安全开采技术范文（精选12篇）
安全开采技术 第1篇
1 高产高效炮采工作面长度
以前在确定工作面长度时, 一般从地质条件和生产需要出发, 主观随意性较大, 此煤矿开展了对采煤工作面高产高效长度的研究, 通过对影响面长的地质、技术和经济等要素进行分析研究, 缓倾斜煤层工作面内不超过二台刮板运输机出煤, 结合装备能力和技术管理水平, 综合分析刮板运输机设备性能, 得出煤矿炮采面长最佳区间值:缓、中倾斜煤层常用面长100~200m, 高产高效面长150m;缓、中倾斜煤层放顶煤面长100~150m, 缓倾斜煤层高产高效面长150m、中倾斜煤层高产高效面长100m;大倾角煤层常用面长60~100m, 大倾角煤层高产高效面长80m;大倾角煤层放顶煤面长40~100m。
2 工作面开采的实用技术
2.1 毫秒爆破技术
采用斜切起爆。中等硬度的煤层顶眼间距2.2~2.0m, 底眼间距1.1~1.0m;松软煤层顶眼间距1.8~1.6m, 底眼间距0.9~0.8m。通常在1段炮眼位置多装适量的炸药, 而在相应的5段炮眼位置减少等量炸药。工作面一次起爆长度与爆破地点距离机头的距离即运距有关。运距短, 爆破长度长;运距长, 则爆破长度短。正常情况下一次爆破长度为10~25m。操作人员要严格按照作业规程规定的爆破参数, 精心施工、作业, 不得乱打眼、乱装药、乱起爆, 工作面爆破联几组放几组, 不得全部联线, 分次爆破。
2.2 工作面回采技术
严格按采煤质量标准化标准施工, 工作面回出和闲置的支柱一律全承载支护。提高并更新泵站、用钢管管路替代高压软管、增加注液时间及软底穿鞋等有效措施, 确保单体液压支柱初撑力不低于50k N。实施伪俯斜开采。根据经验开采倾角在35°以下的煤层, 其工作面伪斜度数控制在5°~10°;35°~55°局部达60°的大倾角煤层, 最大伪斜角不可超过20°;初采阶段必须削采, 不得反向开采。初采阶段采取“三角放顶法”, 就是初采阶段为抹采, 边采边伸边放, 使采空区呈三角形, 第一次放顶长度不可超过工作面长度的1/3~1/2。
2.3 综合实用措施
优化劳动组合, 在生产过程中, 边采边准一穿插, 三班生产, 中班插入准备班。科学合理组织生产、安排工序, 使工作面正规循环率始终保持100%。制定合理的分配方案, 实行队级定员、定岗, 以煤计资、吨煤计价。分配中对产量、效率、安全等指标进行考核, 实行责、利、效相统一。
3 新型支护用品的改进与使用
3.1 液压铁垛的使用
液压铁垛整体结构为长方形支架, 由矿用Ⅱ号工字钢底座、Ⅱ型钢梁、连接销、固定套筒等部件构成, 底座规格为1.6m×0.3m×0.1m, 顶部和底部使用单体液压支柱支撑。工作时要拆除连接钢梁把单体液压支柱卸载, 用拔柱器把液压铁垛移到新的位置升液支护。使用液压铁垛, 拆除、移设方便, 省时省力省工, 可降低工人体力的劳动强度。
3.2 改进液压枪枪把与使用
工作面使用的注液枪因扳机过长, 经常被工作面刮板运输机上的刮板挂住, 使液压枪管路张紧、反弹, 要采取把原直把扳机改为折叠式扳机, 通过扳机尾部的圆环与液压枪管套接在一起, 使其安全性能提高, 现场广泛使用表明, 其效果显著。
3.3 单体液压支柱防倒器 (绳) 的研制与使用
DZFD—I型单体液压支柱防倒器。为解决煤层倾角>15°的工作面单体液压支柱的防倒问题, 使用DZFD一I型防倒器。该装置由挂耳、锁圈及锁把三部分组成。在左右锁圈上各焊接一个挂耳, 挂耳的顶端是直角弯钩, 左右锁圈在一端耳环上用铆钉铰接, 而另一端的锁耳用锁把锁固。新型双保险防倒绳, 是通过防倒绳两端的钩子和中间的铁环进行钩挂、连接, 实现上、下单体液压支柱之间, 单体液压支柱与金属铰接顶梁之间的双重防倒, 它解决了倒柱伤人的问题。
3.4 HDJS—Ⅱ型双楔顶梁的使用
为消灭工作面车窝四对八梁支护, 减轻体力劳动强度和冒顶事故, HDJ S—Ⅱ型双楔顶梁。顶梁由梁体、左右耳子、固定销、连接销以及调角楔等几个主要零部件组成。采用固定销、连接销等双销结构, 具有结构简单、安全可靠的特点。它不但能用于采煤工作面的端头支护及两巷超前支护管理, 还可替代Ⅱ型钢梁进行简易支架放顶煤开采。
3.5 单体液压支柱的防滑措施
防滑采取柱腿漫笆或漫塘柴棍等方法, 避免单体液压支柱失脚。挑棚的钢梁采取在Ⅱ型钢梁底面垫一层胶带机皮, 增加单体液压支柱与Ⅱ型钢梁之间的摩擦阻力, 增强工作面支架的稳定性。
3.6 采用1.2m的铰接顶梁
工作面的顶板状况, 改1.0m的普通铰接顶梁为1.2m的铰接顶梁, 100m长的炮采面平均每进1.0m, 就可增产50t左右。
4 瓦斯综合治理技术
1) 顶板走向钻孔抽放技术。通过从上风巷沿走向在煤层顶板向采空区上方施工的钻孔, 抽放采煤工作面顶板裂隙空间积存的高浓度瓦斯。此技术的关键是顶板走向钻孔的最佳层位的选择, 效果最佳的钻孔层位在距煤层顶板以上5m~9m, 平距在上风巷内在20m之内。
2) 高抽巷治理技术。高抽巷是在煤层顶板沿走向施工专用巷道, 它的作用及层位选择与顶板走向钻孔趋于一致。根据经验, 高抽巷布置在煤顶法距10m~15m, 距上风巷平距不可超过20m。
3) 尾巷抽放技术。巷帮充填形成尾巷后, 工作面通风系统由U形转变成一进两回的Y形, 采空区漏风方向出现了变化, 采空区顶部裂隙中积存的瓦斯涌向尾巷。
4) 瓦斯综合治理方法。炮采面瓦斯综合治理以顶板走向钻孔抽放为主, 以顺层抽放和上隅角充填堵漏为辅;顶板走向钻孔及高抽巷的最佳层位垂直方向距煤顶板法距5m~8m, 平距在上风巷20m之内;要确保钻场接替期间的瓦斯抽放效果, 钻孔压茬应大于25m。
摘要：本文主要阐述了高产高效炮采工作面长度、工作面开采的实用技术、新型支护用品的改进与使用、瓦斯综合治理技术等矿井安全开采的技术问题。
安全开采技术 第2篇
一、火区剥挖的安全技术措施：
1、在剥挖火区之前先确定火区的范围并设警界。
2、在作业之前，所有机械必须进行检修，工作人员必须佩带安全帽、防毒口罩，穿防护工作服等。
3、在火区工作的所有机械工作人员及管理人员在火区施工之前必须进行安全技术教育的培训，取得资格证后方可施工作业。
(1)在进入火区施工时，非工作人员不得入内。所有的机械和管理人员必须有序地进入施工现场，如有隐患，有序及时的撤出火区。
(2)在剥挖火区的同时，必须有专职人员24小时坚守火区施工重地。如发现异常及时的撤出所有的机械和工作人员并及时向领导汇报。
(3)在施工作业时，必须按照设计要求施工。边坡角度60°，台阶宽30m等。
(4)遇到火势较高的地方，不能及时作业，必须现用水把温度降到一定时进行施工。
(5)在火势低的情况下，可以采取边用水降温，边进行施工。
二、采空区剥挖的安全技术措施
1、由于过去的采空矿井没有科学管理，矿井内无图纸、技术资料，不能正确反应采掘情况，井下巷道的采空区不能准确的确定，因而在施工的同时只能采取边探的措施或对现场随时观察，有发现动象、下沉或裂缝及时撤离。
2、打孔向所有的采空巷道注浆充填，这样可以防止施机械缀入采空区造成伤亡事故。
3、穿孔放炮、崩塌采空、顶板、封堵采空巷道，这样可以减少下沉，防止事故的发生。
4、根据生产需要，可随时请专业勘测单位用电位仪对采空范围及巷道走向进行勘测;同时在露天采坑内铺设管道，已备排水和灭火用。对揭露出来的巷道防止着火，不开采时，用沙子及时封堵，开采时，将其清除。
5、要制定具体的采空区生产作业规程，对具体作业人员进行培训。让作业人员对面临的现实危险的足够的认识，能够严格按作业规程进行生产，对异常情况有思想准备，管理机构要对生产作业情况经常进行核查，发现异常及时处理;要制定突发事故的抢险救援预案。
6、在旧巷及采空区作业前，先用钻机打前探眼，上部剥离物厚度不足6m时，再探爆破孔悬吊炸药提前爆破，促使采空区上部彻底塌落充实，再进行作业;没有条件时，在上部6m以内进行剥离作业时， 采、运及辅助设备不得横跨旧巷道和采空区进行作业，此两条作业规程不得随意改变。
7、在旧苍及采空区上部覆盖层厚度超过6m 进行剥离作业时，由于挖掘机及它设备均属中小型设备，自重不大，可以横跨旧巷和采空区作业，但要随时观察。为了确认采空区具体位置，可用钻机对整蝠采掘带先进行穿孔前探，对危险地段提前爆破处理，促使采区彻底塌落，然后采装设备再进入现场作业。采空作业必须实行特殊作业专项负责制，专门管理机构要指派人员作为作业负责人。
8、钻机在采空区煤层穿孔作业时，钻机采用“之”字形折返前进方式，钻机履带与空巷之间非平行方向。使之总存在一定的夹角，防止一侧履带突然落入空巷，并利用钻杆进行探查，在钻机5—6m的时候，采用间歇给压，以防止空巷打通时，突然压力释放，冲击器空打钻头打眼。
9、钻机穿孔后，马上退出，不准在采空区停留，然后进行爆破，爆破中对空巷顶部的炮孔，采用药包吊住的方法进行爆破，一次起爆。
10、对采空区进行实施爆破时，必须检测瓦斯浓度，如瓦斯浓度超限则必须进行排放。具体方法为：在该部位密集穿孔，利用原矿井风机进行瓦斯抽放，直到检测瓦斯浓度低于浓度后，方可进行爆破作业。
11、对于高温孔，提前用疏干水罐入，使井下高温的极可能着火的煤进行灭火降温，同时在露天采坑内铺设管路，对高温孔内的火煤消灭。
安全开采技术 第3篇
关键词：煤炭资源；安全高效开采；绿色开采技术；煤炭行业；不可再生能源 文献标识码：A
中图分类号：TD82 文章编号：1009-2374（2015）15-0079-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.041
近年来，国家的宏观经济形势越来越好，不断调整对于煤炭产业的相关政策，使得煤炭工业的产业基础得以坚实的形成，产量也大幅增加，从1949年的3000万吨左右扩大到2010年的32.4亿吨，年均增速约8%，累计生产煤炭近400亿吨。有关数据显示，我国常规能源探明总资源量已经超过了8230亿吨，其中煤炭占87.4%。从资源基础来说，煤炭资源的优势是其他任何资源都无法比拟的。现在煤炭是我国能源的基础，在我国一次能源的消费中占70%左右。预计到2020年，煤炭总消费量依然会占能源消费总量的60%。
1 我国煤炭资源安全绿色高效开采的现状分析
总的来说，煤炭资源的安全绿色高效勘探是从广义的方向来对煤、水、瓦斯土地等一切能够利用的资源进行认识和对待的，遵循循环经济账的安全绿色高效工业的原则是其内涵，通过安全绿色高效开采使煤炭开采对生态环境的影响达到最小并对矿区资源的利用达到最优是其目标，在这一基础上所形成的“高利用，低排放”并和环境协调的开采技术，最终取得较好的经济效益与环境效益。在社会经济不断发展的条件下，安全绿色高效开采技术中的一部分开始慢慢变成一种产业，某些情况下能够变废为宝，减小开采的成本。然而，一旦处理不好这一技术，就可能给相关的煤炭企业带来一定的成本浪费，这一状况使得那些本来开采成本就已经很高的煤炭企业难以承受。开发任何资源都一定要与自然环境协调发展，这是煤炭企业以及所有采矿工作者的责任。然而，我们最应该需要解决煤炭资源开发中的经济问题。在如今的经济发展大环境下，煤炭企业对于资源的开发有着其独特的特点，其中最明显的一点就是煤炭的价值表现是通过整个产业链系统来完成的，如果其作为商品，则其在开采过程中的技术含量无法体现出来。
2 我国煤炭资源安全绿色高效开采技术
2.1 开采技术
首先鼓励采用先进适用技术与高新技术，加大科技成果转化力度新工艺、新技术、新材料、新设备应用，推行壁式采煤，发展综合机械化采煤技术，建设高产高效矿井。其次加大薄煤层开采与采煤方法改革力度，鼓励发展薄煤层机械化开采技术、“三下一上”采煤、井下充填、边角煤回收等提高资源回收率的采煤技术，为全面提高煤炭资源回收率夯实坚强基础。最后对采区巷道布置设计矿井开拓进行优化，加大无煤柱开采和井下矸石充填的科技研发和应用，实施井巷支护新技术应用，推广小煤柱与全煤巷采掘技术。
2.2 安全技术
安全问题始终是煤炭乃至各类资源生产工作的高压线，一定要明确树立底线思维与红线意识。如今，建设数字化矿井，实现计算机自动控制和信息技术、计算机网络系统智能化管理技术、安全在线实时监控监测技术等是煤炭开采安全技术的主体内容。当前，国家要求煤矿安全避险一定要装备的人员定位、监测监控、压风自救、紧急避险、供水施救和通信联络“六大”系统，为煤矿实现安全生产、有效实行安全绿色高效开采、遏制重大事故的发生提供了强大保障，一定要坚持不懈、规范推进。此外，淘汰落后产能，实施节能消耗、节能减排，同样与安全绿色高效开采技术体系相辅相成、融为一体。
3 安全绿色高效开采技术发展方向
3.1 节水开采新技术
我国主要的煤资源都位于严重缺水的华北和西北地区，因为传统采煤技术没有考虑水资源的保护，致使因为采煤每年破坏地下水22亿m3，保护水系、节水开采技术的研究已经十分紧迫。节水采煤在水资源丰富的矿区，节水开采的主要目标主要是防治水害与减少水资源破坏；在缺水矿区的主要目标是水资源保护和利用。节水开采技术的研究，应包含煤水共采、水资源保护以及水灾害防治等内容。
