重的影響，針對影響充填體質量的諸多因素，加強充填質量管理，加大充填準備各環節及進路充填過程控制管理，提高進路充填接頂率，減少故障停車、堵管及板墻倒塌事故的發生，是提高充填體質量的有效措施。

（1）水泥作為充填主要的膠凝材料，添加量必須符合標準要求。充填工區要在現有的工藝條件下，嚴格執行標準要求的灰砂比和濃度，保持最佳的輸送濃度，平穩的液位和流量，加強儀表的定期校驗，加大設備的日常維護保養和監督檢查力度，減少故障停車，保證充填過程的連續性。

（2）充填工區要按照充填工藝技術標準，對進路打底量進行控制，超過打底量時要和采場看充填人員溝通，并及時向調度室反饋信息，不得以任何借口或原因，變更充填計劃，保證充填計劃的執行力。

（3）各采礦工區要加強進路充填過程控制管理，按照標準要求的充填次序，采用分段打底和后退式充填，并及時排水。接頂充填時要安排經驗豐富、責任心強、技術水平高的員工。進路充填結束后，要有足夠的養護時間，減少相鄰進路開口對充填體的

破壞。

（4）工程管理室要定人、定期對充填用水泥、棒磨砂進行取樣檢測，當檢測結果出現異常時，應及時向礦主管領導匯報，并組織相關科室、工區，從自身內部各環節查找原因進行分析，制定預防措施。

（5）工程管理室、安全環保室現場檢查人員要加強進路充填準備各環節的質量監督，對進路充填體質量進行現場跟蹤，發現存在嚴重充填質量問題的進路，協助采礦工區及時采取預防控制措施，并及時向主管領導匯報。

（6）調度室要結合各采礦工區的生產實際，合理安排充填順序，協調好各采礦工區的充填工作，確保充填有序。

（7）進一步建立和完善充填質量管理制度，加大考核力度，對存在嚴重質量隱患的充填體，要從各個環節進行分析，查找出現問題的根源，并制定預防措施。

參考文獻

[1] 劉同有.充填采礦技術與應用[J].冶金工業出版社，2011（7）.

[2] 楊志強.金川科技[J].冶金工業出版社，2010（9）.