采場充填技術(shù)措施

采場充填技術(shù)措施一、引言伴隨礦山開采深度的增長以及社會對環(huán)境保護意識的提高，對于礦山采場回填及充填采礦安全在礦山企業(yè)生產(chǎn)中越來越多的得到重視與應(yīng)用，并且有深入的發(fā)展和擴大應(yīng)有的趨勢。首先，充填采礦可以適應(yīng)于多種復(fù)雜多變的礦體賦存條件，最大程度提高礦石的回采率和減少采礦貧化，有效控制地壓活動和保證采礦生產(chǎn)的安全，保護地表不遭受破壞和維持既有的生態(tài)環(huán)境。另首先對于采場充填技術(shù)與充填施工安全也有相稱的規(guī)定，既要保證充填效果又要保證充填施工的安全?？梢哉f，充填效果的好壞以及充填施工的安全在很大程度上關(guān)系到充填采礦使用的成敗，因此說在進行充填時，應(yīng)采用多種措施，既要保證充填效果的到位又要保證施工安全，下面就此問題進行分析與論述。二、工程慨況由于本鐵礦-2302采場開采工作已經(jīng)結(jié)束又已具有充填條件，企業(yè)研究決定對2302采場進行采場充填。重要采用尾砂充填技術(shù)管理采空區(qū)頂板，在每一條充填巷道掘進到預(yù)定位置，更換巷道支護后，對該巷道進行充填作業(yè)。三、充填工程量根據(jù)2302采場開采及檔漿墻布置的詳細狀況，估算2302采場工作面及附屬巷道的充填工程量如下：主采場高度估約12m,附屬巷道高度估約2.6m.主采場：347m2×12m=4164m3附屬巷道：190m2×2.6m=494m32306采場匯總充填量：4164m3+494m3=4658m3四、采場充填工安全操作規(guī)程（一）、注意事項1.充填工作開始前，必須把淺采采場內(nèi)的設(shè)備、材料、工具清理潔凈，寄存安全地點。2.充填前必須檢查理解采場頂板護頂?shù)V柱狀況，對整個采場的安全狀況，要心中有數(shù)，采場一切準備工作合乎規(guī)定期，方準充填。3.采場的軟膠管要捆牢，固定在支架上；移動膠管時必須兩人以上操作，不準單人盲目操作。4.充填采場必須有足夠的照明，嚴禁無照明作業(yè)和冒險作業(yè)。5.充填前先檢查井下管路與否完好，如有問題立即進行處理。6.充填開始前首先檢查上下聯(lián)絡(luò)所使用的信號、電話與否敏捷可靠，并問詢好充填攪拌站和充填采場的準備工作與否就緒，一切正常后方可發(fā)出充填開車信號。（二）、技術(shù)操作1.開車后查看采場的充填狀況，注意觀測人行井、溜井、隔墻的滲透狀況，巡回檢查充填管路有無跑漏，發(fā)現(xiàn)問題立即停車處理。2.為了保證采場充填濃度，但凡沖洗管路清水應(yīng)放入采場的泄水井中，不得放入采場內(nèi)。3.采場充填結(jié)束，把采場管路和其他設(shè)施都撤到安全地點放好。4.努力鉆研業(yè)務(wù)，不?？偨Y(jié)充填經(jīng)驗，提高充填質(zhì)量，到達充填技術(shù)規(guī)定。五、充填工藝及充填材料簡介在西風(fēng)井工業(yè)廣場地面建立充填制漿站，將鐵礦尾砂、膠固粉與水?dāng)嚢杌旌?，制成具有高流動性的（水含?1%左右）膏體充填材料，通過地面充填站→西風(fēng)井管路→井下充填管路→控制閥門→充填工作面，流入采空區(qū)，在可控時間內(nèi)膠結(jié)、凝聚，到達設(shè)計強度，以實現(xiàn)充填采空區(qū)，控制圍巖變形，防止地表下沉的目的，提高采區(qū)回采率與礦井頂板安全。六、工作面充填工藝闡明1、充填前準備工作首先更換巷道內(nèi)支護，清理線路，然后構(gòu)筑檔漿墻鋪設(shè)充填管路，有機電科安裝通風(fēng)風(fēng)機和通訊電話，并敷設(shè)電纜到充填工作面上口，保證充填時通訊暢通。2、制作檔漿墻的安裝技術(shù)參數(shù)及質(zhì)量規(guī)定1）、在-2302東探礦巷距離開口處大概30米的位置砌充填壁，經(jīng)企業(yè)一致研究決定，充填壁厚度1000mm。