3.2 煤与瓦斯共采
瓦斯作为一种新能源能够广泛应用于人民的生活与社会的发展中，如在社会发展中可以用作化工原料、工业燃料、用于发电；在人们生活中可以用作居民生活燃料。如果开采瓦斯的时候利用岩层运动的特点，这很有可能成为我国煤层气开发的一条重要途径。这样做还能够有效预防安全事故的发生，减少巷道内的瓦斯含量，变高瓦斯煤层为低瓦斯煤层，从而实现安全生产。
3.3 充填开采
充填采矿法是解决高应力集中区、“三下”压煤等危险块段回收的有效开采方法，在很多地区已经得到了广泛应用。这种开采方法是利用充填材料对采空区进行全部或部分充填，以达到控制上覆岩层垮落或处理废弃矸石目的。充填方法得当能够有效减轻地表下沉和变形，缓和甚至消除因为工作面支承压力产生的矿压显现，对铁路、地面建筑等交通设施以及生态环境和水体进行有效保护。现在常用的填充方法有水砂充填、矸石充填、高水材料充填、膏体充填等，需要进行相应的高效生产工艺的研究与材料（配料）研究。
3.4 煤炭地下气化
未来煤矿的发展方向是煤炭地下气化。此方法对环境的污染较小，既不会产生矸石，也不会造成地表沉陷，并且受地质条件约束小，能够对难采的边角煤与深部煤层、薄煤层、遗留的煤柱等进行开采。煤炭地下气化技术虽然经过了很长时间的实践与研究，然而现在只在很小一部分区进行了工业试验，其中还有很多亟待解决的问题，比如怎样对燃烧速率进行控制，怎样避免地下燃烧生成的有毒有害气体不污染地下水等。
4 结语
由于煤炭行业一直在贯彻科学发展观与可持续发展，因此对于煤炭资源的安全绿色高效开采是其必然选择。煤炭的安全绿色高效开采技术是最近才出现的开采理念，这一技术一般有矸石井下充填术、煤与瓦斯共采技术、保水开采技术以及煤炭地下气化技术等。以后煤炭开采方法的主要发展方向将会是安全绿色高效开采技术，其发展空间必然会很大。煤炭资源是一种不可再生能源，在当今储量越来越低、环境污染越来越严重、生产利用成本越来越大的情况下，对煤炭资源进行安全绿色高效开采，对于保护生态环境与确保矿井的安全生产意义重大。
参考文献
[1] 马喜超，韩兴华.我国煤矿绿色开采技术分析研究
[J].地球，2013，（12）.
[2] 张云峰，袁昌模.中国煤炭资源绿色开采现状分析及展望[J].科技致富向导，2011，（22）.
[3] 田立波，刘帆，陈忠良，等.中国煤炭资源绿色开采技术进程与现状[J].能源技术与管理，2010，（4）.
作者简介：贺小平（1982-），男，陕西汇森煤业开发有限责任公司工程师，硕士，研究方向：煤矿机电专业科研管理。
煤矿安全开采技术分析探讨 第4篇
1.1 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采
对于支架的强度与结构需要进一步的完善, 对于支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究需要进一步加强, 从而提升支架的可靠性, 从而将其与中厚煤层的高效、高产的指标之间的差距进一步缩小。
1.2 各种综采高产高效综采设备保障系统
在今后的开采研究中, 对于“支架—围岩”系统控制需要加以改善, 通过电液来控制阀组操纵支架, 才能够将支护质量的自动采集系统、支架、顶板状态等加以完善;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。
2 深井开采技术
在进行深井的开采当中需要注意到:冲击地压的防治、开采煤层的矿压控制、布置井巷、治理热海和瓦斯。需要研究攻关的问题:在深矿井作业当中的环境变化;深井应力场、分布状态特征以及深井围岩状态;深井检测控制技术和冲击地压防止技术;深井巷道的支护技术、快速掘进等。
3 优化巷道布置, 减少矸石排放的开采技术
对于已有的煤炭开采具体布置以及采煤所使用的方式, 也需要做出进一步的考虑、完善, 这样的操作有利于单一煤层开采的布置, 所产生的矸石不需要被输送到地面上, 防治污染被进一步扩大, 也有利于生产系统的大幅度简化, 使综掘、综采能够共同进步发展。
4 煤矿围岩的相关控制技术
4.1对于围岩控制理论, 也需要做到进一步的改进
通过高效、合理、科学的岩层控制技术来实现低成本、高效率、高安全的目标。对于国内几十年以来的矿山压力研究需要做好进一步总结处理, 通过理论分析、实测法以及现代数学力学等, 配合计算机技术, 对于各种煤层的开采条件、地质等进行深入的研究。
4.2在坚硬顶板以及破碎顶板条件之下, 对于高技术低成本岩层控制技术的应用研究
考虑到当前在顶板加固上、高压注水的加固上以及应用化学的加固之上, 都需要开采单位花费较高的开采成本和复杂工艺, 所以, 在解决这一类问题时就需要研究性工艺、新技术以及新材料。
4.3支架—围岩以及放顶煤开采岩层之间的相互作用机理
主要是对于顶煤破碎机理、围岩应力、放顶煤开采力学模型等进行研究;离散元等方式也被运用到了顶煤的放落当中, 这样也能够做到有效的回收率、将放煤的准则也做出了一定的优化。
4.4顶板动态、支护质量监测技术
对于顶板进行了动态监测, 也做好了支护质量的监测, 在破碎顶板、坚硬顶板、放顶煤工作面以及急倾斜的动态监测的同时, 还需要针对现有的监测技术进行深入的完善, 做好完善处理, 积极地开发智能监测系统, 将监测仪表加以改进, 使得其能够朝着便捷、直观表达以及小型化的方向研究下去。
4.5预测和防治冲击地压
在研究如何才能够显现冲击性矿压的时候, 也可以运用计算机模拟进行相关的研究;对于冲击性矿压显现监测系统都能够得以完善, 对于遥控技术、预报技术也做出了进一步分析, 当然, 我们也需要优化专家系统, 这样才能够做好防治。
4.6研究新型支护设备, 做好相关设备的开发
对于较硬的顶板放顶煤的液压支架以及硬煤层都做出了相应的研究;对于快速移架系统、液压支架的性能也做好了完善处理, 并且在锚杆、锚索上也朝着可伸缩锚杆以及厚煤层的巷道锚索等方向进行了研究开发。
5 改造小煤矿的相应技术, 全面实现机械化开采
应当淘汰部分落后的生产技术与设备, 将部分不符合规定的小型煤矿关闭掉, 从技术政策上来提升平均单井的规模, 做好小型煤矿机械朝着半机械化、机械化的设备方向前进, 将开采工艺以及采煤方法做好进一步改进, 以此来提升工作面的工作效率和单产效率;对于小煤矿的顶底板控制技术水平也需要加以改善, 才能够降低事故率, 确保安全生产。
6 煤炭地下气化
地下气化主要是通过地下煤炭的有效燃烧的控制, 换一句话说, 就是通过热化学作用, 使煤炭出现能够进行燃烧的气体。由于地下气化具有用人少、见效快、成本低、效率高、工期短等诸多方面的优势, 在归置条件复杂、劣质煤比较高的区域尤为的合适, 并且也拥有广阔的发展空间。因此, 对于地下气化, 还需要做好进一步的研究与开发, 真正实现稳定、连续生产, 从而提高煤矿开采的安全性与效率。
总之, 煤炭行业需要将科学技术的健康发展作为首要目标, 在此基础上来制定高效、安全的开采技术方向。煤炭开采离不开安全二字, 只有把握好安全二字, 才能够促进煤炭行业快速、稳定、持续地发展下去, 满足人们对于煤炭能源消耗的需求。
参考文献
[1]夏耀炳.煤矿开采技术之我见[J].中国新技术新产品, 2010, 05.
煤矿安全开采七条规定 第5篇
煤矿安全开采七条规定
一、必须在批准区域正规开采，严禁超层越界或巷道式、木支护采煤。
二、必须严格开拓布局和开采顺序，按照设计要求，一个采区内最多只能布置一个回采工作面和两个掘进工作面同时作业，严禁超过核准数量布置采掘工作面。
三、必须严格作业规程编审和落实，根据实际情况及时修改，保证作业规程在施工过程中的规范性、实际性、适用性，严格执行一工程一措施，严禁无规程、无措施施工。
四、必须保证井巷质量，严格按照规程措施的要求进行支护，必须保证安全出口畅通，不准在安全出口堆放杂物或者材料，严禁空顶作业。
五、必须按规定安装顶板离层仪，定时观察顶板变化情况，加强对顶板塌陷的预测预防，采用正确的开采方式和采掘生产工艺，必须采用长壁后退式开采方法和全部垮落式顶板管理方法，严禁不具备安全条件组织生产。
六、必须由专职人员按爆破作业说明书爆破，坚持“一炮三检”、“三人连锁”制度，严禁违章放炮。
安全开采技术 第6篇
关键词：金矿破碎顶板；缓倾斜薄至中厚矿体；安全开采技术
1、工程概述
我国西南部某金矿，有相当数量金矿储量属于倾斜薄至中厚矿脉，倾角在25°至40°，厚度在2.5m至4m之间。存在着以下技术难题：首先，该矿层顶板为泥板岩，非常容易出现冒落现象，使得开采现场的安全性不能够得到保障，对于矿山的安全生产具有较大的威胁。其次，在该矿区中，其是以边探边采的方式进行，所使用的方式主要为浅孔留矿法以及房柱法，对于具有一定倾斜特征的矿体在开采过程中存在着贫化严重、矿石损失、采切比高以及适应性差等特点。对此，急需我们能够通过针对性技术的应用对其进行处理。
2、环境特征
2.1 工程地质
在该矿区中，其矿体顶底板主要由白云质灰岩以及灰质砾岩所组成，呈块状厚层构造，粉晶质结构。在受地质破坏方面，其能够受到的影响情况一般，沿裂隙间均被方解石脉充填，具有着较强的碳酸盐化、硅化与赤铁矿化，且岩体层间保持着良好的紧密性。
2.2 水文地质
整个矿区地下水主要靠大气降水进行补给，且矿床周围不存在地表水体。而在地下则具有着较深的地下水资源，矿床高出潜水面约为50m，對于矿井开采不存在影响。另外，该矿区地形坡度较大，积卵石层具有着较好的透水性，有利于地表、地下水的排泄。
3、回采技术应用方案
3.1 方案特征
在本回采方案中，我们将阶段矿体根据走向的不同而将其分为矿柱以及矿房，并以两阶段步骤实施回采工作：首先，需要以水平分层的方式对矿柱进行回采，并以1：6的灰砂比对其进行充填，进而形成人工矿柱。之后，再在人工矿柱的保护下以相同的方式进行回采，并通过碎石作为填料对其进行良好的充填，以此帮助铲运机能够更好的实现出矿。在分层方面，我们需要以1：：4碎石胶为材料对铺面进行充填，在布设时将其厚度控制在250mm左右。另外，为了能够对阶段顶底柱回采工作作出保证，需要我们在第一分层时通过碎石胶结对其进行充填，同时以人工的方式布设钢筋网。
3.2 采场布置
在采场布置方面，我们以同矿体垂直的方式进行布置，将其长度等同为矿体的水平厚度。矿柱与矿房方面，则以交替的方式进行布置，且将其宽度控制为10m左右，保持宽度的统一性。另外，在回采过程中，其最大控顶高度为5m，最小控顶高度为2m。
3.3 采准切割
在采准方面，我们以上盘脉外阶段斜坡道的方式进行采准，而在阶段运输方式则为阶段平酮，且不同分段与阶段都通过采准斜坡进行联通，其坡度设计为20%。在矿柱中间掘进穿脉与相邻矿房之间，通过掘进的方式穿透到下盘边界，即从穿脉位置开始进行拉底工作。而从采准斜坡道开始，以分段的方式对平巷进行掘进，从分段平巷位置在矿区采掘中心位置向采场联络道进行掘进，将其同回采工作同步实现，并在上向联络道以及分层联络道位置处分别由中间联络道以及下向联络道对其进行实现。同时，根据铲运机所具有的爬坡能力，我们将分层采场坡度控制在13%左右，且在靠近矿体位置根据情况设置一定数量的回风天井，将上下阶段在联通之后对平巷进行运输。另外，在阶段内还需要我们对上盘分段溜井进行设置，且在其底端设置出矿机，并将其通过阶段平铜以及装矿横巷进行联通。
3.4 回采
在回采工作中，我们使用YSP型凿岩机挑采2m，不出矿，施工人员在矿堆上打水平孔并压顶回采到设计高度。在实施爆破之后，要保证足够的通风时间，一般情况下为30至50min为宜，当工作面的炮烟全部排出完毕之后，则需要工作人员进入到采场之中对顶板进行全面的检查，并做好浮石的清除工作。之后，再通过铲运机的使用将采场崩落的矿石分别卸入到分段溜井之中，再将其交由其他工作人员将其运送到选厂。当崩落矿石运输工作全部完成之后，则需要根据相关的配比要求对其进行充填，且通过脱滤水管的应用将充填渗水导出采场。
3.5 方案评价
在本方案中，我们仅仅设置了分段溜井，并在装矿横巷中实现装车工作，能够在对采准工程进行简化的基础上使运矿的效率得到了提升。而通过先挑采、后压采方式的应用，则能够有效的使凿岩效率得到了提升，对于顶板的安全管理也具有着积极的意义。同时，通过无轨设备出矿方式的应用，能够使回采工作具有着更高的机械化程度，且在采场方面灵活的布置也能够以高效的方式对矿种进行分类。另外，整个采场中会形成一种贯穿风流，能够一直保持着较好的通风效果。
4、结束语
在上文中，我们以一个工程实例对金矿破碎顶板下缓倾斜薄至中厚矿体安全开采技术进行了一定的研究，而在实际开采过程中，也需要我们能够充分联系实际，以针对性技术的应用获得更为安全、更为高效的开采效果。
参考文献：
[1]翟永刚，孙利清，石磊，杜永强.缓倾斜中厚矿体的开采现状和发展趋势[J].内蒙古科技与经济.2012（22）：55-58.
