强制崩落采空区方法及其运用——浅析大红山露天铁矿采空区处理技术措施
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崩落采矿法及安全要求崩落采矿法是随着矿石的采出,有计划地强制或自然崩落矿体上盘围岩充填采空区的采矿方法。
在回采过中,不需要划分矿房和矿柱,而是以矿块为单元,按一定的顺序进行连续回采。
崩落采矿法适用于地表允许崩落,矿体上部无较大的水体和流沙,矿石价值中等以下,不会结块,品位不高,并允许有一定损失和贫化的中厚和厚矿体。
尤其是对上盘围岩能大块自然冒落和矿体中等稳固的矿体最为理想。
崩落采矿法主要有壁式崩落法、无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法和阶段崩落法。
(1)壁式崩落采矿法的安全要求●悬顶、控顶、放顶距离和放顶的安全措施,应在设计中规定。
●放顶前要进行全面检查,以确保出口畅通、照明良好和设备安全。
●放顶时,禁止人员在放顶区附近的巷道中停留。
●在密集支柱中,每隔3~5m要有一个宽度不小于0.8m的安全出口。
密集支柱受压过大时,必须及时采取加固措施。
●放顶若未达到预期效果,应作出周密设计,方可进行二次放顶。
●放顶后应及时封闭落顶区,禁止人员入内。
●多层矿体分层回采时,必须待上层顶板岩石崩落并稳定后,才准回采下部矿层。
●相邻两个中段同时回采时,上中段回采工作面应比下中段工作面超前一个工作面斜长的距离,且不得小于20m。
●撤柱后不能自行冒落的顶板,应在密集支柱外0.5m处,向放顶区重新凿岩爆破,强制崩落。
●机械撤柱及人工撤柱,应自下而上、由远而近进行。
矿体倾角小于10的,撤柱顺序不限。
(2)有底柱分段崩落采矿法和阶段崩落法的安全要求●采场电耙道应有独立的进、回风道;电耙的耙运方向,应与风流方向相反。
●电耙道间的联络道,应设在入风侧,并在电耙绞车的侧翼或后方。
●电耙道放矿溜井口旁,必须有宽度不小于0.8m的人行道。
●未修复的电耙道,不准出矿。
●采用挤压爆破时,应对补偿空间和放矿量进行控制,以免造成悬拱。
●拉底空间应形成厚度不小于3~4m的松散垫层。
●采场顶部应有厚度不小于崩落层高度的覆盖岩层;若采场顶板不能自行冒落,应及时强制崩落,或用充填料予以充填。
分段空场法在大红山铁矿分采采区340-355m分段的应用摘要:大红山铁矿井下Ⅱ1矿体回采主要采用无底柱分段崩落法、分段空场法以及房柱法进行回采,含矿地层岩石多属中等稳固或稳固类型,本次设计分采采区340-355m分段矿体属Ⅱ1主矿体的分支Ⅱ1-3、Ⅱ1-4矿体,矿体较薄,连续性较差,倾角变化较大,属于缓倾斜、倾斜矿体,采用无底柱分段崩落法受地表塌陷区范围限制,采用房柱法回采安全风险大、矿石损失大,采矿效率低。
结合矿体产状灵活采用分段空场法,实现安全经济高效的回采Ⅱ1-3、Ⅱ1-4矿体,对于主矿体周边矿体的回采具有一定借鉴意义。
关键词:分段空场法;缓倾斜;损失;安全;高效一、引言随着大红山铁矿井下无轨设备的应用、开采深度的下降、地表崩落范围限制,分段空场法对主矿体周边矿体的回采得到推广。
同比无底柱分段崩落法没有地表崩落范围限制,与浅采相比较,分段空场法工艺更安全、机械化程度更高、采矿效率更高。
大红山铁矿分采采区是400万t/a二期采矿工程的重要组成部分,随着大红山铁矿持续生产,主采区Ⅱ1矿体开采深度不断下降,对于Ⅱ1矿体的分支Ⅱ1-3、Ⅱ1-4矿体分采采区(280-400m)的开采,对分段空场法灵活运用,优化采切工程布置可实现安全、经济、高效、充分回收矿石资源的目的。
二、矿体特征本次分采采区设计的开采范围为A24—A32勘探线之间,标高在340m-355m分段,主要是A32线以西Ⅱ1-3和Ⅱ1-4的分支部分,矿体走向北东,长度约200m,向北倾斜,倾角在9°~45°之间,矿体真厚度在10-20m之间,从东到西规模逐渐变小,富矿逐渐变薄,贫矿逐渐增厚,表外矿和夹石逐渐增多。
三、工程地质条件矿体埋深大且处于侵蚀基准面以下,与地表和上部含水层缺乏水力联系,井下280m、180m分段已施工的巷道均较干燥,矿坑涌水量甚小,水文地质条件属简单类型。
