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山东金岭铁矿采空区治理方法研究 以召口矿区采空区治理为例 侯明允 1 赵新卓 2 （2、 山东省第五地质矿产勘查院， 山东 泰安 271021 ） 1 概述 山东金岭铁矿召口矿区位于淄博市临淄区凤凰 镇西齐村南， 南距金岭铁矿矿部6km。本区属于大陆 性气候， 地表水系不发育， 地貌类型为山前平原。 召口矿区是山东金岭铁矿的其中一个矿区， 本矿 区下有北金召、北金召北、东召口矿井，经过多年 （1949年至今 ）的地下采矿，在深度-100m至-590m 标高段内存在大量采空区。 2007年11月6日9时30 分左右， 位于矿床西北部的淄博顺景精细化工有限公 司2＃车间东段及南侧厂区发生采空塌陷，在地表形 成一直径85m的不规则圆形塌陷坑 （见图1 ） 。 图1 地表塌陷坑 2 采空区治理方法 目前采空区治理没有统一标准， 各地区、 行业治 理方法不一， 处于摸索阶段。常见的治理方法有以下 几类 （表1 ） 表1 各行业采空区常见治理方法 山东金岭铁矿采空区治理采用采矿废石及尾矿 砂加胶固粉搅拌充填方法。 采矿废石充填 地表施工充填井， 用自卸汽车将 废石运输至充填井口； 地下通过盲竖井提升至上一水 平， 由电机车牵引1m3矿车至充填区直接翻入或采用 金-075电动铲运机铲入空区， 由铲运机挖渣接顶。质 量要求为充填率不得小于80。 采矿废石充填工艺 利用充填井将选厂废石下放 到-200m中段， 再经盲竖井下放至-240、 -310中段后， 下阶段的掘进废石通过盲竖井提升至上一水平。 尾矿砂加胶固粉搅拌充填 召口分矿胶充搅拌站 位于西副井旁，充填管路经西副井自流至井下-240m 水平中段， 沿-240m 水平大巷至西部人行， 通过充填 下山将充填管道搭设拟充填采空区位置。 充填管道采 用DN100塑钢编复合管， 直径Φ100mm， 充填料浆采 用自流形式。 为保证胶结充填排水、 卸压、 观察， 应根据矿房大 小、 顶板稳定性设置密闭墙， 采用喷浆混凝土工艺， 墙 体厚度按照设计要求在不同的水平取值不同。 施工时 在密闭墙的四周剔除深度为 1.0m 的槽，宽度为密闭 墙墙宽。为加强密闭墙和巷道的粘结强度和安全系 数， 施工时先沿密闭墙周遍敷设 1 排锚杆， 锚杆敷设 在密闭墙的中间部位，采用 Φ36mm 圆钢，间距为 0.8m， 长度 2.0m， 露出长度 0.5m， 锚杆之间用 Φ14mm 钢筋编网并焊接好， 然后用Φ50mm 钢管输送拌合好 的混凝土进行喷浆， 混凝土完全凝固后进行采空区充 填。 密闭墙作为泄水卸压墙时，每隔 1m 要设一 Φ100mm 泄水管； 靠近顶板、 底板处各设一排滤水管 道， 管径Φ50mm， 滤水管分上下两排， 下排 3 个， 距巷 道底板30cm， 上排2个， 位于密闭墙的中部。伸入密 闭墙内约40cm， 墙外 50cm。墙内滤水管按 15mm 的 间距打Φ5mm的滤水孔， 其外侧及端部采用直径小于 0.25mm的铁网和滤布包裹， 并用铁丝捆绑。墙外端带 阀门， 阀门强度为1.4MPa。 胶固粉购自湖田黄石海易胶固材料厂， 利用专用 运输车运送到现场， 打入胶固粉罐内储存， 添加时通 过螺旋给料输送机 （Φ2001250 ） 控制， 经管道将胶固 粉给入搅拌池； 胶充尾砂主要来自选场。 料浆制备由 ZL-30 铲车将尾砂铲运至砂浆搅拌 机， 与水混合搅拌成全尾砂浆， 由渣浆泵输送至立式 砂仓， 充填时尾砂浆经管道自流入料浆搅拌罐， 与胶 固粉按 1 8 比例混合搅拌均匀，充填料浆浓度为 50。 