[2]吴粲，李占炎，王晶军，胡凯建，王贻明.卢安夏铜矿缓倾斜矿体开采技术研究与发展[J].铜业工程.2013（01）：102-105.
下分层工作面安全开采技术研究 第7篇
关键词：下分层,安全开采,技术研究
1 工作面基本条件
1.1 采煤工作面概况
工作面位置, 该工作面位于二水平己二采区东翼, 西起东翼轨道下山, 东至于井田边界保护煤柱线 (50勘探线西32.5m处) ;工作面范围, 可采走向长度1375.38m～1406.51m, 平均1390.95m。工作面倾斜长为154.6m～161.6m, 平均156.7m;与邻近煤层及采区关系, 己16-17-22072工作面为下分层布置, 南为已回采结束的一水平己七采空区, 北为己16-17原生煤体, 上部为已回采结束的上分层己16-17-22071采空区;与地面相对位置, 风巷标高为-586.70m～-602.51m, 平均-594.61m;机巷标高为-642.09m～-660.85m, 平均-651.47m。对应地面标高为127.0～136.0m;工作面与地面建筑物关系, 对应地表为农田, 地势北高南低, 回采对地面无影响。
1.2 采煤工作面的地址条件
(1) 地质构造。
该工作面位一北东倾向的单斜构造, 51勘探线以东和以西各200米范围内煤层走向变化较大, 由N:109°增大到N:142°, 其它区域一般为N:120°。煤层倾角15°～26°, 一般为21°, 局部受断层影响达30°。
(2) 水文地质及其它。
该回采工作面水文地质条件复杂。在回采期间, 主要受浅部与其相邻的一水平己七老空水和顶板砂岩水的影响。一水平己七老空最深水平工作面为己16-17-17141工作面, 己七老空水均汇聚于该面老空, 并通过-593泄水巷泄出, 老空内无静水聚积。根据以往观测, 己七老空动水正常补给量约45.0m3/h, 雨季时可达80.0m3/h。预计老空及顶板砂岩总充水量:正常30.0m3/h, 最大51.0m3/h。将直接影响工作面回采。
2 安全开采技术措施
2.1 管理直接顶板 (人工假顶) 的措施总结
下分层工作面安全回采的重点是对直接顶板 (工人假顶) 的管理。己16-17-22072工作面前立刻套支3.2m的小钢梁, 可以采用小杆严密背顶, 割煤时, 割煤机滚筒距塑料网假顶大约0.2m, 这样可以保护假顶, 避免造成漏顶;同样在割煤后也必须及时挂梁、严密背顶及把小钢梁窜至煤壁眼前, 工作面前要打好临时支柱, 同时也必须要保证挂梁、临时支柱与背顶的质量。
2.2 保证支护质量的措施总结
平煤股份矿己16-17-22072工作面在支护设计方面, 必须要考虑“护”“支”“让”三则皆兼顾的原则, 根据平煤股份矿矿压所多年来的研究结果显示, 合理选择支护参数, 严格按照规章制度要求支护密度, 柱距由0.8m减少到0.65m, 严格支柱的支设质量, 狠抓了支柱的初撑力和迎山力, 保证了工作面的支护质量。
2.3 保证支柱初撑力的措施总结
下分层工作面直接顶板大豆采用人工假顶, 在整体性方面不好, 易破碎, 支架变形情况比较突出, 支柱的初撑力一般在正常情况下很难达到90kN, 鉴于这样的特点, 需要制定专门措施, 保证以来工作面支柱的初撑力在70kN以上, 至少不低于70kN, 超前支护支柱的初撑力应高于50kNa, 支柱严格执行多次注液制度, 安监员、工长以及盯班干部都要做到随时对支柱的初撑力进行检查, 当出现问题时能够及时补液, 确保工作面的支护强度满足要求。
2.4 防止支架变形和出现网兜的措施总结
通常情况下下分层工作面顶板胶结稳定性不好, 直接顶板局部受力变形严重, 进而容易在支架升柱时出现变形事故, 并且在两路顶梁之间也很容易形成网兜, 引发漏顶事故, 为此, 我们需要采取一些措施比如在升柱时不能留有空隙, 避免空顶空肩等等。
2.5 溜头、溜尾及上下出口的管理措施总结
溜头与溜尾处顶板悬露面积通常比较大, 当受到工作面前方支承压力的作用下, 顺槽与顶板上下两帮煤体预先遭受到破坏, 但程度并不相同。为此我们可以采用五对十架3.8m的长钢梁支护的措施, 具体是其中一对托住棚头, 钢梁采用交错前移的方法。出口处容易受到超前压力的作用, 支架变形, 高度不够, 对通风行人有一定的影响。
3 各生产及辅助系统的设计说明
3.1 供水防尘系统
(1) 防尘系统设计说明。该工作面为综合机械化采煤, 属己组煤层, 呈粉沫状, 易造成煤尘飞扬, 导致工作面及两巷煤尘堆积。为此特设计如下防尘系统, 并采取针对性措施, 达到降尘目的。 (2) 防尘系统设计。A、、从己二东翼轨道下山主供水水管向己16-17-22072机、风巷各排设一趟防尘管路, 向两巷及工作面各用水点供水。B、工作面间隔10m (7架) 设一道架间水幕, 雾化效果好, 割煤、拉架时打开喷雾。C、风巷口煤壁向外50m范围内设置两道净化水幕, 间距10～20m, 机巷设一道, 割煤、拉架过程中, 净化水幕打开, 雾化效果好, 覆盖巷道全断面。E、工作面机头、机尾、机巷转载机、皮带运煤各转载点设喷雾, 开机时必须洒水。F、采煤机安设内外喷雾, 开机时必须打开喷雾。G、机风两巷班班有专职防尘工洒水灭尘, 风巷超前替棚段每班至少冲尘两次。H、工作面煤壁设专职人员进行煤层注水。
3.2 排水系统
设计说明。A、该回采工作面水文地质条件复杂。在回采期间, 主要受浅部与其相邻的一水平己七老空水和顶板砂岩水的影响。预计顶板正常涌水量为10m3/h, 最大涌水量为17m3/h。预计己七老空水充入工作面正常涌水量20.0m3/h, 最大涌水量34.0m3/h。总充水量:正常30.0m3/h, 最大51.0m3/h。B、根据水文地质情况, 该面风巷布置不小于80m3/h的排水系统。机巷布置不小于80m3/h的排水系统。C、各排水系统必须正常维修, 水泵正常运转五台, 备用一台, 保证积水正常及时排出。D、机巷必须设置正规水泵窝, 有足够容水体积。
3.3 安全监测系统
监测系统说明。A、在风巷口以里10～15m处布置一个甲烷传感器T1、一个温度传感器P1和一个一氧化碳传感器C1;在机、风巷工作面煤壁向外5～10m处布置一个甲烷传感器T2、T3;两个甲烷传感器均实现瓦斯电闭锁。风巷两道风门外不大于10m布置一个防逆流甲烷传感器T4。T1、T2报警值为0.5%、断电值为0.7%, 复电值为小于0.5%, T3报警值为0.5%, 断电值为0.5%, T1、T2、T3均实现瓦斯电闭锁, C1报警值为0.0024%, P1为风巷人员定位监测系统, P2为机巷人员定位监测系统。B、风巷走向长度超过1km时, 在风巷中间安设一个甲烷传感器T5, T5报警值为0.5%、断电值为0.7%, 复电值为小于0.5%, 当风巷走向长度低于1km时, 再把此甲烷传感器拆掉, 该甲烷传感器必须也实现瓦斯电闭锁。C、特殊工种入井必须佩带便携式甲烷检测仪, 且工作面上隅角必须悬挂一个, 及时掌握此处的瓦斯浓度。D、通风部门要派专业人员对甲烷传感器、监测线路定期调试、维修。
4 结语
下分层工作面安全开采技术研究工作尽管在诸多方面取得了很多成绩, 在各矿区也逐步推广开来, 但是该技术当前还并不完全成熟, 在很多方面还有待进一步优化改进, 我坚信在我们煤矿工作人员的努力下肯定会做的更好, 从近几年取得的长足进步来开, 下分层工作面安全开采技术研究肯定会变得更加好, 为煤矿事业的贡献也很大。
参考文献
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矿井深部开采瓦斯安全管理技术研究 第8篇
关键词：矿井深部,开采,瓦斯规律,参数测定
1矿井深部开采瓦斯治理研究
1.1矿井深部开采瓦斯参数测定方法
采用刻槽取样法在8900回风下山揭露8煤层和7煤层处分别采取8煤层和7煤层的软分层及全层煤样各1份。对采取的煤样进行煤孔隙率F、瓦斯吸附常数(a、b值)、工业分析及瓦斯放散初速度△P、煤的坚固性系数f等参数进行测定;现场技术人员根据现场煤层赋存及煤的破坏类型分类特征综合确定煤层的破坏类型;根据现场实测瓦斯压力和瓦斯含量,结合实验室测试参数,确定煤层瓦斯基本参数。采用刻槽取样法在8900掘进工作面采取煤样,对采取的煤样进行煤的孔隙率F、瓦斯吸附常数(a、b值)、工业分析及瓦斯放散初速度△P、煤的坚固性系数f等参数进行测定;现场技术人员根据现场煤层赋存及煤的破坏类型分类特征综合确定煤层的破坏类型;根据现场实测瓦斯压力,结合实验室测试参数,计算煤层瓦斯含量等指标。
1.2矿井深部开采瓦斯参数测定结果
本次对矿井东五采区8煤层和7煤层进行的煤层瓦斯基本参数测定工作,共布置瓦斯压力、瓦斯含量测定钻孔4个,现场测定了煤层瓦斯压力和瓦斯含量;采用刻槽法采取东五采区8煤层和7煤层的全层煤样及软分层煤样由山东鼎安检测技术有限公司矿山安全与环境实验室进行了相关参数的测定。
2矿井深部开采瓦斯地质规律研究
2.1断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响
