下向水平分层进路式胶结充填采矿法回采进路通风问题探索

2014-02-17肖玉武

新疆有色金属 2014年4期

关键词：风井联络采场

肖玉武

(新疆喀拉通克矿业有限责任公司富蕴836107)

下向水平分层进路式胶结充填采矿法回采进路通风问题探索

肖玉武

(新疆喀拉通克矿业有限责任公司富蕴836107)

在下向水平分层进路式充填采矿法回采过程中，采场通风一般是新鲜风流由中段运输巷道经通风井进入分段道，通过分层联络道、分层道进入回采进路工作面。污风由采场顺路充填回风井排到上中段回风平巷，最后经回风井排出地表。该采矿方法在进路回采过程中回采进路未连通分层道和充填道时，一直处于独头工作面，回采进路的通风问题将成为采矿的一大难题。笔者结合20多年工作经验，将在本文中针对该问题详细讲解个人看法和解决办法。

充填采矿法进路通风

1 前言

喀拉通克矿业公司始建于1988年，一期开采对象为Ⅰ号矿体的特富矿，采矿规模为250 t/d，采用上向水平分层胶结充填采矿法，分矿房和矿柱两步回采。二期工程于1998年开始建设，在原有采矿规模250t/d特富矿的基础上，扩大到1000t/d，开采对象为Ⅰ号矿体的富矿和特富矿，采用上向和下向进路倾斜分层胶结充填采矿法。二期工程富矿回采自2001年投入生产，2002年全部过渡为下向进路倾斜分层胶结充填采矿法。三期工程于2005年开始建设，至2013年竣工，三期技改后生产力将达到5400t/d，开采高程由830m水平至650m水平沿深至260m水平，开采矿体由Ⅰ号矿体到Ⅱ号矿体东、西段以及Ⅲ号、九号矿体，生产战线长达2 km。

2 喀矿下向水平分层进路式胶结充填采矿法简介

下向水平分层进路式胶结充填采矿法采场（即盘区）按矿体走向布置，在矿体走向方向每80 m划分为一个盘区，回采进路沿矿体走向布置。采场的宽度为矿体的厚度。采准工程有分段巷道、分层联络道、矿石溜井、废石溜井、溜井联络道、泄水井；切割工程有分层道。采切工程中只有分层道布置在脉内，其他工程均布置在脉外。通过采区斜坡道连接各个分段巷道，从分段巷道向矿体掘分层联络道。

下向进路胶结充填法的分层高度为4 m，分段高度为12 m，即每个分段巷道服务3个分层，通过分层联络道从分段巷道进入矿体。采准切割顺序为：采区斜坡道→分段巷道→分层联络道→分层道→进路。

回采、出矿：下向进路胶结充填法回采工序包括凿岩、装药、爆破、通风、撬毛、出矿、支护。从分段巷道向盘区采场中央部分掘分层联络道、分层道直至矿体上或下盘，然后沿矿体走向以水平进路的形式进行回采，每条进路的长度为40 m，进路的规格为5 m×4 m。设计一个盘区有2条进路同时回采（不包括充填进路）。回采进路的选择采用隔二采一的方式，便于回采进路的两帮或者为矿体或者为已经凝固的充填体，有利于采场的稳定。当一条进路开采完毕后，马上进行充填作业，当一个分层的进路全部回采完毕后，便转入下一个分层进行回采。

采场通风:新鲜风流由中段运输巷道通过进风井进入分段巷道，经分层联络道、分层道进入回采进路工作面。污风由采场顺路充填回风井排到上中段回风平巷，最后经回风井排出地表。

采场进路采用灰砂比为1∶4的胶结充填料浆充填，上部（2m高）采用灰砂比为1∶8的胶结充填料浆充填。进路底板需铺设钢筋网，主筋直径为Φ12mm，网度1000mm× 1500mm；副筋直径为Φ6.5mm，网度300mm×500mm。

3 存在问题

下向水平分层进路式胶结充填采矿法采场（即盘区）按矿体走向布置，在矿体走向方向每80m划分为一个盘区，回采进路沿矿体走向布置。进路回采过程中，从分层巷开口回采至后端充填道，连通顺路充填回风井后形成风流循环(图1)。回采进路未连通分层道和充填道时，一直处于独头工作面，回采进路的通风问题会比较困难，爆破后需要的通风时间较长，一般在8 h。

另外，因矿体成形不规则，部分地段的盘区回采进路会更长，加之盘区回采深度也在不断增加，作为独头作业面的回采进路通风将更加困难，部分工作面温度已经不再适合工人工作，平均在30℃左右。CO浓度也久聚不散，在正常通风8 h后，CO浓度还在300 ppm以上，一般爆破后需要16 h通风时间才能继续作业。这种现象对盘区正常生产造成巨大的影响，也对工人的安全带来极大的隐患。

图1

4 解决办法

针对这种情况，笔者经多方考察，研究讨论，结合本身的工作经验，提出解决办法，特与大家分享。

⑴针对通风较为困难的盘区在其顺路充填回风井井口安装一台局扇，加强通风效果。

⑵在盘区进路开始充填假底时，在分层巷、进路开口处留一人行通风井，并用废弃的通风管每间隔10 m一根预埋在充填体内；充填接顶时做一人工假巷（人工假巷以后每3层做一个）,假巷连通进路后端顺路充填通风井，并与充填假底时预留的人行通风井和通风管连通，形成循环风流（图2）。人行通风井和通风管在以后的每层充填时都往下顺延，这样就使盘区转层后分层巷及进路能迅速的形成新鲜风流循环。其中需要注意：各个盘区同时改造时，需要调整矿井整体通风情况。必要时还需更换合适的主要通风机或增加主要通风机辅助通风。

图2

⑶局扇的选择也很关键。盘区局扇是盘区通风系统好坏的重要指标，选择合适的通风机可以保证所选择的通风机满足盘区通风要求，并且通风机运转轴功率最小，节约能源，降低矿井生产的运转费用。在本次改造中，通风机及电机设备都是按改造后通风容易时期和困难时期最大需风量选型的。而各个盘区生产循环周期不同，其范围不同，产量不同，有的还受地质条件限制影响，所以各个盘区实际通风机的选型存在差距，因此，可根据各盘区实际要求分别采取更换通风机，提高其运转效率，实现经济运行。

⑷增设主要通风机辅助通风时附属装置也很重要。它是通风机装置的重要组成部分，包括风硐、扩散器和反风设施等等。附属装置的结构是否合理，施工质量的好坏，直接影响通风机的装置效率和节能效益。

因此，在进行改造时还要特别注意以下几个方面：①要保证风硐的断匝，使风硐的风速保持在10～15 m/s。风硐的断面形状应尽可能采用圆形和半圆形，风硐的表面应采用水泥沙浆抹面，保持表匝的光洁度，以减少摩擦阻力系数。②在风硐布置形式上，应采用单一斜上式的，直接与井筒相连，尽量减少转弯数，风硐与风井联接处的联接角要求≤60°，其联接处的内外转角应圆滑，特别是内转角，应抹成双曲线形，则局部阻力更小。③风硐中应清除障碍物，保持风道畅通，使风硐的总阻力＜200 Pa，并且小于全矿井通风系统总阻力的10%。