2）、巷道四面掏槽深度不不不小于200mm，掏槽寬度不不不小于充填壁厚度1000mm。3）、充填壁施工的材料為實心紅磚，墻體為1000mm厚的實心墻。砌墻用的混凝土標號為C20。4）、充填壁的規(guī)格原則上為2400mm寬，2600mm高，1000mm厚。但若巷道斷面在施工過程中局部有不一樣，充填壁的斷面以實際為準，但厚度不能低于1000mm。5）、充填壁預(yù)埋的排水管道直徑25mm，一根預(yù)埋在充填壁1.3米高處，一根位于充填壁的頂部。4、工作面充填管布置（1）、工作面充填管一次性布置到需要充填的工作面的上方。（2）、檢查準備1）、主充填管路檢查；2）、工作面充填管及閘閥檢查；3）、通訊電話線路檢查；4)、匯報充填站、調(diào)度室。5、充填（1）、充填措施：對充填的巷道工作面實行分次充填，即每一條需要充填的巷道要分為2～3次充填；第一次的充填量不不小于40～60m3；在第一次充填材料凝固膠結(jié)3天后，再充填100～120m3；凝固膠結(jié)3天后，再一次性充填結(jié)束。(2)、在井下充填工作面及地面充填站要配置電話專人負責(zé)接聽，2人在充填工作面口上10～15m處進行監(jiān)測、觀測，每隔15分鐘到充填口處觀測一次。巡查注意觀測充填進度狀況（如漿體流速及檔漿墻的牢固性、滲水狀況等），巡查人員必須在充填段上方及頂板支護完好的安全地點進行。發(fā)現(xiàn)問題及時與有關(guān)人員聯(lián)絡(luò)并進行處理。（3）、經(jīng)檢查擋墻前符合規(guī)定后，開始啟動充填系統(tǒng)進行充填。首先將充填管路一次性接到充填位置，一般進入到充填巷道口以里3～5m處，采用把管路架設(shè)在充填區(qū)上口一次性充填，充填管出漿口固定牢固，向充填巷內(nèi)按照由下而上的次序進行膏體充填，充填過程中施工人員隨時觀測充填狀況，發(fā)現(xiàn)跑漿，檔漿墻變形、管路出漿不穩(wěn)定、管路有堵塞等異?，F(xiàn)象時，立即電話告知地面充填站人員，停止充填并進行處理，確認管路正常、保障安全后方可再次繼續(xù)施工。充填巷內(nèi)空頂嚴禁人員進入。人員在頂板完整支護保護下觀測出漿口出漿狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時聯(lián)絡(luò)。充填過程中充填面口一下100m范圍內(nèi)不能有人工作，并告知相鄰的其他有人工作地點。（4）、充填至充填巷上口5米時，采用構(gòu)筑檔漿墻將充填上口隨充填結(jié)束而進行封堵。6、充填工序：管路鋪設(shè)→管路試水→充填→清管（1）、管路鋪設(shè)：有充填隊負責(zé)管路鋪設(shè)。管路一般布置在人行道另一側(cè)的巷道底板上。管路在巷道拐彎處嚴禁出現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎，管路迅速接頭要上牢固，防止在充填過程中脫節(jié)。過皮帶機、溜子、軌道和其他巷道三岔口、四通口時，要將管路吊掛或從底板內(nèi)穿過，防止阻礙設(shè)備運行和人員及礦車通過。（2）、管路試水：由井下充填負責(zé)人安排專人對充填管路檢查一遍，充填管子的吊掛與否平直；充填管墩與否牢固；管子接頭與否緊固有效。確認安全后匯報充填負責(zé)人。由負責(zé)人采用泄露通訊手持機或?qū)Ｓ秒娫捖?lián)絡(luò)地面充填負責(zé)人開始進行加水試水工作，井下充填負責(zé)人將充填管子前方出水門打開，地面聯(lián)絡(luò)井下開始加水后由專人看守出料口，見正常有水流出后立即告知地面充填站，停止通水，檢查各閥門閉合狀況，至此清管工作完畢。（3）、充填（加料）：加水前，將充填管子出料管加固好（可用8#鐵絲捆綁固定在兩條液壓支柱上）,防止充填時發(fā)生管路擺動傷人。