众多的断层构造为矿区的瓦斯排放创造了良好的条件,是矿井瓦斯含量低的原因,但局部的构造复杂,却是瓦斯含量的较高区域,从整体来看,断层的形成使煤层中的瓦斯的存在状态发生改变,呈现“动”的趋势,动向为构造带,使整个煤层中的瓦斯含量大幅度降低。但由于构造成因不一,构造区域结构不同,大断层所附生的小断层,裂隙等为瓦斯的后期保存提供了条件。断层等构造形成时,处于运动状态的瓦斯,随着时间加长,断层构造应力和透气性的变化,其中的一部分在断层附近的区域保存下来。由于断层,褶曲等构造的存在,构成了井田内瓦斯含量的不均衡分布。凡煤层赋存平稳,无断层切割和褶曲构造存在的块段,瓦斯含量分布均匀,且涌出量小,而受多条断层控制形成的地堑、地垒、褶曲等构造集中的区域瓦斯含量高,且不均匀。
2.2瓦斯含量分布及预测
(1)由于断层,褶曲等构造的存在,构成了井田内瓦斯含量的不均衡分布。
(2)流动着的地下水对瓦斯含量有一定的影响。一是煤田在水文地质上是一个北倾弧形断陷单斜自流水盆地,含煤地层富含地下水,主要含水层为四灰,五灰和奥灰,含水灰岩溶洞裂隙发育,水的储量为动储量,四面补给而在西南排泄,补给水力联系主要由断层和岩性决定。四灰水位于下组煤八层煤顶板,五灰、奥灰位于10II层底板,地下水的长期活动,一方面增大了煤体水份,另一方面破坏了煤与瓦斯分子的作用力场,由于煤与水分子相互作用,减弱了煤体对瓦斯分子的吸附能力,使吸着、吸入状态的瓦斯相对减少,游离状态的瓦斯量相对增高,而游离状态的瓦斯又会受到流动水的影响,而被带走一部分,另一方面,瓦斯微溶于水,水又经常流动,时间一长部分瓦斯会溶解于水而随水的流动带走。
综上井田的瓦斯涌出形势基本上属于均匀、缓慢涌出,且涌出量较小,且从未发生过瓦斯突出、爆炸等重大事故。从开采历史中积累的资料及历年来矿井瓦斯鉴定资料看瓦斯含量亦很低,但二氧化碳含量却很高。在开采矿井中的二氧化碳气体,大部分是由于开采时人为作用产生的有机二氧化碳气体,只要加强管理,不会造成重大恶性事故。因此曹庄矿井田未来的瓦斯含量及分布特征不会有太大的改变。
3安全管理技术
(1)认真贯彻落实先抽后采,监测监控,以风定产的瓦斯治理方针,加强一通三防质量标准化工作,加强现场瓦斯管理。从瓦斯源头控制着手,合理布置矿井开采布局,着重现场瓦斯检查监测力度,加强对瓦斯预测预报工作,加强对采煤工作面及掘进工作面施工过程中揭露老巷时瓦斯及其他有害气体的检测。严格按规定对采空区密闭尤其是发火煤层的密闭定期进行检查。发现问题及时采取措施进行处理。
(2)严把地质测量关。地测部门对地质构造、煤层赋存情况全面测量分析,摸清摸透,并根据不同煤种、岩性和工作面的实际情况,准确探清煤层层位和地质构造,及时掌握第一手资料,为采区的设计施工和瓦斯治理工作提供科学依据。
(3)从“一通三防”的内部管理和外部监督检查上做文章,提高应变能力,对全矿所有的采掘工作面和其它各个作业点的温度、瓦斯涌出量、风量及煤壁的变化等情况进行全面认真排查。加强采煤工作面上隅角的瓦斯检查,加强采空区的密闭检查,尤其是对发火煤层密闭的日常检查。严把重点区域关。利用束管色谱微机监测系统把安全管理的重点向“盲区”和深部边远地带延伸,确保各点、面、巷道的瓦斯涌出量时时处于监控状态。
(4)加强通风管理,确保系统稳定可靠、风量充足,严厉杜绝无风和微风作业,预防瓦斯积聚。局部通风机必须实现“双风机、双电源、自动切换、自动分风”及“三专两闭锁”供电,保证正常工作的局部通风机故障时,备用局部通风机正常工作。
(5)严格执行“先探后掘,不探不掘”及“一掘一喷”的瓦斯防治原则。按照瓦斯治理示范矿井要求,建立和完善“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理体系建设。
(6)加强便携式甲烷检测报警仪的使用、管理和维护,严格按《煤矿安全规程》及有关规定配足、配齐便携式甲烷检测报警仪,并保证其显示数据准确、灵敏可靠;加强瓦斯监控系统管理,搞好日常的维修、维护、检查、标校工作,最大限度地减少故障报警。
安全开采技术 第9篇
1 煤矿开采技术发展情况
从所周知, 只要是有煤矿开采的地方, 或多或少都存在环境的污染问题。随着人们对环保问题的重视, 对以煤矿开采所造成的污染与给予了更多的关注。实际上煤矿开采所带来的环境问题是严重的, 而且影响很深, 涉及面很广, 不单会影响到水资源, 还会导致土地资源的破坏。而且煤矿所带来的一些环境问题上的破坏还会影响到煤矿企业的可持续发展。所以, 为了可以彻底、真正改变这种情况的发生, 在今后的煤矿开采过程当中一定要转变当前这种简单、粗犷型的开采方式, 因此一定要对小煤矿开采技术进行根本的创新。第一, 以环保作为基本点, 确保煤矿安全生产的同时实现对环境的保护;第二, 对技术方面的创新一定要特别重视, 更好去适应煤矿在开采当中的需求, 促进可持续发展的方向以及西餐厅目标, 让小煤矿的开采技术在现实的工作运用中, 可充分并最大限度发挥出其本质作用。
2 小煤矿开采技术所存在的问题
小煤矿开采技术在工作中发挥了非常重要的作用, 但也存在一些不能轻视的问题, 一般来说主要体现在以下几方面。
2.1 水资源的破坏
因为很多时候煤矿在开采的过程中会引起地下岩层结构的一些变化, 而这种变化会对水资源的分布带来影响, 从而造成水资源一定程度破坏的可能。比如采用跨落法采煤:对地表、岩石造成一定破坏, 同时对地表水资源分布带来极为不利的影响。在实际工作当中, 需采取相应的措施, 最大程度控制这类情况的发生。
2.2 瓦斯处理技术手段不完善
煤矿开采过程中瓦斯是导致煤矿安全事故最重要因素。为了减少瓦斯所带来的危害, 保证煤矿开采工作的顺利进行, 采用先进的瓦斯监测监控系统, 完善的瓦斯处理技术, 彻底做好瓦斯的抽排放工作十分重要。如果矿井涌出的瓦斯没有妥善处理, 是重大大的安全隐患, 会造成安全事故的发生。
3 对小煤矿开采技术问题的解决办法
为了对当前小煤矿开采技术存在的问题进行处理, 保证煤矿开采的顺利进行, 提升煤矿开采的效益, 根据所存在的问题, 结合煤矿开采的情况作者认为可以从以下几个方面处理。
3.1 对于破坏水资源规律的技术
为了避免对水资源规律的破坏, 小煤矿在进行开采的时候, 最有效的方法就是地质勘测工作的被告。对当地地质情况、发生水规律内部情况等进行分析、了解。而这种工作对于小煤矿开采来说, 具有很重要的意义。当勘测完成后, 对资料数据进行全方位分析、研究, 最后依照具体的情况选择和科学、合理的煤矿开采方法。
3.2 瓦斯的处理技术
为降低瓦斯给煤矿开采所带来的风险, 确保煤矿安全生产, 预防安全事故的发生, 在进行煤矿开采时要采取有效的办法, 做好矿井瓦斯的排放工作。实际上小煤矿开采企业都非常注重采用相应措施来进行瓦斯的排放, 但所做的还是不充分。从实现的情况分析瓦斯排放要从工艺、技术等选择恰当方法。同时在瓦斯排放时要对瓦斯运动规律进行科学有效的分析、研究, 方便在煤矿开采时可以及时采取相应措施及时地对瓦斯进行抽排放。
运用瓦斯抽排放技术的同时, 还要掌握照瓦斯运动的规律, 采用适当方法进行排放。如果瓦斯相对运动过于密集需要根据具休情况, 用长距离、大孔径的抽放技术, 对小煤矿开采中存在具有高浓度和高纯度的瓦斯来之不易要采用措施进行及时的抽采和利用, 防止发生安全的事故, 保证小煤矿安全生产顺利进行。
3.3 做好采空区的填充工作
做好采空区的填充工作。采空区充填的主要方式一般有三种形式, 分别为:自溜填充、水力填充、风力填充。
水力填充:材料为河砂、碎石、炉渣等等, 材料来源广同时使用也比较方便, 在工作中运用较多。
风力填充:主要材料包括风机、输送管路, 对填充材料和设备有着非常高的要求, 运用不多。
自溜式充填:一般情况下是适用于倾斜和急倾斜的煤层, 可取得一定的减少沉降的效果, 但是效果并不良好。对于这一类方法, 在充填的时候要具体情况具体分析, 这样才达到良好的效果并减少煤矿开采所带来的污染。
3.4 对矿区进行复垦和综合方面的治理
通过综合治理和土地复垦, 让土地可以得到恢复其本身的价值, 打造更好的环境, 保持小煤矿的可持续发展。煤矿的开采与复垦、综合治理应该是同步进行的, 根据自身煤矿矿山的特点和相应的开采情况, 制定出《土地复垦方案》, 及时执行相应措施, 做好综合法理的工作, 减少小煤矿对周围环境影响, 大力提高小煤矿开采的综合效益的。
4 结语
总之, 煤矿开采技术的运用对煤矿开采顺利进行和企业效益提升的作用都非常明显。在今后的工作中, 所有的工作人员都要提升对小煤矿开采技术所存在的问题, 合理、科学的运用相关对策和方法, 最大限度去提升小煤矿的开采技术水平, 促使小煤矿开采可以安全、有序、顺利的进行, 让小煤矿的开采综合效益可以有一个整体的提升。
参考文献
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[3]李秋辉.发展煤矿开采技术的几点思考[J].煤炭技术, 2008.
