采空進(jìn)路充填質(zhì)量原因分析與對策

宋銀選　張金成　蘇良軍

摘 要：二礦區(qū)是金川集團(tuán)公司的主力礦山，采用下向水平分層機(jī)械化盤區(qū)進(jìn)路膠結(jié)充填采礦方法，應(yīng)用高濃度細(xì)砂管道自流輸送充填工藝，年產(chǎn)礦石約440萬噸，充填總量約150萬立方。經(jīng)過長期的科技攻關(guān)、自主創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等項目的開展與實施，二礦區(qū)的礦山現(xiàn)代化、科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度大幅提高，領(lǐng)先于國內(nèi)同行業(yè)的先進(jìn)水平，并成為國內(nèi)年生產(chǎn)能力最大、現(xiàn)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(qū)部分盤區(qū)出現(xiàn)了個別進(jìn)路充填體強(qiáng)度低、含泥量較大，進(jìn)路充填體呈“千層餅”，局部開裂明顯，且有離析現(xiàn)象。為進(jìn)一步提高二礦區(qū)井下進(jìn)路充填體的整體質(zhì)量，確保二礦區(qū)長周期生產(chǎn)安全，減少充填體脫層、冒落所引發(fā)的設(shè)備損壞和作業(yè)人員的人身傷害事故，工程管理室牽頭組織技術(shù)室、安全環(huán)保室、調(diào)度室、充填工區(qū)和采礦工區(qū)等相關(guān)人員，對近期采礦工區(qū)的進(jìn)路充填質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場檢查，找出存在的問題和主要原因，制定預(yù)防控制措施，確保二礦區(qū)穩(wěn)定、均衡、長周期安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：進(jìn)路 充填質(zhì)量 原因分析 對策

中圖分類號：TD26 文獻(xiàn)標(biāo)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(jìn)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(qiáng)度低，在很長一段時間內(nèi)不凝固。

1.2 充填體養(yǎng)護(hù)時間不足72 h就開口

隨著我礦產(chǎn)量的增加，各采礦工區(qū)每個盤區(qū)每月最少要回采8條以上進(jìn)路（長度50 m），生產(chǎn)組織壓力較大，為了保產(chǎn)量，完成礦里的月計劃，所以在進(jìn)路接頂充填結(jié)束后，養(yǎng)護(hù)時間不足72 h（標(biāo)準(zhǔn)要求3 d的抗壓強(qiáng)度是1.5 mpa）就開口，有的工區(qū)甚至夜班接頂后，白班就安排開口，充填體的初凝強(qiáng)度還沒有達(dá)到，加之進(jìn)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(qū)電器儀表、設(shè)備、管路等故障頻繁

2013年1月份，充填工區(qū)的故障停車?yán)塾?8次，這也是影響充填質(zhì)量的主要原因。在進(jìn)路充填過程中，由于電器儀表、設(shè)備、管路等故障，造成管路堵塞和漏漿，制約了進(jìn)路充填過程的連續(xù)性。

1.4 充填工區(qū)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(jìn)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(diào)研，對引流水做了規(guī)定，1150水平以上4～6 min，1150水平以下5～7 min。而在實際的運(yùn)行過程中，對下水時間、流量，充填工區(qū)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(qū)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(jìn)路的水量增多，再次充填后，料漿在水中的濃度產(chǎn)生變化，造成砂子、水泥的分離，形成“水淘砂”現(xiàn)象，嚴(yán)重離析。另一方面，在充填過程中出現(xiàn)斷灰、斷砂等小故障后不停車，系統(tǒng)照常運(yùn)行，大量的水積存在進(jìn)路內(nèi)，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(biāo)準(zhǔn)要求

新的標(biāo)準(zhǔn)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)要求，料將在輸送流動過程中漿體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在管路與進(jìn)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(xiàn)反復(fù)的離

析層。

1.6 采礦工區(qū)進(jìn)路充填過程存在隨意性

采礦工區(qū)板墻砌筑密封質(zhì)量不高，為了保證板墻不倒塌，不漏漿，未按照標(biāo)準(zhǔn)要求的后退式充填次序進(jìn)行，打底充填時管頭位置在板墻附近，充填結(jié)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(nèi)很難排完，過早停車，造成接頂充填時空區(qū)較大，很難接頂。

1.7 充填班組人員調(diào)整、流動頻繁，缺乏穩(wěn)定性

有的工區(qū)疏于對充填班組人員的管理和技能培訓(xùn)，對充填班人員工作責(zé)任心、工作質(zhì)量及效率，缺乏有效監(jiān)督，經(jīng)驗較為豐富的人員變動頻繁，導(dǎo)致充填班人員短缺，致使進(jìn)路充填準(zhǔn)備工作質(zhì)量下滑，造成充填次序、排水、管頭位置及接頂質(zhì)量等環(huán)節(jié)的過程控制，不能按規(guī)定要求進(jìn)行，工作質(zhì)量和工作效率不能與工區(qū)的生產(chǎn)要求同步，對工區(qū)的充填進(jìn)路質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。

2 對策及預(yù)防措施

充填體質(zhì)量不穩(wěn)定，對二礦區(qū)安全生產(chǎn)、回采效率、采礦成本帶來嚴(yán)重的影響，針對影響充填體質(zhì)量的諸多因素，加強(qiáng)充填質(zhì)量管理，加大充填準(zhǔn)備各環(huán)節(jié)及進(jìn)路充填過程控制管理，提高進(jìn)路充填接頂率，減少故障停車、堵管及板墻倒塌事故的發(fā)生，是提高充填體質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)要求。充填工區(qū)要在現(xiàn)有的工藝條件下，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求的灰砂比和濃度，保持最佳的輸送濃度，平穩(wěn)的液位和流量，加強(qiáng)儀表的定期校驗，加大設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)和監(jiān)督檢查力度，減少故障停車，保證充填過程的連續(xù)性。

（2）充填工區(qū)要按照充填工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對進(jìn)路打底量進(jìn)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(diào)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(zhí)行力。

（3）各采礦工區(qū)要加強(qiáng)進(jìn)路充填過程控制管理，按照標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)驗豐富、責(zé)任心強(qiáng)、技術(shù)水平高的員工。進(jìn)路充填結(jié)束后，要有足夠的養(yǎng)護(hù)時間，減少相鄰進(jìn)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(jìn)行取樣檢測，當(dāng)檢測結(jié)果出現(xiàn)異常時，應(yīng)及時向礦主管領(lǐng)導(dǎo)匯報，并組織相關(guān)科室、工區(qū)，從自身內(nèi)部各環(huán)節(jié)查找原因進(jìn)行分析，制定預(yù)防措施。

（5）工程管理室、安全環(huán)保室現(xiàn)場檢查人員要加強(qiáng)進(jìn)路充填準(zhǔn)備各環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督，對進(jìn)路充填體質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場跟蹤，發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重充填質(zhì)量問題的進(jìn)路，協(xié)助采礦工區(qū)及時采取預(yù)防控制措施，并及時向主管領(lǐng)導(dǎo)匯報。

（6）調(diào)度室要結(jié)合各采礦工區(qū)的生產(chǎn)實際，合理安排充填順序，協(xié)調(diào)好各采礦工區(qū)的充填工作，確保充填有序。

（7）進(jìn)一步建立和完善充填質(zhì)量管理制度，加大考核力度，對存在嚴(yán)重質(zhì)量隱患的充填體，要從各個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，查找出現(xiàn)問題的根源，并制定預(yù)防措施。

參考文獻(xiàn)

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[2] 楊志強(qiáng).金川科技[J].冶金工業(yè)出版社，2010（9）.