长壁式采矿法地压管理方法初探.pdf

2 0 0 2年 1 2月 第 3 1卷第 6期 有色 矿 山 No nf e r r ou s M i n e s De c ． ， 2 0 02 Vo1 ． 31 NO． 6 长壁式采矿法地压管理方法初探 齐 清 山东 王村 铝土矿 ，山东 淄博 2 5 5 3 1 1 [ 关键 词 ] 铝 土矿 ；长壁法 ； 地 压管理 [ 摘要 ]根据长 壁式采矿法 地压活动特 点， 分 析 了传统 的地压管理存 在的 问题 ， 提 出了改进 思路和改进措 施。 [ 中图分类号]T D 8 5 6 ． 1 1 2 [ 文献标识码]B [ 文章编号]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 2 0 6 ． 0 0 1 6 0 2 Di s c u s s i o n o n g r o u nd c o n t r o l m e t h o d o f l o ng wa l l m i n i n g QI Qi n g Wa n g c u n B a u x i t e Mi n e ，S h a n d o n g ，Z i b o 2 5 5 3 1 1 ，C h i n a Ke y wo r d sb a u x i t e；l o n gwor k；gr o un d c o nt r ol Ab s t r a c t Ac c or d i n g t o gr ou n d pr e s s u r e a c t i v e c o nd i t i o n o f l o ng wa l l mi ni ng，t h e p r ob l e m s o f t r a di t i o n a l gr o un d c o nt r o l a r e a n a l y s e d， a nd i mpr o v e me nt t hi nki ng a nd me a s u r e s a r e p u t f o r wa r d． 1 引言 长壁式采矿法是开采缓倾斜层状矿床所广泛应 用的采矿方法。其地压管理方法为崩落顶板充填采 空 区， 以达 到泄 压之 目的， 从 而保证 采场安 全。 因 此， 地压管理方法的优劣， 直接关系到采场及作业 人 员的安全 ， 也是评价采矿方法的最重要的依据之一。 山东王村铝土矿通过 对地压管理方法 的改进， 取得 了较好的经济效益。 2 矿 山概况 山东王村铝土矿是 省属 大 Ⅱ 型矿山企业， 矿 石主要赋存在上二迭系的上石盒子统和下二迭系的 下石盒子统之间， 属 陆相盆地胶体化学沉积型矿床。 矿体 多 呈 层状 产 出， 层 位稳 定。矿 石 主要 成分 为 A1 2 O3 ， 硬度 f4 ～6 ； 矿体东西 走向， 长 2 2 0 0 m， 矿 层平均厚度 2． 4 m， 倾角平均 1 3 。 ， 矿体顶板为致密铝 土岩， 顶板为砂 质粘 土或砂 页岩， 矿石 和 围岩均稳 固。地表为山地， 允许 崩落。 自 1 9 6 2年 建矿以来， [ 收稿 日期 ] 2 0 0 2 ． 0 7 ． 0 4 [ 修订 日期 ] 2 0 0 2 ． 0 9 ． 2 9 [ 作者简 介 ]齐 清 1 9 6 6一 ， 男， 山东 淄博 市 人， 高 级 工程 师， 从 事矿 山生产技术管理 工作 。 主要采矿方法一直 采用长壁式采矿法， 地压管理方 式为密集木支柱 自然切顶。 3 地压管理 工艺及 存在 问题 长壁式采矿法传统 的地压管理是建立在较为理 想的顶板稳固性基础之上 的。在长壁式 采矿法 中， 回采工作面沿倾斜方 向布置， 沿走 向方 向推进。随 回采工作面的推进， 为保证工作空间的安全， 需不断 架设木柱。一般 采用密集型木支柱维护顶板 ， 木柱 直径 o 1 8 0 ～2 2 0 mm。当悬顶距太大时， 将一排密集 支柱进一步加密 主要是加堵行 人间隙 ， 形成切顶 支柱， 其外侧木柱一律用撤柱绞车撤 出， 促使其外侧 采空区顶板沿切顶支柱 自然切断、 冒落 ， 充填采空区 空间， 从而减轻工作空间的顶 压。 山东王村铝土矿多年的实践证 明， 切顶支柱往 往只能促使直接顶折 断， 而老顶 一般 在采场暴露面 积较大 时才开始活动。