含矿围岩岩体质量级别整体高,稳固性好,本期探矿范围内断层不发育,构造简单,工程地质条件属于中等偏简单类型。
露天深孔爆破崩落法处理地下采空区实践臧龙;贾传鹏;张士磊【摘要】袁家村露天铁矿经过多年的地下无序开采,存在大量采空区.根据现场实际,以1740-10-空7#为研究对象,使用澳瑞凯高精度毫秒非电雷管,采用逐孔起爆一次爆破崩落法对空区进行了成功的处理,效果良好.在保证露天采矿生产进度的同时,消除了采空区的安全隐患.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P10-14)【关键词】露天开采;采空区处理;深孔爆破崩落法;爆破网路【作者】臧龙;贾传鹏;张士磊【作者单位】太钢集团岚县矿业有限公司;太钢集团岚县矿业有限公司;中铁十九局集团有限公司袁家村铁矿项目部【正文语种】中文袁家村铁矿为特大型露天铁矿,设计生产规模为年采剥总量8 580万t,年产铁矿石2 200万t,采用自上而下逐水平缓帮分层、横向开采的采矿方法,阶段高15 m,工作台阶坡面角为70°,最小工作平台宽50 m。
2012年10月矿山投产,目前已形成1 740,1 725,1 710,1 695 m共4个生产台阶。
矿区大规模地下开采始于本世纪初,矿区范围内曾经分布有36家民采地下矿山,以开采高炉富矿和深部原生矿为主,长期的无序开采致使在矿山开采境界内存在大量采空区及废旧坑道。
这些空区大小形态不规则,高度和跨度不一致,采空区形态复杂,在空间位置上层层叠叠,采掘竖井深度一般为50~200 m,个别达到400 m,多数采空区己经充水,且部分己经坍塌,甚至引起地表局部塌陷。
由于袁家村铁矿地质条件复杂,采空区规模大,采空区资料不详,加上自然条件和现有技术条件制约,采空区安全隐患已成为影响矿山安全生产的重要危险因素,必须对地下采空区进行处理。
自2011年4月矿山基建剥离以来,在收集部分地下小矿山开采资料进行综合分析和在矿区周边进行人工调查的基础上,与长沙矿山研究院合作,采用地质勘探超前钻,在生产过程中打超深孔探测采空区,并对发现的采空区进行空腔三维激光扫描,以此掌握空区的形态。
采空区处理方法和安全技术措施一、采空区处理方法:对工作面采空区顶板采用全部垮落法处理。
对工作面采空区进行灌浆、注氮,防止煤层自然发火。
对工作面采空区瓦斯进行抽放,防止高浓度瓦斯涌入工作面。
二、安全技术措施:防止煤层自然发火措施11101工作面煤层有自然发火倾向,必须采取以灌浆为主,辅以注氮、喷洒阻化剂、均压通风、构筑拦浆防火墙、设置挡风帘等综合防火措施,加强防火工作,防止煤炭自燃。
1、防火方法采空区:采空区防火采用黄泥灌浆为主,注氮、均压通风、进、回风隅角构筑全断面拦浆防火墙、进风隅角设全断面挡风帘为辅的综合防火技术,防止采空区煤层自然发火。
断层等地质构造处:断层等地质构造处的煤体破碎,丢煤较多,工作面推进速度减慢,应对破碎带及附近进行重点灌浆、注胶、注三相泡沫或树脂发泡剂,并对破碎遗煤喷洒阻化剂。
停采线防火:工作面停采后,对停采线煤柱及巷道煤体喷洒凝胶阻化剂,对采空区采取注黄泥浆、注胶封堵、注氮、注三相泡沫或树脂发泡剂等措施;工作面封闭后,对采空区进行一次大量注黄泥浆。
2、组织保障措施成立“防止11101采空区自然发火”领导小组。
组长:黄刚副组长:王衍生张忠玉王信海成员:张俊强毕思忠赵德昌杨继和宗立军张建波王明伟苗圃万传新办公室设在公司通防部,主任由张俊强担任。
职责:负责召开防采空区自然发火工作会议,负责防火日常情况的调度、数据统计和信息传递,为决策提供依据。
领导小组下设工作组,各工作组人员及职责①技术资料组组长:王信海副组长:张俊强成员:张建波吕茂云李福国职责:制定具体的防灭火方案,并随时修改救灾方案报指挥部,提交防灭火所需的物资目录,特殊情况下提出建议,聘请有关方面的专家参加技术组,确定防灭火的技术方案。
随时向指挥部汇报工作的进展情况,并与指挥部及各组联络,保障防灭火技术方案及指挥部意见的传达、反馈到位。