尾矿砂加胶固粉搅拌充填配料见表2 表2 充填料配比表 山东金岭铁矿召口矿区设计充填材料用量与实 际充填材料用量对比见表3 表3设计充填材料用量与实际充填材料用量对比表 各采空区充填情况见表4 搅拌好的料浆经管道输送到充填井口， 然后利用 Φ100mm塑钢编复合管沿副井自流输送至空区。 1 ） 尾砂计量 尾砂计量以ZK50铲车铲斗数作为技术依据， 每 斗计量5吨。 2 ） 胶固粉计量 胶固粉计量采用螺旋给料输送机（Ф2001250 ） 控制， 根据每小时供给的尾砂量及 1 8 的灰砂比调整 电机频率， 实现胶固粉的控制。 3 ） 充填浓度及充填量 依据每小时供给的尾砂和 胶固粉的量调整水流量， 以控制 充填浓度， 并采用浓度壶进行抽 样复检浆体浓度； 用电磁流量计 （MGG-10141612， 见图 2 ） 即时 测定浆体流量， 按照工作时间计 算充填量， 并以实际消耗的胶固 粉及尾砂量比照核实。 施工过程还应注意 1 ） 如采矿后矿房顶板较完整， 可采用开矿废石充 填； 如采矿后矿房顶板完整差， 进人观测有危险， 可采 用尾矿砂胶结充填。 2 ） 尾矿砂胶结物具有较好的和易性、 流动性， 因 此要根据矿房大小、 顶板稳定性设置密闭墙， 一般密 闭墙应设置在顶板稳定性较好处， 防止因顶板破坏密 闭墙。 3 ） 由于尾矿砂的性质变化较大， 在充填前做好配 比试验， 防止堵塞管路。 3 应用效果 根据现场观察， 采空区充填接顶情况良好 （见图 3 ） 。 在采空区充填施工过程中， 根据充填时间和充填 的空区， 先后取抗压试验样 8 组， 经 28 天养护后， 送 至淄博堂正建筑材料检测有限公司进行试验， 各空区 充填试块抗压强度在 1.5～2.4MPa， 各组抗压强度平均 值为2.01MPa （见表5 ） ， 均满足大于0.5MPa的要求。 表5胶结充填试块强度一览表 3 结束语 采矿废石及尾矿砂胶结， 使用机械设备少， 操作 方便， 充填量易控制， 充填过程简便、 易观察， 抗压强 度高； 同时能够改善矿区环境， 防止采空塌陷的发生、 发展， 同时减少了矿山占压土地， 做到了采矿的废弃 物充分利用。 参考文献 [1]泰安市矿山地质环境保护与治理方案[R]. 泰安 山 摘要召口矿区是山东金岭铁矿的其中一个矿区， 矿床西北部已经发生了大面积的采空塌陷。综合各行业治理方法， 山东金岭铁矿采用了 采矿废石及尾矿砂加胶固粉搅拌充填方法对采空区进行了治理。改善了矿区环境， 抑制了采空塌陷的发生、 发展， 同时减少了矿山占压土 地， 做到了采矿的废弃物充分利用。 关键词采空区； 塌陷； 治理； 金岭铁矿 表4 各采空区充填情况－览表 图 3 充填接顶图2 电磁流量计 中国新技术新产品 工 业 技 术 中国新技术新产品 2009NO.18 China New Technologies and Products 浅谈筒式聚合物熔体过滤机的构成及其应用 实用新型专利号 91208976 8 吴金艳 （黑龙江化工建设总公司， 黑龙江 哈尔滨 150090 ） 前言 筒式聚合物熔体过滤机， 专利号 91208976 8 是化纤行业的生产厂家用来过滤聚酯原料不可缺 少的设备， 该机分立式、 卧式， 大、 中、 小三种型号， 每种型号都是根据化纤行业生产厂家的要求使用 螺杆挤压机的型号、 聚酯原料种类的不同， 过滤精 度要求， 生产现场的安装具体情况而设计的。 下面， 就筒式聚合物熔体过滤机的构成及应用做一简单 介绍。 1 筒式聚合物熔体过滤机的构成 1.1 框式压滤机或立式、 卧式过滤器的缺点 二十世纪九十年代， 化纤行业中用来过滤聚脂 熔体原料的设备为一种板框式压滤机或立式、 卧式 过滤器， 其过滤方式是熔体原料通过螺杆挤压机的 管道进入筒式聚合物熔体过滤机的过滤器组件的 过滤筒体内， 经过金属过滤芯部件滤出， 由出料口 管道输出达到过滤的目的。 