安全开采技术 第10篇
关键词：中厚煤层,技术措施,对策
贵州大部分煤矿企业均为小型煤矿企业, 开采条件受到多方面的限制, 例如各种复杂的井下构造, 或者较差的煤层赋存条件, 导致大部分小煤矿不能形成正规的壁式采煤工作面, 对开采效率有较大的影响。正因小煤矿的各种开采特征, 也造成小型煤矿企业较大的人员流动性, 其管理效率也相对低下。同时, 小型煤矿的施工设备也具有较大的限制, 不能充分利用各种新型的科技成果, 开采难度更大, 降低了生产的效率和安全性。
1 采煤方法的选择必须充分考虑的几个矿井实际情况
1.1 矿井的开采历史不长、开采经验不足
纳雍县小煤矿开采时间不长。由于历史延续, 井下采掘工程长期以来采用的都是外包方式。各外包工程队的井下采掘工相对较不稳定, 与周边小煤矿之间的流动较为频繁。这些采掘工里面, 高中以上文化程度或真正懂得壁式正规面及走向长壁式采煤法或者其他正规采煤法的人更是少之又少。
1.2 矿井开采技术条件应从实际出发
1.2.1 采掘工技术素质必须着力提高
在市场竞争的经济体制之下, 小煤矿由于缺乏规范的管理制度和施工技术, 其人员流失率的问题也不断扩大。开采工作的一线人员往往具有较低的文化程度和专业水平, 为了适应煤矿产业结构的调整, 必须加强采掘人员的培训工作, 定期对员工进行安全事项、操作技能、法律知识的普及, 并通过考核和监督制度来培养员工的自我保护意识和应急处理能力。从根本上杜绝各种违规操作的行为, 保证开采工作的安全性。
1.2.2 回采工艺必须细致、严格
传统的回采工艺为爆破落煤工艺, 而该技术也一直在小煤矿中沿用至今。各项工艺需要足够的细致和严格, 尤其要确保落煤环节的安全性以及支护措施的稳定性。若煤层的顶板出现不稳定的情况, 应及时进行处理, 以免爆破时发生冒顶危险。若在爆破环节不能对爆破药物的用量把持到位, 则可能出现顶板垮塌的危险, 为了有效避免这一安全隐患的发生, 除了严格斟酌爆破药物的用量, 还需采取相应的支护措施。
1.2.3 回采施工设备、设施简陋有待改进
基于较差的煤层赋存条件以及员工素质, 小型煤矿出现了先进设备使用难的问题, 因此, 落后的开采设备是降低其开采效率的主要影响因素。虽然小型煤矿不具备机械化的先天条件, 但对于部分濒临淘汰的产品也需具备更换的态度。若一直沿用这些落后产品, 则会对煤矿开采带来极大的安全隐患。例如, 一些设备上不存在完整的安全标志, 导致操作人员无法正确辨识, 使用时无法保证人员的安全。近年来, 煤矿安全事故已引起了社会的广泛关注。为了适应煤矿产业的改革, 提高煤矿开采的安全性, 维护社会秩序的稳定, 小型煤矿也需对各种先进的开采方法和技术设备进行积极的推广。
1.3 关于回采巷道的布置问题
在进行煤矿的回采作业时, 需要严格遵循《煤矿安全规程》中关于两眼见面的规定。但小型煤矿煤层赋存条件较差, 在进行回采巷道的设计与支护措施的安装时往往具有较大的难度。严格按照两眼见面的原则进行, 给实际工作带来了诸多麻烦, 掘进率和回采效率较低, 也会增加开采过程的安全风险。
(1) 对于走向不长的煤层小块段, 回采巷道布置基本不宜实现两眼见面。因为, 假如勉强布置两眼见面, 要么两条小眼距离较近, 要么两条小眼均靠近两边断层。就是勉强可以布置, 也都维护量较大, 甚至反过来增加回采巷道维护难度和回采难度 (尤其是交叉点的影响) , 降低回采工效, 增加安全风险。这对于在工人安全意识和素质不高的前提下, 于安全、效率、效益均较为不利。
(2) 针对走向略长的煤层块段, 沿煤层底板布置运巷, 虽然前期比较容易维护, 但增加了工作面准备时间和开采成本 (采前掘进率较高, 小眼开口位置难以选择, 多掘全岩短石门或反眼, 同时必须随时准备一套风动钻爆设备、设施) , 且两眼见面也不容易实现, 有时甚至还容易丢失底部煤, 使生产接续出现空档, 造成产量不均衡。但针对走向较长和煤层有淋水、滴水的情况, 为减少排水和提高回采率, 应尽可能布置底板运巷。
(3) 在赋存条件较差的情况下, 提前揭露煤层易造成煤层顶板和煤层风化、松动, 甚至脱层、脱落, 加上回采过程中采动的影响, 煤层顶板受破坏的程度将进一步加深 (交叉口越多破坏程度越大) 。因此, 对于赋存条件较差的中厚煤层, 回采巷道掘得越多越久, 维护量和回采时的安全风险就越大, 开采的难度就越大, 采煤工作面回采率就越低, 开采的成本相对也就越高。
而单眼可以布置在煤层顶板、厚度相对比较稳定的中间地段, 既可降低采前掘进率, 减少维护量, 提高工效, 同时对煤层及其顶底板的稳定性破坏也较小, 相对来说安全风险较小, 回采成本也较低, 比两眼见面更具优越性。但是, 布置单眼回采必须及时制订并贯彻、落实有针对性、切实可行的、细致严密的专项安全技术措施, 加强回采工作面的技术指导、安全检查和监管, 加强采掘工的技术安全培训等。
1.4 根据工作面实际情况确定回采巷道参数
回采巷道的参数一般包括顺槽、切眼等, 而在进行参数的设定时, 通常需要综合煤层的性状 (厚度、硬度、倾角等) 、顶板的稳定性等实际情况。若顶板稳定性较好, 通常可选取5m~8m的顺槽及切眼间距;若顶板的稳定性极差, 一般可将间距控制在3m~5m之间。
1.5 回采巷道开口位置的选择必须慎重、恰当
回采巷道开口位置一般选择顶底板相对比较稳定, 煤层厚度、坡度适中, 支护相对容易, 开采参数大致符合要求的位置。应尽量避免一些坡度大、顶板岩性差、支护难度大、不易维护的地点。
由于回采巷道开口后随着面积的增大, 顶板压力将进一步增大, 支护的难度随着增大。当面积接近一定, 顶板压力大于支护的支撑力时, 将发生冒顶事故。因此, 为避免面积过大, 同一条上山眼的不同侧顺槽开口必须禁止口对口布置, 至少应错开3m。
依据《煤炭行业岩石分类表》中对岩层稳定性的描述, 若属于中等稳定岩层, 则可采取支柱式的支护措施;若属于稳定性较差的岩层, 即容易产生冒顶、风化等条件时, 可采取梯形木支架的支护措施。大部分的小煤矿均显示局部的稳定性以及局部的不稳定性, 均采用支架的方式进行防护, 增加支护时间和浪费支护材料, 降低工效, 增加成本;均采用支柱的方式, 则可能造成局部顶板易脱层、冒落, 增加维护量, 加大安全风险。因此, 要想兼顾安全、效益, 必须加强对工作面顶板的观察, 根据具体情况选择合适、安全的支护方式。
2 中厚煤层开采中的几个安全问题
2.1 回采巷道开口必须有专项措施
由于回采巷道开口施工给煤层和顶板带来破坏作用, 且周围应力重新分布, 开口处顶板压力将进一步增大, 极易造成意想不到的后果。因此, 开口处在开口前必须采取支设抬棚或架设木垛等措施加固, 班组长必须带班作业。同时, 安全员必须加强现场安全监管。
开口处支设抬棚或架设木垛, 一可以确保对开口处顶板有足够的支撑力, 使生产安全顺利进行, 避免冒顶事故发生, 二可以确保工作面出口安全、畅通, 三还可提供可能的临时紧急避险处所。
2.2 必须重视安全出口、退路的维护
安全出口是采煤工作面作业人员的逃生之“门”, 在单眼布置的前提下, 更应该达到安全、畅通的要求。
(1) 安全出口及其20m范围内的巷道必须支护牢固, 并确保安全无误。
(2) 对安全出口必须进行特别维护, 浮煤及杂物必须随时清理干净。严禁在出口及出口附近堆放木料、溜槽和其他杂物。
(3) 安全出口必须指定专人维修, 同时必须进行经常检查。一经出现安全隐患, 必须立即处理, 直至确认安全无误。
2.3 高位贯通必须有防患和灾害防范措施
(1) 回采巷道之间贯通必须防止瓦斯积聚和突出, 加强局部通风。
(2) 必须加强水害、瓦斯和其他危害因素的分析、防范, 制订专项措施。与老巷道、老眼、老塘贯通必须加强探放水、支护、通风, 谨防发生透水、冒顶和瓦斯中毒事故。
(3) 必须加强采掘动态跟踪和及时且准确进行测量填图。
2.4 必须始终加强局部通风
由于在特殊地质条件下中厚煤层回采巷道大多属于单眼布置, 而且局部易放煤炮 (说明有瓦斯释放) , 如果通风不良, 极其容易产生瓦斯积聚。因此, 必须始终加强局部通风。同时必须将局部通风机安置在新鲜风流中, 杜绝出现循环风。施工过程中, 应严禁随意关停局部通风机。遇停电或跳闸时, 必须马上将所有人员撤至通风良好地带。
2.5 安全监管必须细致周到
中厚煤层回采过程的安全监管是确保整个回采工作能否安全顺利进行的最关键问题之一。
(1) 从整体时间和空间上不间断, 即每班、每天、每处有安全员检查、监管。
(2) 必须重视加强特殊时间段 (如:中、夜班, 进入工作面时, 放炮后) 、关键时间段 (如:回采巷道开口时, 回采煤柱时, 顶板压力较大时) 、关键工序 (如:打眼、支护、控帮、控顶、放炮) 、关键地点 (如:安全出口、回采工作面、岩性较差或冒顶空帮处) 、关键人员 (如:文化程度低人员、多次违章人员、操作技能不熟练人员、安全意识较差人员) 的监管。
(3) 必须实行班组、工程队、矿等各级的多层检查、监管。
(4) 必须采用定期或不定期的突击检查、巡回检查、重点检查、专项检查、全面检查等相结合的方法和手段。
铁矿露天转地下开采的安全问题探讨 第11篇
【关键词】露天转地下；铁矿开采；安全
到目前为止，我国已经共有一百多个大中型露天铁矿，这些大中型的露天铁矿在经过较长时间的开采后，绝大部分已经接近/达到露天开采的最终境界，已经开始进行了部分高陡坡位置的深入开掘，转成地下开采。最近几年，随着资源的减少，露天矿产开采的难度也在不断增加，露天开采转向地下开采的模式是一个必然的趋势。但是，我们知道地下开采的工程非常的复杂，很多因素参杂其中，在技术上也有相当的难度，实际开采中可能会遇见很多技术和安全方面的问题。
1、露天转地下开采的主要特点
露天转入地下开采的铁矿，由于前期的露天开采，在这些矿区已经建立起较为完善的生活和生产设施、水电供应网络、维修厂等工业场所。当要进行地下开采时，一定要注意将这些已经完善的设施项目纳入新的开采计划考量之中，使设施能够为接下来的生产生活提供便利，此外，还要对主要开拓工程的位置进行研究，对露天开采中应用的运输设施进行考量。
进行开采工作从露天转向地下的活动，可能会给元岩层带来一定程度的扰动，使原有的平衡状态被打破，特别是在边坡以及顶柱的位置特别容易发生应力集中造成高低压区的出现。由于这些原因，进行露天转地下的工作，首先要对岩体的应力分布情况做出详細的、科学的考量，以便找到解决地压和岩体位移的办法，同时制定出采矿的办法，开采的顺序，设置采矿工作的参数。
地上转到地下，不仅仅是位置的一个改变，他的工作量等同于进行一个新的地下矿山开采，需要一个成熟的工艺流程，要有充分的过渡时间，所以，在露天转地下开采前要进行提前计划、基建开拓，以保证矿山生产持续性的问题。
2、露天转地下开采的安全问题
由于露天转地下开采的复杂性，常常可能会带来一些安全危害。要保证生产的安全就必须做到以下几点：对露天开采范围内的地下矿房进行位置的考察，得到相关参数以备不时之需；对地下的顶柱进行稳定性和安全度的研究；对露天采坑内的积水应及时排出，防止采坑积水涌入井下；对于矿区四周的围岩要进行有规律的检测。
由于开采铁矿，矿体较厚大，一般会通过无底柱分段崩落的方式进行。但是没有底柱来进行支撑的采场岩石条件非常复杂，同时处在一个采动应力不断发生变化的环境内，围岩一旦出现破坏或者变形，会表现出显著的动态特征，当然，也与采动应力的分布情况有着直接的联系。
无底柱采场在受到不断变化的主应力和采动应力作用后，会出现一定程度的偏斜载荷，对巷道造成的破坏存在着不平衡性，进一步使荷载性质出现改变。除此之外，荷载种类的改变也会能引起应变能量的大量释放。如果荷载从单轴压应力转换成侧向剪应力，巷道的拱肩部位会产生不同强度的剪切裂缝，也会造成巷道垮台的加速。矿柱上荷载性质的改变，是围岩受力情况复杂化的原因，受力的变化会使巷道收到不同形式的破坏。
围岩应力的分布情况是由巷道位置的端面形状和大小及应力环境等因素决定的，应力随着威严强度的变换而产生改变。一般来说，根据围岩变形的状态以及深度不同，可以划分为四个区域：松动区、破裂区、弹性压、塑性压缩区。
虽然影响围岩应力分布的因素很多很复杂，但是巷道围岩应力的分布研究还是有规律可循的，具体表现为，在进行开采的准备阶段，围岩应力的分布主要受到水平和垂直两个方向应力的支配；在回采进行阶段，在水平切割回采工作的作用下，水平方向上的应力受到影响而被解除，沿着开采方向进行布置的顶板也会由受到两个方向的压缩应力转变为两个方向上的拉伸应力。
如果对矿区地质变化情况进行分析，我们会看到，原来露天开采工作给边坡带来的影响和破坏，直接关系到地下开采活动的进行，所以在地下开采进行前，要对边坡的稳定性进行全面的分析。有地上转入地下，不同于一般的单一开挖，其工作更加复杂，只有对各种影响因素进行综合性的分析，才能对地下开采可能带来的变形进行有效地控制，进一步保证矿山以及周围地区的安全。到目前为止，对于露天和地下开采工作之间的相互联系和作用还没有达成一个统一的认识，但是随着露天转地下开采工作的不断开展，对矿山的开采向着更深、坡角度更大发展，会带来的变形的数值以及范围也会更多的超过我们常见的范畴，所以，要求我们对露天转入地下工作中，对造成边坡地压的所有影响因素做一个深入的了解。
小结
露天转地下开采不同于单一的开采方式，它表现出来更加复杂的问题，既要进行地下作业工程的建设，也要充分的考虑到已经进行的露天开采可能造成的新的影响。在实际的露天开采转地下开采工作中，要对所有的因素进行全面的考察和衡量，保证工程的安全性和有效性。同时应该在实践中，多多总结经验和教训，逐渐形成一个完整的开采计划体系，为未来的露天转地下开采工作作出贡献。
参考文献
[1]徐帅，李元辉，高振领，戴星航.露天转地下不扩帮延伸采矿方法研究[J].金属矿山，2011（08）.