二次顶压显现 时， 切顶支柱 和工作面支柱顶压剧增， 顶板沿长壁面断裂， 断柱严 重 。为了保证工 作面安全， 一般采用加强切顶支柱 和工作面支柱 、 更换断柱等措施 ， 但效果不好。常常 是整个控顶 区全部 冒落 称塌面 ， 被迫停 产。一次 塌面坑木损失达 4 0 ～5 0 m3 ， 生产十分被动， 经济损 失较 大 。 维普资讯 第 6期 齐清 长壁式采矿法地压管理方法初探 1 7 4 改进地 压管理 的 思路 改进地压管理的 思路 ， 是综合考虑安 全、 技 术、 经济三个因素， 使其达 到安全可靠 、 技术可行 、 经济 合理。为此 ， 将空场法 极限跨度理论 引入长壁法的 地压管理 中， 将长壁工 作面的连续推进 改为间断式 推进 ， 从而实现安 全、 技术和效 益的有机结合 ， 生产 争取 主动， 达到最佳效果。 5 改进 地 压管理 的实践 针对生产 中暴露 出的问题 ， 采取 了分段人工底 柱、 工作面支护、 撤面及新 开工作面等措施， 取得 了 较好的效果。 5 ． 1 分段人工底柱 上下分段之 间不再保 留分段 矿柱， 用预制混凝 土块搭砌“ 井” 字垛支护装矿 、 运输平巷 ， 并做为下分 段回采时的上安全道和回风巷。这样不仅节约了一 条脉内采准平巷和 多条 联络道， 而且充分 回收 了矿 石资源， 提高 了矿石 回采率， 且更利于泄压和下分段 的回采 见图 1 。人工底柱随工 作面推进而 同时搭 砌好， 并施以木棚加固。混凝土块在地表预制 ， 混凝 土预制块规 格 1 ． 1 m0 ． 1 5 m0 ． 1 m。配制 材料， 水泥 为 4 2 5 普通 硅 酸盐 水 泥 ； 细骨 料 为 ． 1 5～ 5 mm河 砂 ； 粗骨 料 为 中 1 0～1 5 mm 碎青 石 ； 配 筋 为 ．5 mm钢筋。混凝 土预制块 在地 面制作和 养护， 保证 了其抗拉和抗压强度 。实践证 明， 混凝土预制 块“ 井” 字垛能够达到预期的 目的。 B B 图 1 平巷支护示意图 1 一采空 区； 2 一 圆木 ； 3 --木 棚顶 ； 4 一预 制混 凝 土块 垛 ； 5 --木 棚 腿 ； 6 一背板 混凝土 预 制块 的投 入， 维 护 巷道 费 用平 均 为 1 1 7 ． 4 0元／ m， 增加了支 出， 但却减少 了一条 采准 巷 道 1 5 0元／ m 以上 和多条联络巷的掘进 ， 其优越性 显 而 易 见 。 5 ． 2工作面支护 工作面支护木支柱的形式。根据木支柱的不 同 作用 ， 采用不同的柱距， 共分三类 一类为普通支柱 ； 第二类为密集支 柱； 第三类 为切顶 支柱。普通 支柱 紧靠长壁工作面， 柱距 1 ． O m， 排距 1 ． 2 m。随工作面 的推进， 外侧支柱逐排加密， 成密集支柱。密集支柱 每隔 5 ～8 m， 留一 宽 0 ． 8 m 的行 人间 隙。在上平 巷 设置撤柱绞车， 按 见四 排 回一 排 的规 定将多余 支柱全部撤 出。撤柱前 ， 最外排密集柱 须进 一步加 密， 形成切顶支柱 ， 工作面空 间 即长壁工作面控顶 区 始终保留三排密集支柱 即边支边 回， 见图 2 。 AA 图 2工作 面支 护不意图 1 一 上平巷 ； 2 一长 壁 工作 面； 3 一普 通支 柱 ； 4 一 密集 支柱 ； 5 m 下平巷 ； 6 一切顶支 柱 ； 7 一混凝土预 制块垛 ； 8 m采空 区； 9 一 柱帽 5 ． 3 撤面及新开工作面 根据矿 山实践经验， 当采 空区面积接近极限面 积时， 伪顶开始大面积崩落， 老顶来压前的预兆比较 明显。从 伪顶崩落到老顶 来压一般在 7 ～1 0天， 利 用此时间差 ， 将采场内的支柱全部撤 出。撤柱时， 沿 倾斜 由下而上 、 由远而近顺序撤柱。 撤柱工作完成， 支 护好平巷后， 留 3 ～5 m 按矿 厚而定 矿柱， 掘 一条 切割上 山， 作为新的 回采工作 面。回出的坑木可以复用。矿柱待老顶来压后再行 回采。切割上 山的施工 同时增 加了矿石 回收， 补偿 了掘进费用支 出。 6 改进后的地压管理方法评价 1 改进后的地压管理方法， 不仅使生产人员的 安全得到 了保障， 同时极大地降低了坑木消耗 ， ‘坑木 费用 在 矿 石 单 位 成 本 中 由 4 ． 