采礦工藝下環境保護論文

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1采礦工藝

1.1采礦方法選擇

礦山早期采用空場法采礦，由于礦體頂底板不穩固，采場塌方嚴重，制約了采礦能力，且開采損失、貧化均較大，實際生產能力僅為30萬噸/年。另外礦區所處的地表環境如遭到破壞，其環境治理成本是無法估量的，且難以恢復到原始地貌和原始生態景觀。為從根本上解決采礦方法帶來的問題，礦山聯合設計研究單位對尾砂膠結充填法進行了實險研究，最終確定選用上向水平分層盤區間柱式充填法，充填骨料為選礦產生的尾礦砂，膠結材料為新型尾砂固結材料。

1.2礦塊布置及構成要素

水平厚度大于15m的礦體，采場垂直走向布置，采場長度為礦體水平厚度，采場寬為8～10m，中段高度為40m，頂柱高度3m，底柱高度5m。多條平行薄礦體（水平厚度小于15m）或主礦體附近的零星小礦體，多條礦脈聯合開采，盤區垂直走向布置，一條礦脈為一個采場，中間的夾石層作永久礦柱，盤區長50m。單條礦脈水平厚度小于15m的礦段，盤區沿走向布置，采用進路式開采，盤區長100m，分層穿脈布置在采場的中央，分成左右兩個采場，進路寬為5m，根據礦體厚度確定進路條數。盤區之間留永久性間柱，寬3～4m，頂柱高度3m，底柱高度5m。

1.3采準工程

采準工程主要包括充填回風井、分段巷道、溜礦井、人行井、出礦巷道等。根據該礦礦體比圍巖穩固的特點，采準工程位置優先考慮施工于脈內。分段巷道：布置在礦體下盤，通過分段聯絡巷道與斜坡道相通，通過分層聯絡巷與盤區內運輸巷相通，無軌設備經過斜坡道、分段巷道、盤區運輸巷進入盤區內。充填回風井：開口布置于穿脈內，底柱段垂直掘進，上部根據礦體傾角和厚度按一定角度施工至上中段穿脈。充填回風井內架設充填管路，用于采場的充填和回風。盤區內4個采場共用2條充填回風井，施工時應考慮充填回風井和盤區運輸巷的相對位置，保證盤區運輸巷片幫壓頂時，能夠和充填回風井貫通，減少盤區內采礦、充填作業的相互影響。溜礦井：礦體厚度較大，垂直走向布置的礦塊，采用鋼溜井順路架設。溜礦井架設于充填回風井底柱段之上，下口安裝放礦閘門。鋼溜井用σ10鋼板焊制，鋼溜井直徑φ1.1m；礦體厚度較薄，沿走向布置的礦塊，溜井布置在下盤脈外，采用噴錨網支護。出礦巷道：布置于采場下盤端部，與溜礦井、充填回風井、人行井相通。泄水聯巷和人行泄水井：泄水聯巷垂直于穿脈施工，人行泄水井布置于穿脈或泄水聯巷中，采場內采用鋼井筒順路架設，井筒內焊制人行梯子間。

1.4回采工藝

1.4.1切割拉底。盤區采場采準工程完畢后，進行切割拉底工作。拉底工作從出礦巷道開始。首先在施工有設備井的采場內由下盤向上盤掘進2.2m×2.2m的拉底巷道，完成后，鏟運機進入采場。

1.4.2鑿巖爆破。鑿巖采用7655型風動氣腿式鑿巖機，水平孔落礦，炮眼深度為2.1m。落礦眼交錯布置，排距0.7-0.8m，孔距0.8-1.0m。起爆采用非電導爆管起爆。盤區內各采場第一分層回采高度為4.5m，其它分層回采高度為2.5m。

1.4.3采場通風。新鮮風流經中段運輸巷、穿脈、人行井進入采場，清洗工作面后的污風經采場充填回風井排到上中段回風平巷內，最終由風井風機抽出地表。

1.4.4采場出礦。采場出礦采用XYWJD-1型電動鏟運機。每個盤區配備一臺鏟運機，采場落下的礦石，由鏟運機鏟裝，經盤區運輸巷運至溜礦井卸載。

1.4.5采場充填。盤區內采場分層回采結束后，按設計架設溜礦井和人行泄水井。采場與出礦巷道相鄰處架設木板墻，板墻內掛土工布。充填管路從充填回風井經出礦巷道架至采場，用支架固定在采場中央。采場每分層充填高度為2.5m，采用尾砂膠結充填，灰砂比為1:8，充填體上表面抗壓強度為0.8～1MPa。每分層充填后，留有2.0m的控頂距，作為下分層回采的爆破自由面和通風的通道。充填體養護7天后，方可進行下分層的回采工作。

1.4.6礦柱回采。盤區內采場間留有1.0～4.0m寬的礦石間柱，后采采場回采時，回采相鄰間柱，間柱保留長度不小于4m。間柱回采時，每隔4m回采5m，各分層應保證保留間柱在垂直方向上的連續性，盤區與盤區間的礦柱不回采。采場頂、底柱采用進路式充填采礦法回采。采場最后分層回采結束后，進行充填接頂工作。

2生態環境保護效果

礦山經過十多年的開采，同時對以往空場法遺留的采空區采用尾砂膠結注漿處理，區內地表未發生裂縫、塌陷及河流干涸現象，地表生態環境未遭到破壞。礦山通過采用尾砂膠結充填采礦工藝，選用合適的充填體強度，對空區進行充填接頂處理，避免了空區頂板塌落引發地表沉陷的可能性，從根本上保護了地表生態環境。初步估算，雖然采用充填法開采使噸礦成本增加25元左右，但由于減小了貧化和損失，節省了環境治理成本，實際為企業每年帶來近億元的經濟效益，多方面均取得了較好的效果。

3結束語

礦山開采中，如果采用的采礦工藝不合適，就會造成地表塌陷，致使開采區域生態退化、環境破壞，嚴重時會造成沙化現象。趙案莊王道行礦區采用尾砂膠結充填法很好的保護了礦區生態環境。為了保護生態環境，非煤地下礦山應加大對充填法的研究和應用，采用科學的采礦工藝，從根本上保護礦區生態環境。

作者:李學宏單位:河南天泰工程技術有限公司