此种设备主要存在着这 么几个方面的问题 1.1.1 整机加热后温度不均匀、局部易出现过 热点， 不利于介质的分解； 1.1.2 保温层的结构不合理、 热损失严重， 加温 预热时间过长； 1.1.3 在密封结构上有一定的缺陷，存在着泄 漏问题； 1.1.4 结构单一，只有七芯以下的两室小流量 型的， 不能满足化纤行业各厂家生产发展的需要。 1.2 筒式聚合物熔体过滤机 （专利号 91208976 8 ） 的构成及其优点 筒式聚合物熔体过滤机包括， 支座体及位于其 上的筒体组件及操纵阀体。其特征在于 筒体组件 及操纵机构外罩有保温层组件， 筒体组件内依次装 有热交换器、 授液盘、 过滤器组件， 过滤器组件包括 过滤器筒体， 其内装有过滤芯， 过滤器上端盖通过 止口与过滤筒体相连， 下端盖通过密封圈与过滤器 筒体连成一体， 过滤器上端盖加工有入料口， 下端 盖加工有出料口， 过滤室筒体外罩有保温层。 上述所说的保温层组件由薄钢板或不锈钢板 焊接成形， 内腔里装有玻璃丝棉或硅酸铝岩棉。操 纵阀体组件包括阀体、 阀杆、 连接套杆、 密封垫圈、 密封圈、 螺杆套筒、 滚针轴承、 手轮支架、 手轮、 螺帽 等组成。 本实用新型筒式聚合物熔体过滤机的优点是 1.2.1 由于采用热管技术和远红外加热技术， 加热熔体温度均匀、 节能效果好， 可控制在 295℃- 315℃之间任意调解； 1.2.2 过滤精度高，可在 20μ、 25μ、 30μ、 40μ、 60μ等范围内根据需要任选； 1.2.3 由于采用独特的工艺和密封结构，因此 密封性能良好无泄漏。 1.3筒式聚合物熔体过滤机 （实用新型专利号 91208976 8 ） 的一个最佳实施例 因本实用新型可根据用户的具体要求， 进行专 门的设计， 现只介绍一款的具体构成， 以供大家参 考。 一般的筒式聚合物熔体过滤机由以下几部分组 成 1.3.1支座组件 支座组件采用标准槽钢焊接而 成， 可选用方形及三角形两种形式， 底部带有滚轮， 便于移动。 其作用是用于整机的支撑部件的安装和 其它零部件定位用。 1.3.2筒体组件支座组件上安装有筒体组件， 其作用是用来安装过滤器组件、热交换器组件、 连 接架组件及操纵阀体组件、 授液盘等。筒体组件的 作用是把设备的各部分连成一体， 筒体组件采用厚 钢板卷制， 由两块立式连接板焊接成形。 1.3.3热交换器热交换器位于筒体组件内， 用 无缝钢管焊接或铝合金铸造成形且外表涂有远红 外涂料。 1.3.4 授液盘 授液盘位于热交换器内， 其作用 是用来接收废液保持过滤器组件与热交换器组件 及其它部件的清洁， 采用薄不锈钢板焊接成形。 1.3.5过滤器组件授液盘内为过滤器组件， 它 包括过滤室筒体， 上下端盖， 下端盖通过过滤芯定 位与过滤室筒体相连。 在过滤芯定位板与过滤室筒 体下端盖之间安装有密封圈， 其作用是保证密封良 好， 无泄漏、 流量大。过滤芯安装在滤芯固定板上， 用于控制聚酯熔体原料从管道流经过滤器进行切 换。 1.3.6操纵阀组件 导向作用的操纵阀组件由阀 体、 阀杆、 连接套杆、 密封垫圈、 密封圈组件、 螺杆套 筒、 滚针轴承手轮支架、 手轮部件、 螺帽等组成， 阀 体采用不锈钢材料制造， 在筒体组件及操纵阀体外 罩有保温层， 采用薄钢板或不锈钢焊接成形。内腔 里面装有玻璃丝棉或硅酸铝岩棉， 其作用是设备的 保温、 保持热平衡作用。 整个设备的工作过程是 整机组装后， 在生产 线中安装定位， 操纵手轮， 使阀杆部件的通道与过 滤器组件管道处于相通的位置， 熔体原料通过原料 管道或螺杆挤压机的管道在一定的压力作用下， 流 进过滤器组件内， 经过过滤芯滚出， 由出料口管道 送入计量泵或喷丝箱体管道达到过滤的要求。 