充填導(dǎo)流濾水技術(shù)應(yīng)用及推廣

陳文斌

(金川集團(tuán)公司三礦區(qū), 甘肅金昌市 737100)

充填導(dǎo)流濾水技術(shù)應(yīng)用及推廣

陳文斌

(金川集團(tuán)公司三礦區(qū), 甘肅金昌市 737100)

下向采場的進(jìn)路充填接頂問題一直是工程技術(shù)人員重點(diǎn)研究解決的問題,三礦區(qū)采礦一工區(qū)在二礦區(qū)研究的濾水技術(shù)及自主創(chuàng)新的導(dǎo)流技術(shù)的基礎(chǔ)上,綜合加以實(shí)施和改進(jìn),取得了良好的效果。

下向充填;導(dǎo)流;濾水;充填接頂

井下采場的進(jìn)路充填接頂問題一直是礦山充填工程技術(shù)人員重點(diǎn)研究解決的問題。傳統(tǒng)充填接頂只是在充填空區(qū)擋水墻頂部留一個(gè) 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(dāng)充填體接近頂板時(shí),砂漿從充填下料點(diǎn)往外推進(jìn),到達(dá)小口時(shí),砂漿便從小口溢出。在進(jìn)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(shù)工序復(fù)雜,現(xiàn)場工業(yè)衛(wèi)生條件差,排水困難,清理泥漿費(fèi)工費(fèi)時(shí),而且小口處壓力大,很容易出現(xiàn)小口開裂,甚至倒墻的事故,使灰漿跑進(jìn)巷道,造成礦石貧化率上升,對正常生產(chǎn)帶來極大的影響。

2005年,三礦區(qū)采礦一工區(qū)在二礦區(qū)研究的濾水技術(shù)及自主創(chuàng)新的導(dǎo)流技術(shù)的基礎(chǔ)上,在 1400中段采場就導(dǎo)流、濾水技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用,效果比較明顯,且在實(shí)踐摸索過程中逐漸掌握了該技術(shù)。

1 充填系統(tǒng)導(dǎo)流濾水技術(shù)的應(yīng)用

1.1 導(dǎo)流原理

(1)將導(dǎo)流管子一端用錨桿固定在進(jìn)路的最高處,中間部分固定在進(jìn)路幫上,另一端引出進(jìn)路擋水墻,擋水墻表面噴射 25～30 mm厚的混凝土,一次噴好,導(dǎo)流管在墻上的高度根據(jù)準(zhǔn)備導(dǎo)流的進(jìn)路而定,一般距離頂板 1 m左右,砂漿流出端的進(jìn)路預(yù)埋的導(dǎo)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(dǎo)流管使用的材料是 ￠108塑料充填管。通常導(dǎo)流管不宜過長,一般不超過 3條進(jìn)路。因?yàn)?400水平采場采用隔二采一的方法回采,因此,導(dǎo)流管距離為 6～12 m。

(3)導(dǎo)流管位置根據(jù)導(dǎo)流的方向確定 (見圖1),接頂進(jìn)路的導(dǎo)流管指向流入進(jìn)路的方向,并靠近該進(jìn)路的幫。流入進(jìn)路的導(dǎo)流管指向接頂進(jìn)路的一方,并靠近該進(jìn)路的幫。分層道的導(dǎo)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(dǎo)流結(jié)束后,拆下導(dǎo)流管,沖洗干凈做充填管用,砂漿流入進(jìn)路的導(dǎo)流管口用水泥封死,防止跑出砂漿。

圖1 導(dǎo)流管布置

1.2 導(dǎo)流效果分析

因?yàn)閷?dǎo)流管接在進(jìn)路的最高點(diǎn),看到從導(dǎo)流管溢出砂漿后,再經(jīng)十幾分鐘的充填,砂漿就會充實(shí)進(jìn)路,灰漿和水從導(dǎo)流管流出,完全達(dá)到接頂。

(1)杜絕了充填料漿跑冒。傳統(tǒng)方法,每條進(jìn)路接頂時(shí),總有 1%～2%的砂漿跑出,而且接頂?shù)男Ч懿缓?特別是進(jìn)路口,一般都不能接頂。按1.5%的跑灰量計(jì)算,僅 F17以西每年的跑灰量就達(dá)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(zhì)量達(dá)不到原充填體標(biāo)準(zhǔn)。

(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(dǎo)致貧化率上升 0.6個(gè)百分點(diǎn)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(xiàn)場臟亂差。

經(jīng)過導(dǎo)流,以上問題基本得到很好的解決。

2 濾水技術(shù)

2.1 濾水管布置

在板墻砌筑高度達(dá)到 400 mm時(shí),預(yù)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(dá)到 1.5 m時(shí),再預(yù)埋 2根濾水管;高度達(dá)到 2.5 m時(shí),再預(yù)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(jìn)路頂板角,中間部分固定在進(jìn)路兩幫(見圖2)。

圖2 濾水管布置

2.2 濾水原理

當(dāng)充填料從充填管進(jìn)入采場后,高度達(dá)到 400 mm時(shí),水份開始進(jìn)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(gè)集水坑,濾出的水用水泵直接抽到鄰近三期不接頂進(jìn)路或廢舊巷道。

2.3 濾水效果

從試驗(yàn)應(yīng)用的情況看,進(jìn)路中的水基本全部濾出,一次充填和二次充填結(jié)果表明:24 h后,充填體表面基本沒有積水,3次接頂充填時(shí),因?yàn)橛?6條濾水管同時(shí)濾水,基本可以保證水份濾出。相鄰進(jìn)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(qiáng)度都比較理想,充填沙漿也無明顯的離析及分層現(xiàn)象。因水份集中處理,給現(xiàn)場造成的泥水比較少,極大地改善了現(xiàn)場的衛(wèi)生狀況。

3 充填導(dǎo)流及濾水技術(shù)的綜合應(yīng)用

對于充填導(dǎo)流及濾水技術(shù),三礦區(qū)采礦一工區(qū)都分別進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,在三礦區(qū) 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(xiàn)場跟班作業(yè)和現(xiàn)場輔導(dǎo),分別進(jìn)行了 15次和 18次導(dǎo)流、濾水試驗(yàn),成功應(yīng)用了兩項(xiàng)技術(shù),在取得了良好的效果后,三礦區(qū)對兩項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和改進(jìn),成功將其結(jié)合在一起運(yùn)用。

導(dǎo)流管及濾水管的布置基本與分別運(yùn)用時(shí)一致(見圖3),根據(jù)實(shí)際情況可靈活調(diào)整。

圖3 導(dǎo)流濾水綜合布置

兩種充填技術(shù)的綜合應(yīng)用,不但較好解決了充填接頂?shù)膯栴},而且,充填體的整體性、整體強(qiáng)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(xiàn)場工業(yè)衛(wèi)生狀況。

4 社會效益和經(jīng)濟(jì)效益

2007年 7～11月份現(xiàn)場實(shí)施了充填導(dǎo)流 33次,減少充填溢流漿 330 m3(每次按 10 m3計(jì)算),節(jié)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(qiáng)度和充填接頂率,為安全生產(chǎn)創(chuàng)造了條件,避免了充填溢流漿污染采場,為采場文明生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

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

[4] 劉同有.充填采礦技術(shù)與應(yīng)用 [M].北京:冶金工業(yè)出版社,2001.

[5] 孫恒虎.當(dāng)代膠結(jié)充填技術(shù) [M].北京:冶金工業(yè)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(lǐng)域:采礦工程、坑內(nèi)深部開采及充填工藝,Email:cwbjc8655@163.com。