有井下充填負責(zé)人告知地面負責(zé)人開始加料充填，充填過程中隨時觀測出料流漿狀況。出現(xiàn)流漿波動及流量減少、停止流漿時，及時告知地面停料，進行加水沖刷、疏料。不能及時疏料時，將井下立管事故閥打開采用錘擊法逐節(jié)檢查管路狀況。打開立管事故閥檢查管路時，施工人員站在事故閥出料側(cè)安全地點進行操作，嚴禁正對出料口操作，以防竄漿傷人。橫管堵管處理時，采用由立管向進行逐節(jié)管子打開進行處理，采用壓風(fēng)吹、水沖等方式進行處理打開橫貫檢查管路時施工人員站在管路出料側(cè)的另一側(cè)安全地點進行作業(yè)，嚴禁對出料口操作，以防竄漿傷人。處理堵管子時，由現(xiàn)場充填負責(zé)人現(xiàn)場指揮保證施工安全。（4）、（停料）、洗管停料時用專用電話告知地面停止下料，并打開井上水閥進行加水洗管，待出料口流出清水后告知地面停止供水。7、充填結(jié)束驗收(1)、充填任務(wù)結(jié)束后，由當(dāng)班班長驗收本班充填工程質(zhì)量，以及各崗位工作，處理遺留問題及當(dāng)班隱患；(2)、班長認真做好下一班的現(xiàn)場交接工作；(3)、現(xiàn)場交班后，匯報調(diào)度室。七、影響充填接頂原因的分析（一）充填漿料固結(jié)沉降充填漿料的沉降是以料將管道水力自流輸送為重要特點的老式膠結(jié)充填中一種不可防止的現(xiàn)象。首先，當(dāng)膠結(jié)充填漿料充斥井下空區(qū)后，由于大小顆粒在水中的沉降速度不一樣而使充填漿料分層離析，固體顆粒逐漸下沉，迫使大部分水離析在充填表面，當(dāng)這些水以徑流的方式脫除后，在充填表面和頂板之間就出現(xiàn)了沉縮空間。另首先，存在于固體顆粒間空隙中的重力水通過滲透方式排除后，充填體還會沉降。此外，高濃度的充填漿料充填到采場后由于脫水而存在一定的收縮率(5%～22%),嚴重影響了采場的接頂效果。因此，充填不接頂是充填料沉降的直接成果。（二）充填漿料自流坡度若采用自流輸送充填的方式，充填漿料在采場充填的過程中其骨料會出現(xiàn)沉降。因此，從充填管道出料口到采場邊緣形成自流坡度，充填漿料充填性能越差其坡度就越大。充填管出料口接頂時，由于自流坡度的影響導(dǎo)致采場邊緣或端部不能完全接頂。(三)充填料漿濃度低和濾水速度慢過低的漿料濃度，輕易導(dǎo)致充填料離析分離，增大自然坡積角。同步，大量的積水難以及時排除，占據(jù)充填空間，阻礙充填接頂。此外，伴隨充填體的提高，越向其頂部，濾水難度亦越大。由于水的大量存在，首先阻礙了充填料將流動，另首先大量料漿也污染了巷道。(四)空去頂板形狀不規(guī)整對于充填空區(qū)的幾何形狀，在回采設(shè)計時往往沒有嚴格規(guī)定，尤其是頂板形狀很不規(guī)整，再加之充填措施不合適，如單點下料，逐漸堆積，再下料點形成較大自然坡角，在堆頂堵塞下料口后，致使部分空區(qū)無法充斥，產(chǎn)生空頂。（五）洗管水和引路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路水和洗管水，而這些對采空區(qū)充填毫無益處的引路水、洗管水往往通過管路直接進入待充填接頂?shù)牟煽諈^(qū)，影響充填接頂。(六)充填井布置和充填次序不合適充填井大多不在頂板最高點，導(dǎo)致采場較高處頂板無法接頂。充填次序采用單個充填井一次充填，然后依次對剩余充填井進行充填，然后依次對剩余充填井進行充填。在這種充填次序下，由于充填漿料流速過快，在重力的作用下，砂漿在充填口附近自然分級下來的粗顆粒過于集中，很快堵塞充填口，而無法進行充填。實踐中也發(fā)現(xiàn)，相對于離充填井較遠處的頂板，充填井附近接頂效果很好，接頂面積較大。（七）人為原因影響充填接頂?shù)娜藶樵蛞膊蝗莺鲆?，如充填時間的控制，充填的管理水平、工人純熟與靈活運用充填接頂技術(shù)的程度均有較大的影響。