在运 行一定的时间为一个周期后，通过操纵阀体组件、 操纵手轮， 把阀杆部件拉向第Ⅱ过滤器组件管道相 通位置， 进行切换接通工作。达到连续过滤生产目 的。 该装置解决了现有聚合物熔体过滤设备加热 熔体温度不均匀， 过滤精度低、 泄漏严重的问题， 可 广泛作为化纤行业各种流量熔体的过滤设备。 2 筒式聚合物熔体过滤机的应用 目前，全国现有几百家大型化纤企业生产厂 家， 这些行业都需要这种过滤技术与设备。我国的 化纤行业的兴起最早是以六十年代到七十年代的 引进国外技术， 到八十年代的自主开发与各省市的 化纤企业的兴起， 到九十年代形成产业规模， 而到 二十世纪末已形成很多的企业集团和民营企业、 乡 镇企业等， 化纤行业、 精细化工行业、 塑料工业的原 材料生产企业也有几百家， 他们的年产值大约都在 五千万元以上甚至上亿万元， 也有几个亿到十几亿 的产值也不在少数， 而这些企业每年的生产设备大 多数都是24小时运行， 为保证生产的正常运行， 要 定时进行检修， 更换易损零部件， 每年的维修费用 大约都在上千万元， 再加上中小企业的设备都没有 过滤装置， 为了提高产品的质量， 就得需要进行改 造生产线， 提高产量， 增加市场的竞争能力， 给该过 滤设备的配套使用带来很好的商机。 同时这种过滤技术与方法也可以用在其它熔 体物质及液体物质的过滤领域中。 该设备的所有功 能技术要求均达到化纤行业厂家的使用要求， 在产 品性能和实用范围上都具有独特的工艺结构性能， 在过滤精度上可以根据化纤行业生产厂家的需要 设计不同档次的精度要求， 过滤能力高达到300公 斤/小时到2000公斤/小时。 由于该设备采用热管技 术加热， 保温性能更均匀， 在单位时间内比现有同 类设备节能效果更良好， 密封性能良好， 有独特的 工艺结构， 没有任何泄漏， 使用安全可靠。 该设备比 进口同类设备在价格上低一半或者更低， 易损件能 即时供应， 可以使化纤行业等生产厂家节约大量的 资金，同时完全可以代替进口产品实现国产化， 为 国家和企业节省大量的外汇费用。 该产品聚合物过滤机， 曾获得黑龙江省机械工 业委员会科学技术进步奖励证书， 及其他部门的奖 励证书。 在吉林省举办的 “当代专利科技成果转让博览 会” 上， 该产品被评为金奖。 摘要一种筒式聚合物熔体过滤机， 包括支座体及位于其上的筒体组件及操纵阀体， 其特征在于 筒体组件及操纵机构外罩有保温层组 件， 筒体组件内依次装有热交换器、 授液盘、 过滤器组件， 该装置解决了现有聚合物熔体过滤设备加热熔体温度不均匀， 过滤精度低、 泄漏严 重的问题， 可广泛作为化纤行业各种流量熔体的过滤设备。 关键词聚合物； 熔体过滤机； 热交换器； 授液盘； 过滤芯 东省第五地质矿产勘查院， 2007 [2]泰安市矿山地质环境保护与治理方案[R]. 泰安 山 东省第五地质矿产勘查院， 2007 [3]侯明允．山东金岭铁矿召口矿区采空区充填施工监 理总结报告 ［R］ ．2008113， 泰安 山东省第五地质矿产 勘查院， 2008 [4] 侯明允．山东金岭铁矿召口矿区采空充填施工总结 报告 ［R］ ．200815， 泰安 山东省第五地质矿产勘查院， 2008 [5] 侯明允．山东金岭铁矿召口矿区采空区充填施工设 计 ［R］ ．200818， 泰安 山东省第五地质矿产勘查院， 2008. 作者简介侯明允 （1961- ） ， 男， 1983 年毕业于郑 州地质学校， 工程师， 主要从事水文地质、 环境地质、 工程地质勘查评价工作。 122--