[發(fā)明專利]一種提高礦體充填接頂率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410496383.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104405436A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶再斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 白銀有色集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21F15/00
• 分類號(hào): E21F15/00
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 張克勤

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高礦體充填接頂率的方法。

背景技術(shù)

采礦是礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和利用的基礎(chǔ)工業(yè)，但是采礦工業(yè)在為人類提供原材料的同時(shí)，也不可避免地會(huì)擾動(dòng)和破壞地球環(huán)境，帶來(lái)安全隱患。隨著工業(yè)社會(huì)的飛速發(fā)展，礦產(chǎn)需求量迅速增加，礦產(chǎn)資源開(kāi)采利用引發(fā)的環(huán)境破壞和廢物排放，以成為相當(dāng)嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題。所以充填采礦法在礦山中應(yīng)用比例越來(lái)越大，它能提高礦石的回收率降低采礦貧化率，而且能夠減少礦山地壓，保證礦山生產(chǎn)安全，減少固體廢物的排放和保護(hù)地表不受破壞，但充填采礦法存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，及充填不接頂問(wèn)題，因此有效的控制充填接頂率的措施成為充填采礦法需要解決的當(dāng)務(wù)之急。

白銀有色集團(tuán)股份有限公司小鐵山礦現(xiàn)有充填尾砂由一泵站、二泵站經(jīng)12.7km管道泵送至充填料制備站砂倉(cāng)，水泥由散裝水泥運(yùn)輸車運(yùn)至制備站，依靠壓氣輸送到水泥倉(cāng)內(nèi)。充填料制備站有兩個(gè)獨(dú)立的制漿系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)均由一個(gè)立式砂倉(cāng)（容積190立方米）、一個(gè)水泥倉(cāng)、一個(gè)攪拌罐及儀表控制設(shè)備組成。砂倉(cāng)設(shè)有底部放砂和虹吸放砂兩套裝置。正常情況下，一個(gè)系統(tǒng)工作，一個(gè)系統(tǒng)備用，需要時(shí)，兩系統(tǒng)可同時(shí)使用。每個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制漿能力60-100m³/h。制備好的充填料漿先經(jīng)四條直徑175mm的充填鉆孔----三中段（1724水平）充填平巷-→三中段800充填井----1560水平800充填井----1560水平1000充填井----采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道----各回采進(jìn)路充填作業(yè)面。充填中各個(gè)采場(chǎng)效果不同，接頂率都不是很高，充填過(guò)程中溢出水嚴(yán)重，需要抽水，清泥后才能進(jìn)行轉(zhuǎn)層生產(chǎn)。

通常情況下充填過(guò)程中充填不接頂造成很大的危害：1、易造成巷道大范圍冒落，形成冒落區(qū)；2、造成局部圍巖松動(dòng)，發(fā)生片幫冒落；3、易形成應(yīng)力傳導(dǎo)，礦山地壓增大，對(duì)巷道薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生變形破壞；4、巖工在作業(yè)時(shí)易受到浮石的物體打擊，影響作業(yè)安全；5、破壞正常生產(chǎn)系統(tǒng)，須重新變更設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一系列繞道。

現(xiàn)有礦山填充過(guò)程中影響充填接頂率的因素主要有以下幾個(gè)方面：

1、充填接頂率與充填料漿流動(dòng)規(guī)律：

采場(chǎng)充填工藝中主要是下料點(diǎn)的位置、一次充填厚度、充填次數(shù)等對(duì)充填接頂率影響較大，這些因素與料漿在采場(chǎng)中的流動(dòng)規(guī)律密切相關(guān)。

充填料漿在無(wú)限平面上的流動(dòng)規(guī)律：充填管口排出的膠結(jié)料漿，在無(wú)限平面淤積成椎狀堆體，頂部為一圈形沖坑，注入坑內(nèi)的漿體，不斷從沖坑周邊溢出，并沿椎體周邊均勻流淌，沿途逐漸沉積，濃度稀釋。在生產(chǎn)中決定下料點(diǎn)位置及充填次數(shù)，是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。其值由水泥耗量、料漿濃度、骨料的加權(quán)平均粒徑等因素決定。

2、充填料漿固結(jié)沉降：

充填料漿的沉降是以料漿管道水力自流輸送為主要特點(diǎn)的傳統(tǒng)膠結(jié)充填中一種不可避免的現(xiàn)象。一方面，當(dāng)膠結(jié)充填料漿充滿井下空區(qū)后，由于大小顆粒在水中的沉降速度不同而使充填料漿分層離析，固體顆粒逐漸下沉，迫使大部分水離析在充填體表面，當(dāng)這些水以徑流的方式脫除后，在充填體表面和頂板之間就出現(xiàn)了沉縮空間。另一方面，存在于固體顆粒間空隙中的重力水通過(guò)滲透方式排除后，充填體還會(huì)沉降。此外，高濃度的充填料漿充填到采場(chǎng)后由于脫水而存在一定的收縮率（5%～22%），嚴(yán)重影響采場(chǎng)的接頂效果。因此，充填不接頂是充填料沉降的直接結(jié)果。

3、充填料漿自流坡度：

若采用自流輸送充填的方式，充填料漿在采場(chǎng)充填的過(guò)程中其骨料會(huì)出現(xiàn)沉降。因此，從充填管道出料口到采場(chǎng)邊緣形成自流坡度，充填料漿充填性能越差其坡度就越大。當(dāng)充填管出料口接頂時(shí)，由于自流坡度的影響導(dǎo)致采場(chǎng)邊緣或端部不能完全接頂。

4、充填料漿濃度過(guò)低和濾水速度慢：

過(guò)低的料漿濃度，容易導(dǎo)致充填料離析分層，增大自然坡積角。同時(shí)，大量的積存水難以及時(shí)排出，占據(jù)充填空間，阻礙充填接頂。此外，隨著充填體的增高，越向其頂部，濾水難度亦越大。由于水的大量存在，一方面阻礙了充填料漿流動(dòng)，另一方面大量料漿的溢出也污染了巷道。

5、空區(qū)頂板形狀不規(guī)整：

對(duì)于充填空區(qū)的幾何形狀，在回采設(shè)計(jì)時(shí)往往沒(méi)有嚴(yán)格要求，特別是頂板形狀很不規(guī)整，再加之充填方法不合適，如單點(diǎn)下料，逐漸堆積，在下料點(diǎn)形成較大自然坡角，在堆頂堵塞下料口后，致使部分空區(qū)無(wú)法充滿，產(chǎn)生空頂。

6、引導(dǎo)水和洗管水影響充填接頂：

為防止充填管路的堵塞，每次充填前后，總要排放近十幾分鐘的引導(dǎo)水和洗管水，而這些對(duì)采空區(qū)充填毫無(wú)益處的引導(dǎo)水、洗管水往往通過(guò)管道直接進(jìn)入待充填接頂?shù)牟煽諈^(qū)，影響充填接頂。

發(fā)明內(nèi)容