②现场工作组组长:王衍生成员:宗立军苗圃王明卫万传新职责:具体实施指挥部决定的防灭火方案,并与指挥部及技术组汇报进度情况。
采空区管理方法及安全技术措施一、管理方法采空区采掘必须引起生产管理人员的高度重视,露天矿应设立采空区作业的专业管理机构。
对采空区作业进行专门管理具休做法这:1.将原有井下全部巷道及采空区位置、范围反映在露天采掘工程平面图上,进行井上下严格对照;2.在现场进行测量标定,设置警示牌示警;二、安全技术措施1.根据生产需要,可随时请专业勘测单位用电位仪对采空范围及巷道走向进行勘测;同时在露天采坑内铺设管道,已备排水和灭火用。
对揭露出来的巷道防止着火,不开采时,用沙子及时封堵,开采时,将其清除。
2.要制定具体的采空区生产作业规程,对具体作业人员进行培训。
让作业人员对面临的现实危险的足够的认识,能够严格按作业规程进行生产,对异常情况有思想准备,管理机构要对生产作业情况经常进行核查,发现异常及时处理;要制定突发事故的抢险救援预案。
3.在旧巷及采空区作业前,先用钻机打前探眼,上部剥离物厚度不足6m时,再探爆破孔悬吊炸药提前爆破,促使采空区上部彻底塌落充实,再进行作业;没有条件时,在上部6m以内进行剥离作业时,采、运及辅助设备不得横跨旧巷道和采空区进行作业,此两条作业规程不得随意改变。
4.在旧苍及采空区上部覆盖层厚度超过6m进行剥离作业时,由于挖掘机及它设备均属中小型设备,自重不大,可以横跨旧巷和采空区作业,但要随时观察。
为了确认采空区具体位置,可用钻机对整蝠采掘带先进行穿孔前探,对危险地段提前爆破处理,促使采区彻底塌落,然后采装设备再进入现场作业。
采空作业必须实行特殊作业专项负责制,专门管理机构要指派人员作为作业负责人。
5.钻机在采空区煤层穿孔作业时,钻机采用“之”字形折返前进方式,钻机履带与空巷之间非平行方向。
使之总存在一定的夹角,防止一侧履带突然落入空巷,并利用钻杆进行探查,在钻机5?m的时候,采用间歇给压,以防止空巷打通时,突然压力释放,冲击器空打钻头打眼。
6.钻机穿孔后,马上退出,不准在采空区停留,然后进行爆破,爆破中对空巷顶部的炮孔,采用药包吊住的方法进行爆破,一次起爆。
浅谈采空区处理方法浅谈采空区处理方法采矿技术组杜德春摘要:我国地下开采矿山目前的实际情况是采空区灾害发生频繁,因事故死亡人数和国外同类相比相对较高,安全生产形势相当严峻,危及到人民群众的生命安全,对生态环境造成了严重破坏,给国家造成了巨大的经济损失,制约了我国矿山企业的可持续发展。
当开采完成形成采空区后,在上覆压力和地下水等因素的作用下,该煤柱和开采区两侧的煤层软化,失去强度,导致上覆岩体塌陷、冒落,形成滑坡。
地下采空区对采矿工程的危害是显著和累积叠加的,主要体现在二个方面:一是采空区矿柱变形、破坏、顶板大面积冒落、岩移,造成地表沉陷、开裂和塌陷,破坏地面环境和影响露天作业,更为严重的是采空区突然垮塌的高速气浪和冲击波造成的人员伤亡和设备破坏;另一方面在矿山开采过程中,采空区围岩受爆破震动影响导致岩体裂隙发育,甚至贯通地表或连通老窑积水,发生突水事故,淹没坑道和工作面,造成巨大经济损失。
矿体开采后,采场的原始应力状态被破坏,从而致使应力重新分布,时常导致矿柱失稳破坏。
这种矿体开采后,当矿体承受的应力超过自身强度时,发生的不连续的发散突变,即矿柱失稳破坏的现象。
其灾害的主要表现形式有:片帮、冒顶、突水、地震、岩爆、冲击地压、地面塌陷、地面沉降、地裂缝以及由其导致的滑坡、泥石流、地表植被破坏等多种形式。
采空区处理方法对于矿山地下开采遗留的采空区,处理方法通常有封闭、崩落、加固和充填四大类。
加固法处理采空区主要在采空区土方修建公路、隧道等工程时应用较多。
由于成本较高,技术难度大,所以目前在矿山的开采阶段应用较少。
在具体的采空区处理过程中,由于各个矿山存在的采空区数量、其所处位置、形态特征不一样,必须针对各采空区的特点和条件,分别采取相应的处理方法。
有时采用两类方法联合处理,如采用加固法与充填法联合、崩落法与充填法联合等:有时由同一类方法衍生出一系列子方法,如充填法可分:千石充填法、尾砂充填法、胶结充填法等。