井下采空區(qū)充填口“吊橋式”安全加固技術(shù)研究與應(yīng)用

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

在礦山開采過程中，及時充填能有效緩解開采帶來的地表下沉，且能有效對資源進(jìn)行回收保護(hù)，是未來走可持續(xù)發(fā)展道路的根本，在各種填充技術(shù)中，最經(jīng)濟(jì)的就是采用原本挖掘開的毛石進(jìn)行覆蓋填充，一方面毛石本就是源于礦體，不會對未開采的礦體造成損傷；另一方面，就地取材能節(jié)約很大的成本[1]。但在實際開采過程中我們發(fā)現(xiàn)，由于很多地方礦體處于巖石破碎帶的原因，在填充過程中無法做到毛石不出坑在開采的時候?qū)⒚ㄟ^罐籠運出礦井，這樣算下來，由填充產(chǎn)生的成本極大。本文我們將采取吊橋式安全加固技術(shù)對采空區(qū)填充口進(jìn)行加固處理，以有效解決上述問題。

1 項目概況

本文，我們采用的項目是赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司柴胡欄子金礦5號脈礦體，柴胡欄子5號礦體是典型的破碎礦體，無法采用毛石直接填充，礦脈走向約126°，傾向南西，傾角約78°，礦體為含金石英脈及含金閃長玢巖，節(jié)理裂隙比較多，巖石較破碎。5號礦脈的2、3號井均為采場高度40余米，寬度4m左右，在采場回采時，3號井回采完畢時5號脈采場，部分采場未留頂住，采場下盤為石墨片巖破碎帶，上盤為構(gòu)造破碎帶，礦體和圍巖的界線清楚，采空區(qū)充填口在下盤，若直接填充會導(dǎo)致下盤破碎，上盤坍塌；2號豎井部分采場回采完畢時，預(yù)留5.0m頂住，但由于場頂部對應(yīng)四中段北沿主運巷道，且巷道巖石裂隙發(fā)育，在施工溜礦井貫通時若直接采用毛石填充，會導(dǎo)致采場頂部局部坍塌，不但影響行人及運輸，而且給空區(qū)回填帶來較大困難。

2 “吊橋式”充填口加固方案設(shè)計

為有效處理井下采空區(qū)，解決毛石不出坑問題，根據(jù)現(xiàn)場情況，特采用“吊橋式”安全加固技術(shù)，對4508采場（2號礦井采場）、31051采場（3號礦井采場）空區(qū)進(jìn)行回填，具體實施方案如下：

①填充口處理。由于填口位于采場下盤，且充填口處下盤的巖石是1.0m厚巖石，極其不穩(wěn)固，因此我們首先要對充填口進(jìn)行安全處理。首先，在距離充填口1.5m處進(jìn)行施工，將下盤巖石施工成一個寬2.0m，坡度為50°的斜坡，作為新充填口。②安裝錨眼。新填充口處理完畢后，在新充填口的充填平巷底板處安裝錨眼，根據(jù)地板的寬度進(jìn)行錨眼安裝。③搭上吊橋。用1.8m長圓鋼，以及4m長14#槽剛搭架，將圓鋼平鋪后，在其上方順向平鋪4m長14#槽鋼兩根，兩根槽鋼間距1.8m，順向槽鋼每隔1.0m焊接一根橫向14#槽鋼，以搭成鋼架。并且在充填口處間隔加3道0.35m、1.1m、1.3m擋車橫杠（前一道后兩道），使充填作業(yè)在槽鋼上方進(jìn)行，以更好的確保充填時人員及設(shè)備安全。最后，將最前道擋車杠下方固定在14#槽鋼上，上方由兩根6m長錨索拉緊，使之形成吊橋。④實現(xiàn)安全充填。充填口位于采場下盤，下盤為片巖，穩(wěn)固性極差，將充填口進(jìn)行“吊橋式”安全加固處理后，則可以直接對采場進(jìn)行毛石充填，不再需要使用罐籠進(jìn)行運輸也不會導(dǎo)致頂部坍塌或局部坍塌，這樣一來，極大的節(jié)約了成本，也提高了安全隱患[2]。但需要注意的是，在整個填充作業(yè)過程中，作業(yè)人員必須做好安全防護(hù)措施，安全帶、安全帽等設(shè)施必須堅持佩戴，以減少風(fēng)險。

3 方案可行性分析

（1）從技術(shù)層面。從技術(shù)層面來看，上述方案就是簡單的鉚焊工藝，是可以實現(xiàn)的，圓鋼、槽鋼等材料亦是礦上普通鋼材，就地取材即可實施，無需單獨購買材料。因此從技術(shù)實施角度來看，是可以實施的，而且是便于實施的。

（2）從經(jīng)濟(jì)利益角度來看。我們對“吊橋式”技術(shù)在赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司柴胡欄子金礦31051采場和4508采場進(jìn)行了實踐操作，從經(jīng)濟(jì)角度計算如下：①31051采場：安全措施投入14#槽鋼20m，36#圓鋼24m，錨索2根（規(guī)格φ=16.8mm，長度6.0m），12#鋼絲繩62m，鋼絲繩卡扣26個，人工12個，共計成本=2208元=0.22萬元。4508采場：安全措施投入14#槽鋼232.48kg，36#圓鋼127.84kg，12#鋼絲繩30m，鋼絲繩卡扣13個，合計驗收無腿鋼梁支護(hù)5道，人工8個，共計成本5640.0元=0.56萬元。②31051采場：充填毛石1.1萬噸，共計11000÷1.2=9166車，3號井每次提升4車，共計提升2292次。罐籠提升一次電費成本24.41元，降低提升成本11000÷1.2÷4＊24.41=5.595萬元。降低排毛石成本：1.1＊5.5=6.05萬元。（排毛石每噸5.5元）。③4508采場：充填毛石1.67萬噸，共計16700÷1.2=13917車，2號井每次提升2車，共計提升6959次。罐籠提升一次電費成本13.54元，降低提升成本6959＊13.54=9.42萬元。

由此我們可以計算出，通過本技術(shù)總工降低排毛石成本：1.67＊5.5=9.18萬元（排毛石每噸5.5元），共計直接產(chǎn)生效益=5.595+6.05-0.22+9.42+9.18-0.56=29.465萬元，以此類推，整個采場運用下來，可以產(chǎn)生一筆巨大的經(jīng)濟(jì)價值。

4 結(jié)語

在采空區(qū)充填口采用“吊橋式”安全加固技術(shù)，對充填口進(jìn)行了重造，再通過圓鋼和槽鋼搭架的方式制造吊橋，通過吊橋進(jìn)行毛石充填，切實做到了“毛石不出井”，直接節(jié)約了成本，為公司創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)價值。而且通過加固，也能更進(jìn)一步防止采場頂部和局部坍塌事故的發(fā)生，不僅如此，通過圓鋼和槽鋼搭成的“吊橋”結(jié)構(gòu)，也便于拆卸，便于材料的回收利用，還可以進(jìn)一步的做到礦山開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展，而且通過這種結(jié)構(gòu)也有效提高了作業(yè)的安全系數(shù)，有這極強(qiáng)的可推廣性。本文略作分析，以期更好的服務(wù)于公司，服務(wù)于礦石開采的各兄弟同行企業(yè)，更好的服務(wù)于礦山開發(fā)事業(yè)。