固体废弃物充填地下采空区的实践

参考文献:

[1]　中华人民共和国煤炭工业部制定1防治煤与瓦斯突出细则1[2]　煤矿安全规程(2001版)1

[3]　淮南矿业集团潘一矿12322(3)工作面已无煤与瓦斯突出

危险性论证报告,2004-061

Comprehensive protection measures for exploitation

of coal layer having coal &gas ejection danger

WANG You 2qing ,DAI G uang 2long

(Anhui University of Technology ,Huainan 232001,China )

Abstract :According to the situation that working stope 2322(3)of No.13-1coal layer of Panyi Coal Mine has coal &gas ejection danger ,reasonable protection measures have been taken that have avoided the danger.

K ey w ords :exploitation of coal layer ;ejection of coal &gas

收稿日期:2005-05-23

作者简介:董根论(1963-),男(汉族),福建泉州人,福建省潘洛铁矿副矿长,工程师。

固体废弃物充填地下采空区的实践

董根论

(潘洛铁矿,福建龙岩364405)

摘要:介绍了潘洛铁矿采取坑内掘进废石内排、选矿抛废回填等充填井下采空区措施,提高了主井出

矿能力、减少了征用土地、消除了安全隐患,取得了明显的经济效益。

关键词:井下采空区;废石内排;尾矿充填中图分类号:X 75 文献标识码:A 文章编号:1671-8550(2005)05-0015-02

0　引言

福建省潘洛铁矿洛阳矿区原为露天开采,开采储量逐年减少。为保持全矿的生产规模和满足福建省的矿石需求,于1993年建成一期年产20万t 铁矿石的地下开采矿山,二期工程于2001年开始。整个地下开采系统由主竖井和辅助斜井组成,初期采用无底柱分段崩落法开采,并有部分房柱法配合回采,现在主井系统主要采用留矿法和房柱法进行开采。

1　存在问题

由于矿体赋存在地质、水文条件变化较大的区域,加之当时井下生产管理经验不足,生产中暴露出来的问题较多,主要有采矿方法选择不当、矿石损失贫化率大、生产能力增长缓慢、采空区存在隐患、淋水溶洞、主井提升机能力以及地面堆渣场所、尾矿库容有限等诸多问题。

2　解决问题的途径

为充分回收矿产资源、解决矿山生产中存在的问题、提高矿山生产能力和经济效益,潘洛铁矿协同马鞍山矿山

研究院于1996年开始进行地下开采技术的研究工作,时至

今日,找到了适合的采矿方法,生产能力超过设计能力,贫化率由20%下降到5%,基本解决了淋水等问题。用固体废弃物充填地下采空区的技术项目已于2003年9月获准立项,项目编号为2003H041,充填方案示意图见图1,时间安排见表1。

3　实验与实施

311　内排方案

井下采空区到目前为止多达30个,大的采空区有6万m 3

,小的也有500m 3。同时,近来进行的井下二期维简工程量大,掘进废石多,为了不占用农田和解决井下采空区安全隐患问题,经可行性研究后,将二期工程掘进废石通过盲斜井和130m 中段,用农用车转排至100m 中段的0#、1#、2#、3#和23#等9个采空区,2003年至今已完成内排废石1617万t ,充填采空区10万m 3,同时为保证安全底部开挖泄水井,铺盖过滤层以便泄水。无发现采空区塌陷现象和不安全隐患。同时废渣(石)无须提升到地表,主提升机运矿能力增加,取得一定的经济效益。但无法把整个采空区充实,因为采空区空间有限,特别是充填到一定位置时采用矿车卸矿是无法充填扎实的,还会留有很大空间。312　选矿抛废回填

井下充填要与地面充填相结合,由上往下充填,并采取其它措施(在尾砂中加入一定的水泥来固化)就可以解

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1第3卷　第5期2005年10月 矿　业　工　程Mining E ngineering

决上述问题。每年选矿厂抛出的废石约5万t 、粒度在60

～0mm ,原用来充填露天采区,到2004年初就已堆满。为了解决选矿抛废的堆放问题,经现场考察研究采用往坑内采空区排放的措施。在相对大的采空区一侧斜上方开挖一条充填井,废弃物由上方倒入采空区,充填井长30m (150m 3),泄水井长40m (160m 3),2004年第三季度开始充填。

表1　充填时间表

项目时间

内容完成时间

内排

2003井下废渣2003～2008外充填(车运)2004选矿废(石)

2003～2008

外充填(管道)

2005

选矿尾砂加少量水泥2005～

2008

图1　充填示意图

313　尾砂充填

31311　尾砂渗透系数的测定

采空区充填实际上还可以利用选矿尾砂,这样废石的孔隙都可以填满使整个充填体更扎实。采用选矿尾砂经过浓缩后加少量的水泥,用管道由上而下的进行充填,可使

整个充填体更加坚固,采空区更加安全。

经验表明,在坑内采空区进行尾砂水力充填时,充填料必须有良好的透水性,否则不能起到支撑采空区顶板的作用。为了选择合适的充填尾砂,需要对尾砂的渗透系数进行测定。至今已经完成了6组不同细度尾砂的测定工作,为合理确定充填尾砂细度提供了依据。31312　尾砂分级和充填模拟试验

选矿厂排出的尾砂浓度<12%,细度-74μm 含量在60%以上,-38μm 含量达40%以上,属低浓度细粒尾砂。根据渗透系数测定结果,-38μm 含量小于18%的尾砂透水性较好,可满足坑内充填的需要,为此必须对选厂排出的全尾砂进行分级,将-38μm 含量控制在18%以下,将多余的和更细的部分分离出去,方可作为充填料用。为了选定合适的充填尾砂,用水力旋流器进行了分级试验。通过理论计算,选择 250和 300mm 两种水力旋流器的6种不同直径的沉砂口进行了分级试验。前后共进行6组试验,对试验时输送的磁尾和各旋流器沉砂及溢流的浓度、细度分别进行了取样和分析,并对每组试验的分级效率进行了计算,共获数据100多个。同时还进行了充填模拟试验,对尾砂充填过程、脱水状况、充填体的固结程度有了定性的了解。2004年底,分级试验已基本完成,现正在总结分析之中,为合理选择水力旋流器、适合充填尾砂的充填方案提供了可靠依据。31313　尾砂充填方案的实施

目前,尾砂充填理论研究和前期试验工作已结束,充填设计方案已完成。定于2005年初进行设备的安装,争取上半年在原来已用废渣(石)充填的比较小的采空区实施尾砂投入充填工作,同时逐步加一些固化剂(水泥),掌握好水泥用量,以利对大一些的采空区进行充填。

4　结语

经过两年的井下采空区的充填试验与实践表明,采用内排、选矿抛废回填和尾砂充填等措施减少了主井卷扬机的负荷,即在一定的时间内增加运转率,采矿量已由投产时的914万t ,逐步提高到24138万t 。减少地面运输,减轻尾矿库的负担,可延长使用年限,减少土地征用,经济效益明显。而对于固化剂(水泥)的加入量需进一步试验,但这不影响整个项目的实施与生产。

Practice of goaf back f illing using solid w astes

DONG G en 2lun

(Panluo Iron Ore Mine ,Longyan 364405,China )

Abstract :In Panluo Iron Ore Underground Mine ,the method of using inner 2disposal of waste rock f rom drivage and using tailings f rom beneficiation to back fill goaf s is adopted.The method has achieved remarkable profits such as increment of ore output lifted by main shaft ,reducing of occupation of land ,elimination of hidden dangers.

K ey w ords :underground goaf ;waste rock inner 2disposal ;back filling using tailings

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