上向充填進路換層開采無板墻充填技術

李曉飛　李偉寧　趙鐵鵬

(1.山東黃金集團焦家金礦；2.山東裕隆礦業集團義能煤礦)

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上向充填進路換層開采無板墻充填技術

李曉飛1李偉寧1趙鐵鵬2

(1.山東黃金集團焦家金礦；2.山東裕隆礦業集團義能煤礦)

摘要在使用上向水平機械化進路充填采礦法在采場內部進行換層開采時，需按標定對原進路進行木板墻封閉，全尾礦充填至接頂線。因全尾砂充填材料膠結性差，在充填過程中對板墻底部及側向壓力較大，易導致漏漿和板墻倒塌，木板墻難以回收，給后續的采礦工作造成了較大影響。為此，以焦家金礦為例，提出了一種無板擋墻充填技術，即對換層聯巷采取直接壓頂至平坡位置后進行封閉充填，不僅提高了工程質量，縮短了工序時間，而且安全高效，避免了漏漿等一系列問題，保證了采場采充平衡。

關鍵詞上向水平充填采礦法板墻換層開采全尾礦充填

焦家金礦采用上向機械化水平充填進路采礦方法，在進行換層開采時，進路按標定封閉木板墻，首先對采空區進行全尾砂充填至接頂線(接頂線距頂板約1m)，然后采用1∶10充填材料充填接頂[1]。近年來，隨著采礦工藝的不斷更新以及礦山產能的不斷提高，礦山企業對采礦效率的要求也越來越高，木板墻全尾礦充填的不足也愈加明顯[2]。無板墻充填技術不僅可有效解決木板墻漏漿和倒塌的問題，而且能縮短工期提高采礦效率。為此，本研究通過對比分析上向充填進路換層開采無板墻和木板墻充填技術，為進行換層充填，提高采充平衡效率提供依據。

1礦山概況

焦家金礦位于萊州市境內，本研究以焦家礦區11中段二分巷104采場為例進行分析。該采場內的主要構造為礦體上盤的控礦主斷裂，總體走向為50°，傾向NW，傾角約27°，在斷裂面上發育有一層厚約5cm的黑色斷層泥。在礦體內部發育的次級構造主要呈共軛狀產出的NE、NW向的裂隙，節理構造，其次為緩傾斜的近水平構造，近NE向裂隙節理傾向NW或SE。采場內巖石穩固性中等，節理裂隙的交匯部位，巖石較破碎，其穩固性相對較差，極易形成三角冒落。采場進路基本沿礦體走向布置，采用上向水平機械化進路充填采礦法。

2無板墻充填技術方案

針對焦家金礦現有充填工藝的不足，為避免漏漿、板墻倒塌，提出了預先壓頂至礦體后再充填的改進方案。具體施工順序為當采場施工清理驗收合格后，最大程度地進行毛石回填[3]，回填至標定位置后，無需封閉板墻，直接從設計位置壓頂，待壓頂至礦體下盤邊界后對充填處鋪設土工布以防漏漿，架設充填管路，充填材料從上一分層直接充填至下分層(圖1)，首先全尾砂充填至距頂板1m處，然后改為1∶10充填材料充填接頂，接頂后繼續施工。

李曉飛(1988—)，男，工程師，碩士，261400 山東省萊州市。

圖1　采場剖面

3原充填方案與無板墻技術方案對比分析

為詳細分析原充填方案與無板墻技術方案在工程量、施工工期以及經濟效益方面的特點，選擇11中段104采場04、041進路進行了計算，結果見表1。

由表1可知：

(1)從壓頂至第6分層礦體下盤充填管路位置，2種方法的掘進量相等，原充填方案壓頂至平坡位置后還需施工12m進路，進路

表1　采場充填技術參數

規格3.5m×3.5m，底板為尾砂，新充填方案始終是壓頂，相對于原方案而言，底板為尾砂作業效率較高。

(2)原充填方案的充填面積遠大于新方法，造成了充填材料的浪費，新充填方案將原進路中壓頂的毛石直接回填至原采空區中，不僅節省了運輸費用和充填材料費用，而且縮短了工期提高了效率。

(3)原充填方案封閉充填需6班，封閉板墻充填時需充填一段時間待充填體沉淀后方可繼續充填，以防板墻漏漿及充填體不接頂[4]，導致后續采礦工作無法順利完成；新充填方案無板墻無需要估計板墻漏漿問題，可直接充填至接頂線位置后再進行回水處理，效率較高。

4結語

以焦家礦區11中段二分巷104采場為研究對象，在分析無板墻充填技術方案基本原理的基礎上，通過對上向充填進路換層開采無板墻充填方案與原充填方案進行詳細的對比分析，認為無板墻充填技術不僅在解決板墻移位漏漿、木板墻無法重復使用等問題方面優于原充填方案，而且施工周期、施工成本、施工效率等方面的優勢也較顯著，有助于大幅度提高采礦效率。

參考文獻

[1]解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京：冶金工業出版社，2008.

[2]中國安全生產科學研究院.GB16423—2006金屬非金屬礦山安全規程[S].北京：中國標準出版社，2006.

[3]劉同有.充填采礦技術與應用[J].北京：冶金工業出版社，2011.

[4]張卓成，張海軍，沈兆奎，等.充填質量影響因素的正交試驗分析[J].礦業研究與開發，2009(1)：9-11．

(收稿日期2016-04-07)