安全开采技术 第12篇
关键词：安全生产,矿产资源,采空区治理,残矿开采
1 前言
广西高峰矿业有限责任公司 (简称“高峰公司”) 100号矿体是世界罕见的高经济价值多金属矿床。前期民窿破坏了矿床开采支撑体系, 多次发生大规模冒落, 高价值矿石被埋压在冒落的散体中。矿山生产系统受损严重, 对生产安全形成了极大危害, 高峰矿区新洲塌陷区于1997年被列为“全国第三大特大事故隐患区”。2001年7月17日, 震惊国内外的南丹“7.17”特大透水事故就发生在该事故隐患区的深部。南丹“7.17”事故发生后, 各级政府部门对大厂矿区矿业秩序加大力度彻底整治, 取缔了所有非法开采企业, 矿区矿业秩序逐步恢复正常。整个大厂矿区仅保留铜坑锡矿和高峰公司两个开采主体, 这对高峰公司来说是难得的发展机遇, 然而, 南丹“7.17”事故之后仅9个月时间——2002年4月, 高峰公司又连续发生“4.17”重大伤亡事故 (3死1伤) 和“4.20”局部采空区地压事故, 导致高峰公司全面停产。
鉴于高峰矿区100号矿体开采区存在严重事故隐患, 2002年广西壮族自治区人民政府决定对100号矿体实施事故隐患治理和闭坑 (永久性封闭) 处理。高峰公司在对100号矿体实施闭坑过程中, 在对100号矿体进行安全隐患治理的同时, 对100号矿体的残矿资源进行了调查和抢救性回收, 并为其下部的105号矿体和相邻的100-1、100-2等矿体的开发创造安全条件。通过开展残矿资源安全开采技术研究, 实现安全隐患治理措施与残矿安全回采工程施工有机结合, 经济合理安全地回收了100号矿体的残矿资源。
2 残矿资源调查与经济价值评估
由于民窿多年的盗采与破坏, 100号矿体上部埋藏较浅的101、102、103、106号等小矿体已基本被盗采破坏殆尽。100号矿体被挖得千疮百孔。截止2001年底, 高峰公司累计生产探矿探明100号矿体 (540m水平至-79m水平标高范围) 矿石量B+C级×××万t。高峰公司累计开采100号矿体×××万t, 民窿抢采及破坏损失的100号矿体的矿量约×××万t。
2.1 残矿资源量与经济价值
2002年, 高峰公司资源保有储量为: (1) 100号矿体保有储量 (全部为残矿) ××万t; (2) 在100号矿体上盘与100号矿体平行产出的100-1、100-2号矿体××万t; (3) 100号矿体南侧礁灰岩中的Ⅰ-Ⅶ号零星小矿体共××万t; (4) 浅部氧化破碎带中1号矿体原探明地质储量×××万t, 但由于该矿体靠近地表, 已有民窿开采多年, 预计剩余可采资源仅为25%左右。按2003年度100号矿体原矿价格测算, 100号矿体保有残矿总经济价值约为5.5亿元。
2.2 100号矿体残矿资源主要分布情况
200m水平以上残矿主要分布在6#A盲斜井顶板及5A盲斜井顶板, 矿量约1700t。
110m至200m水平残矿主要分布在190m水平顶板、150m水平中部顶板、150m水平7#A盲斜井附近顶板、150m水平3#盲斜井顶板等7个地方, 共有矿量15690t。
0m～110m水平的残矿分布:50～70m标高段残矿主要分布在50m东端上盘、50m西端采场、50m岩墙东边附近、5#70m采场底板、7#70m顶板、7#90m采场, 矿量合计76000t。73m至100m水平之间, 矿量为14311t。
0m～-79m水平:该段预计残矿矿量超过16万t。其中-50m～0m水平有2.3万t, -79m至-50m水平有13.7万t。
2.3 100号矿体残矿赋存状态及开采技术条件
(1) 已治理或基本治理完毕区段:200m水平以上区段, 采空区及矿山隐患的治理工程已完成。采空区进行了充填并封闭了进入该区段的通道。该区段内残矿量很少, 约为1700t, 分散赋存在200m～500m水平之间, 一般厚度<1.0m, 最大残留矿体矿量<400t。残留矿体周围大多被松散废石充填体充填。回收这部分矿石的经济性和安全性都较差, 因而, 这一部分矿石大多作为永久损失不予回采。
110m～200m区段:基本治理完毕。该区段内赋存残矿15690t。
(2) 采空区基本查明, 大部已分治理, 待进一步完善区段:这一区段为0m～110m水平。该区段赋存残矿10.03万t。
(3) 采空区基本查明, 已部分治理区段:0m～-79m水平区段, 该段采空区已基本查明。此区段是重点治理区域。该区段赋存残矿16万t。
2.4 100号矿体残矿资源回采的必要性
(1) 为闭坑的实施创造重要条件
对100号矿体安全隐患治理, 将为其下部的105号矿体和相邻的100-1、100-2等矿体的开发提供安全保障。
矿产资源具有有限性和不可再生性。矿产资源是在地球的几十亿年漫长演变过程中, 经过各种地质作用后富集起来的, 一旦被开采后, 在人类历史的相对短暂时期内, 绝大多数不可再生。换言之, 矿产资源只能越用越少, 特别是那些优质、易探、易采的矿床已日益匮乏。为此, 解决矿产资源日趋不足的问题, 只有“开源与节流”并重, 把节约放在首位, 走资源节约型可持续发展之路。
“开源”即扩大矿物原料来源, 包括找新的, 用贫矿, 开发潜在的, 人造代用等。“节流”即千方百计地改善利用矿产资源的技术水平, 使有限的矿产资源得到最大限度地充分合理地利用。包括改进、改革采矿方法、提高选矿、冶炼的工艺技术水平、努力探索综合回收、综合利用的新方法、新工艺、新技术、搞好尾矿的综合利用, 变废为宝等物尽其用的各种途径, 使矿产资源非正常人为损失减少至最低限度, 以适应现代化建设对矿产品日益增长的需求。
总之, 最大限度地、经济合理地回收利用矿产资源是资源开发的基本原则。为此, 在国家“矿产资源法”和“矿产资源监督管理暂行办法”中都明确强调对资源开采的“统一规划、综合利用、防止浪费”、“矿山必须按设计进行开采, 不准任意丢掉矿体。对开采应当加强监督检查, 严防不应有的损失”、“地下开采的中段 (水平) 或露天采矿场内尚有未采出的保有矿产储量, 未经地质测量机构检查验收或 (储量) 报销申请尚未批准之前, 不准擅自废除坑道”。
在实施100号矿体闭坑过程中, 残矿的回收工作应作为其必要的一道程序。
(2) 防止闭坑后的纷争和安全事故隐患
高峰公司100号矿体属于特富矿体, 富含锡、锌、铅、锑、银等多种有价金属, 其资源丰度不仅在我国仅有, 而且在世界上也是极其少见的。该项目生产的各种精矿产品, 都是目前我国生产锡、锌、铅、锑等冶炼产品紧缺的主要原料产品。残矿的回收对矿山在100号矿体治理过程中维持正常运转具有重要作用。由于残余矿石的存在, 财富的强大诱惑力仍然是以后因外来团伙偷矿引发纠纷和安全灾祸的隐患。
(3) 为下部105号矿体的详查及开采创造条件
高峰公司生产探矿和105号矿体现状调查工作表明, 105号矿体是100号矿体在深部的延续, 而且105号矿体和100号矿体的民采空区局部已经相互连通。要进行105号矿体的开发, 必须对位于其上部的100号矿体采空区进行安全隐患治理。
3 矿山事故隐患排查与安全风险评价
3.1 地质概况
高峰矿区位于大厂矿田南段, 主要矿体为100号矿体。矿区出露地层主要为中泥盆统纳标组 (D21) 生物礁灰岩, 其周边出露有中泥盆统罗富组 (D22) , 上泥盆统榴江组 (D31) 、五指山组 (D32) 和同车江组 (D33) 不纯碳酸盐岩、碎屑岩夹碳酸盐岩。从区域上看, 由挤压作用形成的北西向褶皱和断裂构造是本区的主要构造, 南北向和北东向张性断裂为次级构造。以上三组断裂构造在矿区表现不强烈。
矿区构造主要由长坡、巴里、龙头山倒转背斜及北西向逆掩断层组成, 并被北东向断层错动或南北向断层穿插, 形成网格状构造特征。
背斜, 轴向340°, 背斜西翼陡, 东翼缓, 两翼不对称, 轴面向北东倾斜。
逆掩断层, 走向330°～340°。是倒转背斜稍后伴生产物, 属成矿前断层, 被石英、方解石充填, 断层泥及破碎角砾明显。
北东向断层, 走向60°～85°, 有倾向南东的, 也有倾向北西的, 倾角50°～85°, 属张扭性, 常错切北西断层, 成网格状的交汇特点。
层间接触带, 主要是指生物礁灰岩顶部D22黑色灰页岩与D21生物礁灰岩的接触面, 接触面分布范围广, 破碎严重。
矿区岩浆活动弱, 主要形成规模不大的中酸性岩脉。
100号矿体赋存于泥盆系中统 (D21) 生物礁灰岩中, 是一个埋藏较深的陡倾斜-缓倾斜的不规则脉状盲矿体, 赋存最高标高为690m, 分布范围在48线至66线间, 呈南高北低, 西高东低的特点, 矿体走向长度200～300m, 厚度3.35～46m, 侧伏方向延伸超过1200m以上。矿体平面投影呈马蹄状, 走向从上至下由近东西向—→北北西向—→总体向北北西突出的弧形弯曲状--→南东向--→近南北向。
100号矿体主要有用组份是锡、铅、锌、锑, 其次是硫、砷、银、铟、镉等。主要金属矿物有:锡石、铁闪锌矿、磁黄铁矿、脆硫锑铅矿、毒砂、黄铁矿等。脉石矿物有石英、方解石、萤石、炭质沥青等, 矿石多为致密块状矿石, 且坚硬稳定性亦良好, 仅在局部断裂接触较破碎外, 其余均稳固。
矿体围岩为生物礁灰岩, 组分单一, 几乎全由方解石组成, 其CaO平均含量54.5% (215队勘探报告数据) , 接近方解石的CaO理论值56.03%, 矿体与围岩之间界线清楚, 接触界线弯曲不平。围岩层理不发育, 岩性具有较强的韧性, 裂隙发育属中等, 稳定性良好。
矿区内出露的岩浆岩为花岗斑岩, 呈岩脉产出, 南北走向, 厚度一般几米至十几米, 为成矿期后的岩脉, 表现为切断矿体。
(1) 工程地质条件
(1) 矿石结构
围岩由巨厚层状的生物礁灰岩组成, 岩 (矿) 体总体为整体结构, 仅局部岩体可划归为块状结构。
整体结构岩 (矿) 体:这是矿体采区内的主要结构类型。岩 (矿) 中层理、断裂、节理均不发育, 结构面以构造裂隙为主。裂隙微小, 延长不大, 多为紧闭状, 密度不大, 而张性细小裂隙又为方解石脉充填胶结而愈合。仅在礁灰岩中局部地段和矿体与围岩之间见层理构造。
块状结构岩体:发育于50线-70m标高平巷口 (7D斜井底处) 的礁灰岩中, 结构面主要为北东向张裂带, 断裂带宽度约为20～30m, 主断裂面产状135°<63°。上、下两盘断距约2m, 延长具一定规模。
(2) 岩性及岩体结构影响
采区围岩为生物礁灰岩, 岩体结构完整, 岩石抗压强度58～90.1MPa;硐室围岩中未见有易软化岩石, 皆为软化系数较小的不软化岩石。
(3) 矿坑积水与地下水对硐室围岩稳定性的影响
100号矿体采区的平硐、斜井、采空区等人工硐室曾经受了矿坑积水较长时间的浸泡和地下水的作用, 但经疏干后的现场调查认为, 水的浸泡作用对岩石的强度影响不大。
(4) 岩溶发育情况
矿区浅部岩溶发育较强烈, 深部岩溶发育较弱。一般埋深大于200m (+500m标高以下) 时, 岩溶发育很微弱。在个别地带见有2～3处渗、滴水的小溶孔或溶蚀裂隙。以前在施工中也从未遇到过岩溶区常见的溶洞突泥等问题。
(5) 工程因素
由于采区围岩岩体结构完整, 构造裂隙和岩溶发育均微弱, 硐室稳定程度较高。除极个别破碎部位外, 绝大部分巷道不需支护。虽然采区延深较大, 但从未发生岩爆现象, 表明区内目前地应力作用并不很强烈。由于采空区结构复杂, 规模较大, 开采中局部巷道之间及巷道与空区之间距离较近的部位应进行适当工程处理。
综上所述, 100号矿体的围岩岩石强度较高, 水浸对岩石强度影响不大, 构造和岩溶均不发育, 岩体结构完整, 地应力作用不大, 巷道围岩较稳定, 工程地质条件较好。