1元／ t下 降 至 1 ． 5 元／ t ， 效益明显。 下转 第 3 1页 维普资讯 第 6期 雷耀新等 从尾矿中回收铋 的试验研究与生产实践 3 1 表 明该流程适用盘古 山钨矿从细泥尾矿和精选硫化 尾矿 中回收铋。 5 ． 2主要生产技术指标 1 9 9 9年至 2 0 0 1年低度铋浮选主要生产技术指 标见 表 8 。 表 8 1 9 9 9 ～2 0 0 1年主要生产技术指标 由表 8中可得出如下结论 。 1 生产的低度铋品位均优 于试 验所得精矿品 位 1 0 ． 2 3 ％， 实际平均达到 1 2 ． 8 0 ％； 2 该工艺 铋 回收率 基本维持 在 4 3 ％左右， 与 试验所得数据相当， 实际平均达到 4 3 ． 6 8 ％； 3 低铋 金属 产量 占全 厂铋 金属 产量 1 8 ％左 右， 是一个非常理想的指标， 3年平均每年为企业多 回收铋金属 1 8 ． 4 2 t 其中 2 0 0 0 、 2 0 0 1 年， 由于矿山的 生产能力整体调低， 选矿生产由 1 9 9 9年以前的三班 改为两个小班作业 。 5 ． 3 生产过程中应把握的几个技术问题 5 ． 3 ． 1 细 泥尾 矿 浮铋 应 把握 三 点 1 浮选扫选 尾矿 中的铋 7 0 ％左右呈氧化铋状 态， 因此研 究氧化铋的浮选技术， 是提高铋综合回收 率的重要途径之一 ； 2 精选 矿浆浓度应 大于 1 5 ％ 生产实践证 明 以 2 5 ％为最佳， 浓度过低， 回收率降低 ； 3 该项 目投产后， 为节省药剂费用， 开展 了以 废碱液代替碳酸钠 作浮选 p H 调整剂 的试 验研 究， 废碱液是该矿工业生产 中排出的氢氧化钠废液， 仅 此每年节约成本近 5万元。实践证明既经济又不影 响生产指标， 是提高企业经济效益的重要措施之一 。 5 ． 3 ． 2 硫 化 尾 矿 浮 铋应 把握 二 点 1 浮铋的矿浆 p H值必须控制在 8 ． 5 ％左右。 2 磨矿 产品粒度 应严格控 制，一0 ． 0 7 4 mm 占 5 0 ％～5 5 ％， 钢球的添加应分次及时进行， 钢球大小 配 比应合理。2 0 0 1 年开始该 矿结合 实际， 将原试验 设计的开路磨矿改为现行的闭路磨矿， 效果理想。 6 结语 1 用浮选法强化细泥、 硫化尾矿中铋的二次综 合 回收在技术 上是可行的， 经济上效果显著。 由此 可使选 厂铋的选矿综合 回收率提高 1 2 ％以上， 铋的 总回收率达 到 5 6 ％～5 8 ％， 每年 为企业创 利 2 0万 元 以 上 。 2 随着该矿采掘 中段下移， 原矿中铋含量将逐 年升高 2 0 0 1年达到 0 ． 0 8 1 4 ％， 细泥和精选 尾矿综 合含铋达到 0 ． 2 2 5 ％ ， 因此该成果的应用将更加充 分体现出来。 3 该矿细泥尾矿和精选硫化尾矿 中钨 的含量 分别达 0 ． 2 2 ％和 1 ． 1 0 ％， 每年在这两部分中损失的 钨金属 分别达 到 4 0 t和 2 0 t 左 右， 合计达 到 6 0 t 左 右， 若按 5 0 ％的浮选 回收率计算， 一年 可 回收钨 金 属量 3 0 t 以上， 在不影响铋浮选 回收的前提下 ， 通过 选矿试验研 究和经 济效益 的对 比工 作进 行钨 的 回 收， 是今后值得研究的重要课题。 上接 第 1 7页 2 上下分段 间不 留矿柱， 既节 约 了 5 0 ％的采 准工程量， 而且提高 了矿石 回采率。同时更容易消 除压力支撑， 促使空区极早崩落。 3 空区崩顶泄压后， 矿柱基本可 以采透 ， 而矿 柱的采透又进一步促 成了顶板的完全泄 压， 从而进 一 步保证 了采场安全， 并为下一个分段 的 回采消除 了 后患 7 结语 地 压管理工 作是地 下开采 矿 山的一项重要 工 程， 如何有效 、 经济、 安全地控制地 压， 是矿山技术管 理的主要 内容 。笔者认 为， 地压管理应 综合考 虑多 方面的因素， 因地制宜地制 定对 策， 不能默守 陈规。 这是矿 山安全开采的条件之一 。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 解世俊 ． 金属矿 山地 下开 采 [ M] ． 北 京 冶 金工 业 出版 社 ， 1 9 8 6 ， 1 7 0 1 7 8 ． 维普资讯