八、提高充填接頂效果的措施理論認為，充填接頂率越高，則充填效果越好，但在實際操作中(如由于爆破原因出現(xiàn)局部超挖和欠挖現(xiàn)象使頂板凹凸不平)很難實現(xiàn)100%的充填接頂。影響采空區(qū)充填接頂?shù)脑蛑T多。為克服這些原因所采用的措施也諸多，但每一種措施都只能針對某一、兩種原因。因此，針對礦山的詳細狀況在實行充填接頂時，需要同步采用多種措施，才能到達接頂?shù)淖罴研Ч?，詳細有如下某些做法。（一）人工接頂在緩傾斜、微傾斜礦床中，人工接頂時較為常有的充填措施。人工接頂時將最終一種充填分層，分為若干個分條，逐一進行接頂。當(dāng)用水砂或膠結(jié)充填時，接頂充填每一分條前，要先立1m多高的模板，后來再隨澆鑄體的加高而加高。當(dāng)充填體距頂板只有0.5～0.8m高時，以人工將片石，碎石塞入接頂空間。但這種接頂措施勞動強度大、勞動條件差、效率低，如管理不好，接頂很不嚴密。（二）強制接頂對于緩傾斜、微傾斜礦床開采，采用常用的充填接頂措施時，接頂是不夠嚴密的。有的礦塊往往留下0.5～1.0m以上的空間未進行充填，充填效果往往不夠理想。為了深入提高充填接頂效果，往往采用強制崩落頂板法進行接頂，運用巖石破碎后，有一定的膨脹性(漲碎系數(shù)約為1.4～1.7)。運用這一特性，在充填工作結(jié)束后，采用微差爆破崩落礦柱上面支撐頂板的局部巖柱，使直接頂板能到達和超過自然冒落所需要的跨度和暴露面積，以保證頂板能及時自然冒落和密實接頂。（三）選擇合適的充填料及料漿濃度充填料沖入采場后，由于水的滲出，充填料在從飽和狀態(tài)到潮濕狀態(tài)的過程中，在毛細力作用下會發(fā)生下沉。因此，應(yīng)選擇合適的粒級分布、很好的透水性和較小的自然沉縮率及足夠的流動性作為充填料。另首先，既有充填系統(tǒng)及工藝的輸送參數(shù)規(guī)定充填漿料要有很好的流動性，而漿料的流動性隨料漿濃度的增長逐漸變差，這就限制了充填料漿的濃度。一般來說，應(yīng)選擇流動性很好又不會有太多積水存在的料漿濃度作為最佳濃度。（四）提高脫水質(zhì)量當(dāng)充填料漿濃度不很高時，充填過程中有大量積水存在。為保證接頂，規(guī)定盡快將其排除，使充填體具有足夠的密實性，從而縮短充填作業(yè)的循環(huán)時間。常用的措施有：1）運用率水管，實行下行濾水。2）；運用充填井，實行上行水泵抽水。3）構(gòu)筑脫水性能好的隔離墻，并采用輔助濾水措施。（五）管道多點下料充填工藝由于充填料漿的流動性較差，為防止進路軸向出現(xiàn)充填“死角”，保證進路充填可以充填接頂或充斥，充填時應(yīng)采用管道多點下料充填工藝，沖填的先后次序亦應(yīng)遵照充填料漿的流動規(guī)律。此外，充填下料點的位置應(yīng)適應(yīng)充填料漿的特性和充填空區(qū)的形狀變化，一般而言，充填管宜布置在空區(qū)頂板最高位置，橫斷面上部的中心處。（六）變化空頂形狀，便于充填接頂采空區(qū)頂板的形狀應(yīng)以適應(yīng)充填接頂?shù)男枰獮榧?。對于傾斜對路回采，應(yīng)使采場頂板的傾角不小于料漿自然坡積角，以滿足界定的需要為佳。對于傾斜回采，應(yīng)使采場頂?shù)装宓膬A角不小于料漿的自然坡積角以滿足接頂?shù)男枰?，傾角坡度一般在8%～15%之間。此外，若改用拱形頂板，則可很好的控制地壓，又能在受到人為原因影響時，采空區(qū)任然能部分接頂，即拱形頂板的兩則接頂。必要時，可在充填空區(qū)中央沿縱向增設(shè)一拱形小槽，以便于無法使頂板呈傾斜狀的采空區(qū)的充填接頂。（七）采用膨脹材料添加劑在充填料漿中合適加入某些膨脹劑，如3%～5%的生石灰，也可有改善充填料因凝固收縮形成的空頂。（八）加壓泵送充填料接頂由于種種意外原因而使采空區(qū)充填未接頂，且又無法繼續(xù)用充填系