(2) 水文地质条件
矿区水文地质属于第三类第二型, 即溶洞—溶蚀裂隙为主, 直接充水的水文地质条件, 中等的岩溶充水矿床。
矿区构造及富水性:背斜富水性较差;逆掩断层, 属成矿前断层, 被石英、方解石充填, 断层泥及破碎角砾明显, 可起导水贯通作用;北东向断层, 属张扭性, 常错切北西断层, 成网格状的交汇特点, 在交汇处是有利的富水构造部位;层间接触带, 接触面分布范围广, 破碎严重, 是地下水储藏的有利空间。
生物礁灰岩充水因素及补给源:主要是大气降水。矿区常年降雨量在1500～2000mm。这些雨水汇至沟谷形成小溪, 流经礁灰岩裸露区 (裸露区面积为0.24km2) , 或通过溶洞、溶槽、溶蚀漏斗, 含矿破碎带等渗入;或是从地下开采形成的地面塌陷、裂缝等渗入补给;其次是矿区生产及居民生活废水通过各种构造渗入补给。
地层含水特征:据资料显示, 生物礁灰岩的岩溶率为0.36%, 渗透系数为0.5167m/d, 单位涌水量为0.8469l/s.m。可看出生物礁灰岩富水性强, 渗透性能好, 是矿区主要含水层和岩溶发育地层。
100号矿体大部分埋藏于当地侵蚀基准面以下, 地表小溪对矿坑充水无大的影响, 主要充水含水层为生物礁灰岩。
根据钻孔资料, 生物礁灰岩为一个呈北西向延长的椭圆形的宝塔礁, 中部厚, 向四周逐渐变薄的穹丘体。礁灰岩被相对隔水的泥灰岩, 页岩覆盖, 出露面积仅0.24平方公里, 处于一个较封闭的环境中。礁体富水性极不均匀, 大的涌水和淋水多在断裂和裂隙中。岩溶在500m标高以上较发育, 350～500m标高为中等发育, 随深度增加而逐渐减弱。含水裂隙发育段主要在200m水平以上, 目前这些含水裂隙含水减少, 或已干枯。200m水平以下裂隙不发育, 高峰公司开拓系统内未遇到大的含水裂隙。
矿坑地下水的主要补给源是大气降雨, 大气降雨通过生物礁灰岩裸露区及巴里-龙头山的崩塌、塌陷区渗入地下, 补给矿坑。其次为大量民窿巷道的排水排入100号矿体开采区, 再次是矿区生产及居民生活废水通过各种构造渗入补给。据200m水平观测, 目前井下涌水量仅150～200m3/h, 因此, 深部开拓中地下涌水不会成为主要影响因素。地下水隐患主要来自采空区及民窿巷道积水。
原高峰锡矿开发100号矿体之初, 探采斜井、通风斜井以及竖井等施工受礁灰岩中高压岩溶水涌水的影响, 工程进展十分缓慢。1991年, 100号矿体地下水的防治技术研究列入了国家“八五”攻关项目, 作为《100号矿体开采技术研究》专题之子题, 开展了《大厂100号矿体地下水防治技术研究》。该课题紧密结合矿山建设实际, 通过对矿床水文地质条件的分析研究, 采取放水降压、仪器探测与构造分析预报、辅以探水注浆等综合防治水措施, 在地下水预报及防治方面取得了一整套切合矿山实际的地下水防治方法, 收到明显的效果, 也为之后地下水防治积累了宝贵的经验。
高峰公司历年坑内涌水量观测情况 (200m水平观测地点) 参见图1, 2002年以后井下涌水量增加主要是由于南丹“7.17”事故后民窿被取缔而停止了井下排水所造成, 现阶段涌水量无明显增长。
3.2 安全技术条件
通过历年来特别是近年对空区的充填治理、密闭和探测, 已取得较好的治理效果。由于民采全部被依法取缔, 排除了多年来民采对高峰公司井下安全生产的干扰和威胁。民采所形成的采空区分布情况基本查明, 大部分空区进行了充填治理, 大的地压活动威胁得到了控制, 但局部的空区冒落隐患仍然存在。经过探查和深部排水, 基本消除了人工水体的威胁。但残矿回采过程中, 还必须执行超前探水制度等措施。
经过多年的建设, 高峰公司形成了比较完善的矿山生产系统。高峰公司200m中段以上采用斜井、斜坡道、竖井联合开拓, 200m中段以下采用盲斜井、斜坡道开拓。井下运输、提升、通风、排水、充填、供电、供风等系统状况良好。对100号矿体空区等隐患采取综合治理措施后, 取得了良好效果, 矿山安全生产与管理体系完善, 具备了开采残矿的基本技术条件。
3.3 存在的危险危害因素及主要安全风险
根据《广西壮族自治区河池地区南丹大厂矿区安全生产现状评估报告》和国家安全生产监督管理局安全生产科学技术研究中心对高峰公司的安全生产现状评价结论:根据对矿体赋存形态的分析, 100号矿体目前保有的可采矿量主要集中在-79m～200m水平范围, 其中50m～150m水平区段是矿体形态变化的转折部位, 也是应力集中的部位, 是生产安全隐患整治的关键区域。其中, -50m～-79m水平, 这一区域是105号矿体的顶部, 受到了非法无序采矿的严重破坏, 存在发生局部地压灾害的安全隐患。根据矿山实际情况, 前期井下主要的事故隐患为采空区坍塌、陷落和采场冒顶等。
针对高峰100号矿体的复杂开采情况, 首先要进行事故隐患的治理, 控制大规模地压活动的发生是进行残矿回采的必要条件。在隐患治理与残矿回采施工中存在的主要危险危害因素有地压灾害、坍塌、冒顶和松石伤害、水害、局部突水和淹溺危害、爆破伤害、机械伤害、车辆伤害、触电、高处坠落、窒息和中毒、粉尘危害、噪声危害和振动危害等, 针对各种危害和事故隐患, 尤其是地压类和透水类事故隐患, 必须采取相应的安全技术措施。
4 矿山安全整治达标与企业管理提升
4.1 高峰公司安全生产管理现状
高峰公司开采的100号矿体是一个世界上少见的特大特富锡、铅、锌和锑多金属矿体。矿区水文地质条件简单到中等, 矿体和围岩稳固性好, 具有良好的矿床开发条件, 如果严格遵照科学规划和原定的设计进行开采, 有可能成为我国现代化坑内开采矿山的典范。不幸的是, 自1986年以来, 大量非法采矿主纷纷涌入合法采矿权人采矿权所属范围, 严重影响了合法采权人的正常生产秩序。尤其是对高峰矿区滥采乱挖, 导致特富的100号矿体千疮百孔, 在短短几年内就被抢掠一空, 使矿体总体稳定性受到急剧破坏, 井下地压、透水事故随时可能发生, 开采条件非常恶劣。可以肯定地说, 南丹“7.17”事故和高峰公司“4.17”和“4.20”事故, 主要是民窿长期以来乱采滥挖埋下的安全隐患祸根。但高峰公司的安全生产管理也有不规范、不到位的地方, 即由于井下安全条件太复杂、事故隐患严重, 高峰公司的生产管理还来不及走上正轨。血的代价告诉我们:只有抓好安全生产, 企业才能长期稳定发展, 才能给社会造福。痛定思痛, 面对现实, 高峰公司的领导进行了脱胎换骨的反思, 一致认为:安全是高峰公司生存和发展的基础, 推行规范化管理是高峰公司长治久安的基石。
4.2 矿山安全整治与企业管理提升目标
惨痛的教训促使高峰公司领导层理清了思路:一是要搞好安全生产, 必须先全面治理事故隐患, 不能再拖下去了;二是政府要求高峰公司停产整顿, 虽然有主观因素, 但是, 也确实有其现实必要性;三是要主动高起点、严要求地把停产整顿工作当成一次认真的脱胎换骨的休整, 要触及灵魂, 全方位、全系统地进行安全整风活动, 要把矿山安全整治达标与企业管理提升有机结合起来, 并通过这次安全整治顺势打造停产整顿矿山企业安全整治达标品牌。面对重重困难和考验, 高峰公司制定了矿山安全整治达标和企业管理提升的具体措施和要点:
(1) 抓安全必须先抓企业基础管理工作。基础管理工作搞好了, 各项工作才能够环环相扣, 安全生产才有保障, 企业才能够长治久安。
(2) 抓安全教育培训的同时必须抓好员工综合素质教育培训, 培养员工强烈的遵章守纪意识和良好的按章办事习惯。
(3) 坚持“安全检查+确认制”, 并常抓不懈地贯穿于所有生产作业活动中。“安全确认”可分为“三级确认” (即公司级、车间级、班组级) 、“三班确认” (即早班、中班、夜班) 和“三次确认” (班前、班中、班后) 。
(4) 抓安全生产要有“三紧意识” (即紧迫、紧密、紧张) 。也就是说, 抓安全工作要有紧迫感, 非抓不可, 一刻也不能松懈;安全工作要与一切生产经营活动紧密结合 (安全管理不能单列和超脱于具体的生产经营活动, 要切实做到“五同时”) ;公司各级管理人员, 尤其是安全生产管理人员要始终保持一种紧张状态, 不能有麻痹思想。
(5) 做好企业安全管理规划工作, 贯彻实施安全方针目标管理。安全管理是一些实实在在的具体工作, 不是虚无缥缈的东西, 我们在脑中要有一些假想的“安全顽敌”作为防范对象, 比如评估确定企业的“危险源”并进行ABC分级管理。经过评估, 我们归纳出高峰公司的防范重点有“2个重大危险源”等“5个2”。
(6) 在落实“三同时”的基础上还必须推行“三同步措施”, 实现技术管理、生产管理、工程管理与安全管理的有机结合, 即在制定技术方案、安排生产作业计划、实施施工管理的同时, 必须同步制定和落实安全措施 (“三同时”解决的是安全管理的硬件到位, “三同步”解决的是安全管理的软件运行) 。
(7) 在进行工程安装、生产措施整改、技术改造和设备检修过程中必须严格执行标准化作业, 不能人为制造新的事故隐患。同时, 要制定事故隐患责任追究制度, 倡导开展“我这个工序 (班组) 没有事故隐患产生或转移”活动, 坚决刹住“事故隐患总整 (改) 总有、屡整 (改) 屡在”的不正常现象。
(8) 制定完善生产作业现场安全准入制度, 落实安全管理属地权限责任, 保障外来检查、参观、施工人员的人身安全和外包工程的施工安全。
从2002年5月份起, 高峰公司为搞好内部安全整治, 从零开始, 重新整章建制, 完善公司的安全管理制度, 重新进行全员安全学习培训, 完善现场安全设施、标识、标志, 尤其是委托长沙矿山研究院编制《广西高峰矿业有限责任公司100号矿体事故隐患治理暨100号矿体闭坑 (永久性封闭) 设计》, 踏踏实实组织开展100号矿体事故隐患治理工作, 致力于尽快消除地压灾害和透水两大事故隐患, 为100号矿体残矿资源安全回采工作的顺利进行打下了坚实的基础。
5 残矿资源安全开采原则与主要技术路线
5.1 主要技术路线
为消除井下空区事故隐患和地下水患, 按照“分区隔断治理, 以充填为主, 辅以空区密闭”的治理原则, 进行100号矿体的安全治理工作。对于人工水体一般采用导出方法处理。通过对100号矿体的上述空区的充填治理, 从而使空区的地压活动、空区周边的围岩活动缓解, 减少了应力集中的破坏作用, 为残矿安全回采提供了技术条件。
空区治理及矿石回收顺序:110m～200m水平上盘空区充填→50m水平西、72m水平西区段隔离层充填→110m～150m水平残矿回收→70m～110m水平残矿回收→0m～50m水平空区充填→50m～70m水平残矿回收→0m至-79m水平空区充填→回收0m至-79m水平残矿回收。
5.2 典型技术方案
(1) 残矿回收顺序
沿垂直方向上按治理状况将矿体划分为不同的区段。每一区段内, 分中段沿矿体走向布置回采矿块。区段回采顺序从上至下。回采前必须先在区段之间形成安全隔离层, 以保证各区段作业的安全性。中段一般自上而下进行回采。沿矿体倾斜方向, 上下相对应布置的采场, 禁止同时回采, 只有上部回采充填结束后, 方准回采下部矿房。每条矿体回采, 均沿走向采用后退式开采顺序, 即由矿体两端向斜井方向回采。
(2) 残矿回采采矿方法
针对残矿的主要类型--充填体下的顶柱、散体下的顶柱和点柱三种情况, 应用以下采矿方法: (1) 分条充填采矿法
充填采矿方法矿石回收率高, 能有效控制地压活动, 较适合于高峰公司较大规模残矿的开采。分
条充填法矿块结构参数:残矿回收仍按100号矿体原开采方案设计的采场参数来划分回采单元高度。采场沿矿体走向布置。矿块生产能力120t/d, 矿石损失率10%, 矿石贫化率12%。
回采顺序:从矿体上盘向下盘方向后退回采。第一步采用上向分层充填法回采矿房, 砼充填。第二步回采矿柱, 先回采矿柱采场中部的残矿, 电耙出矿, 然后再用分层方法回采其顶、底柱残矿。
采准、切割工作:从脉外沿脉巷道向回采矿块掘进联络道, 人员通过联络道进入采场。在矿块下部掘电耙硐室和出矿漏斗。综合考虑采切工程、空区治理工程及其它影响因素, 确定矿山万吨采掘比180m, 采掘工程副产矿石率10%。
凿岩爆破:分层回采和掘进均采用浅孔。当矿体厚度<4m时, 矿房中布置一条凿岩出矿道, 矿柱中布置两条凿岩出矿道, 采用中深孔一次爆破落矿。中深孔凿岩采用YGZ-90型凿岩机配TJ-24型圆盘凿岩台架, 钻凿上向中深孔, 浅孔凿岩采用7655气腿式凿岩机。爆破用硝铵炸药、火雷管起爆, 爆破后用局扇辅助通风。
支护:护顶矿柱厚度>4m。凿岩出矿道木支柱密集支护。
出矿:电耙与铲运机出矿。在回采矿块中部矿石时, 使用电耙将矿石耙至底部出矿漏斗中。顶、底柱矿石分层回采时, 使用铲运机出矿。
充填:空区中砼充填体人工矿柱的形成:采用柔性充填挡墙, 或自然堆积形成砼人工矿柱。
分段充填法矿块参数:采场参数与分层充填法相同。但采用分段落矿, 分段充填进行回采。分段高度5m～8m。适用于比较厚大的矿体。
(2) 进路式充填采矿方法
该采矿方法矿石回收率高, 能有效控制地压活动, 较适合于高峰公司小规模残矿的开采。如局部
的板状、条状、蜂窝状残矿的回采。回采高度从50m～70m、进路宽2～3m、高2～3m。采准、切割工作:从脉外联络道或天井向回采矿块掘进联络道, 人员通过联络道进入采场。
(3) 人工假顶进路式充填法
该采矿方法针对较大范围的散体残矿资源, 形成区域规模开采。形成人工假顶在可回收区域上
面构筑人工假顶, 为下面的矿石的回收创造安全的作业环境。分段高度20m, 矿块宽度15m, 长度等于散体的厚度。回采从下盘在固结体中掘进人工假巷, 在上盘做人工沿脉联络道作为注浆点。采用后退式放矿回收矿石。
(4) 人工假巷小步距分段崩落法该方法适用于局部残留富矿的回收。在需要回采的局部
形成固结体, 从下盘形成人工假巷, 在固结体下布置人工底部结构出矿。小步距分段崩落法回收矿石。
(3) 控制地压灾害的工程技术措施
总体技术方案:将矿体分区段隔离, 减少连续空区的体积, 减少各区段间的相互影响;将回采区段内连续空区的体积控制在1000m3以内。主要采用充填方法来隔离空区和形成安全回采条件。垂直方向上以区段隔离充填层将矿体分开, 区段隔离充填层>20m;沿矿体走向方向以砼人工矿柱将矿体分隔成回采作业矿块。残矿采完后, 空区采用废石或尾砂充填。残矿回采完毕后, 采空区充填率>70%。顶、底矿柱回采前, 需对该矿块的顶底进行充填处理。顶柱的回采必须在有上部充填体掩护的条件下进行。为了减少充填专门巷道的掘进工作量, 掩护充填体可从上中段进行废石胶结充填来形成。
(4) 回采作业施工安全保障措施
(1) 加强了掘进与回采安全防范措施:为防止掘进过程中出现透水事故, 掘进前应对前方进行超前探水, 如发现工作面异常现象及时待处理, 待确认安全后才恢复作业。
(2) 回采过程中顶底板安全管理:加强顶、底板的安全管理相当重要。回采过程中建立完善的顶板安全管理制度, 并有专职的安全监控人员进行现场监控。
(3) 作业前的安全交底与工班安全管理:每个作业点在安排施工之前, 由安全技术管理人员将现场情况和安全注意事项交待清楚, 严格按规范作业, 并成立井下现场安全监控组, 同时有专职安全员, 现场监护。
(4) 地压观测与监控:高峰公司通过与科研院所合作, 开展高峰矿区地压事故隐患监控与治理、完善井下岩移观测网、井下关键部位应力状态监测网、井下地压活动声发射实时监测系统和井下断裂面及钻孔位移监测网对矿山控制重大地压灾害事故、实施矿区地压灾害实时监测预报, 对生产安全起到极为重要的作用。
6 残矿资源安全开采技术与管理总结
6.1 残矿资源调查与事故隐患治理成果
(1) 强化矿产资源保护意识, 在当地政府的统一部署和领导下, 坚决打击井下偷矿、抢矿猖獗活动, 全力以赴, 保住我们的“饭碗”。
我们编制了《高峰公司矿产资源保护工作实施方案》, 成立了矿产资源保护工作领导小组, 下设了技术组、工程措施组、清理整顿组、保卫救护组、后勤保障组、督察组等具体实施小组。该方案以技术为指导, 以工程措施揭露盲点为突破口, 以清理整顿组为主体打击, 以保卫救护组和后勤保障组为保障, 以督察组来规范运作。
(2) 以残矿资源调查求突破, 谱写高峰特色的残矿资源回收新篇章
除了以《高峰公司矿产资源保护工作实施方案》为主线有效开展了反偷矿和资源保护工作外, 我们系统地开展了残矿资源调查工作, 制定了资源调查与民采 (小选矿点) 清理、资源调查与安全治理、资源调查与生产探矿三结合的资源调查及资源保护工作原则, 科学合理地部署和安排了整个井下采掘作业。一是以民采清理、矿业秩序治理整顿作为切入点, 在对外来团伙偷矿和井下小选矿点进行清理 (小选矿点即是潜在新增矿源点) 的基础上, 对100、100-1、100-2号矿体残矿资源进行了系统调查, 该工作我们分三个阶段进行:外来偷矿点、小选点顺藤摸瓜——已知资源矿点扩大调查——寻找、验证远资源景点;二是通过事故隐患治理的坑道工程揭露采空区, 了解残矿分布情况;三是利用事故隐患治理的坑道工程对已知矿源点进行加密探矿。
(3) 在采空区安全治理的基础上, 通过残矿资源调查, 五年新增100号残矿资源20多万吨, 新增资源价值约7亿元。100号矿体残矿回收过程中, 其主体治理工程为50m至-79m水平采空区调查与安全隐患治理和50m至110m水平区段空区治理, 费用投资总额约2000万元 (总工程量及费用详见表1) 。由于有效实施了安全隐患治理, 创造了残矿开采安全技术条件。
100号矿体事故隐患治理项目实施后, 年采矿规模达8万t以上, 创造了可观的经济效益, 为高峰公司的生存和可持续发展打下了坚实的基础。
(4) 矿山安全整治与企业管理提升效果
高峰公司重视安全管理, 全力以赴致力于安全整治达标和企业管理提升工作, 很快取得了初步成效。2003年6月份, 透水类事故隐患消除, 公司恢复了生产经营, 高峰公司当年盈利650万元。2004年6月18日, 高峰公司100号矿体事故隐患治理工程通过了区安监局组织的专家组验收, 地压灾害类事故隐患消除, 高峰公司当年盈利7000万元。2005年6月, 高峰公司顺利取得了国家级安全生产许可证。至此, 高峰公司安全整治和企业管理提升工作成效显著, 得到了广西壮族自治区、河池市、南丹县三级安监局的好评。
6.2 残矿资源安全开采实践
我们委托北京矿冶研究总院开展《100号矿体残矿安全回采技术研究》及《100号矿体残矿安全回采50M西试验采场设计》等采矿技术创新项目, 我们的残矿回采工艺研究和施工组织管理进一步拓展和深化:一是充分利用新的充填工艺作为突破口, 解决回采过程中的安全控制和矿石的贫化、损失问题, 如上覆松散废石的预胶结充填工艺、小空区的水平喷浆充填工艺及废石码包充填工艺等;二是灵活选择支护方式保障安全, 如木垛支护、木垛+沙包支护、圆木密集棚架支护、水压支柱支护等;三是回采工艺上针对板状、条状、蜂窝状、垮塌堆积状等不同残矿类型及不同分布形态, 分别制定不同回采方案;四是以整个坑口采掘作业作整体考虑, 以残矿回采为主线, 综合考虑残矿资源调查、采空区充填治理、生产探矿、采准和采矿各工序的有效衔接和作业均衡。这些项目实施的可操作性强, 安全有保障, 生产效率高, 控制了残矿回采成本 (可以不出窿的掘进废石基本上就不出窿, 而是经合理调度就近充填采空区) , 经济效益显著。
(1) 残矿资源回采实例
从2003年开始, 高峰公司分别在50m西、190m采场、250m采场等进行了试验开采, 各采场回采工艺简述如下:
50m西端残矿回采:采场高度50m至70m水平采用进路式充填采矿法, 回采高度从50m～70m、进路宽2-3m、高2-3m。采准、切割工作:从脉外联络道或天井向回采矿块掘进联络道, 人员通过联络道进入采场。分层回采顺序为从下至上进行, 先回采顶柱, 然后回采点柱。回采和掘进均采用浅孔。浅孔凿岩采用7655气腿式凿岩机。爆破用硝铵炸药、火雷管起爆。进路出矿道木支柱密集支护。耙矿机与人工出矿。采用灰砂比1:6的胶结充填已回采进路。采场内安排2个回采作业面, 采场生产能力250t/d。
190m采场回采:本方案所采矿块为190顶板整体垮落残矿, 该残矿平均厚2.08米, 约1000吨, 顶板是崩落废石, 以浅孔落矿, 从上盘回采进路逐条推进到下盘。从上盘安全通道回风, 并以局扇进行局部通风。安全措施:回采条式进路顶板时, 支护好相邻进路。采场生产能力100t/d。
250m采场回采:位于250m～270m, 52线～56线之间, 主要是回收冒落区中的散体残矿。
在270m水平下盘掘进穿脉至冒落带。冒落体中间隙较小时, 在穿脉中向冒落体内打110mm钻孔, 钻孔联接充填注浆管进行注浆。冒落体中间隙较大时, 在进路口设置挡墙, 进行封闭注浆。注浆一月后即可进行残矿回收工作。在250m水平下盘掘进穿脉至冒落带, 作为下盘出矿进路, 进路端扩漏放矿。如图3示。采场生产能力200t/d。
(2) 高峰公司残矿回采主要技术指标
采矿主要技术指标见表2。
高峰公司100号矿体采空区综合治理和残矿综合回收, 经济效益显著。2003～2007年累计安全回采残矿30多万吨, 累计实现利润4.58亿元 (其中, 2007年度利润2.25亿元) 。100号矿体残矿资源安全开采技术研究实践, 既是矿山安全隐患治理的需要, 也是残矿资源开发需要, 不仅残矿回收具有极好的投资收益, 而且对下部105号矿体和上盘100-1、100-2号矿体的开采起到安全保障作用。
6.3 残矿资源安全开采技术支持体系及科研成果
科学技术是第一生产力, 是企业发展的催化剂和加速器。我们一直注重抓科研和技改工作, 尤其是在矿山事故隐患治理和残矿资源安全开采项目, 充分发挥了科技创新、科技促进生产的效能。
(1) 2002年6月～2004年4月, 长沙矿山研究院承担重大事故隐患治理项目《100号矿体事故隐患治理暨闭坑 (永久性封闭) 设计》及《100号矿体事故隐患治理区域稳定状态及其对开采影响的安全监测技术研究》, 项目主要创新点:针对大范围连续空区等隐患, 采用废石全部回填空区、实行散体灌浆胶结充填、尾砂综合利用、采用封闭式无污染处理技术、钢筋混凝土构底, 实行空区分隔治理、多层防护、封闭空区等措施;建立地压实时监测系统, 实现框架结构和关键区段的控制;地表塌陷区采用监测技术;采掘工作面超前探水和灾害防治。通过治理, 采空区地压事故隐患和透水事故隐患已消除, 整个100号矿体处于稳定状态, 达到设计的预期效果, 高峰公司顺利恢复了生产, 复产当年就创直接经济效益8300多万元, 间接经济效益在2亿元以上, 社会效益显著。
该项目为我国矿山特大事故隐患治理提供了综合性技术, 可以在条件类似的金属矿山和非金属矿山推广应用。通过治理, 该项目于2004年6月通过广西区安监局组织的专家组验收。该项目科研成果《100号矿体特大事故隐患综合治理》获2004年度中国有色金属工业科学技术二等奖。
(2) 2002年4月～2004年3月, 中南大学牵头承担西部开发科技行动专题《高峰矿特大事故隐患区及其下部采场地压监控技术研究》、《高峰矿区灾难地压显化规律研究》, 该研究查明了高峰型崩塌矿震 (耦合于暗空场的地压活动) 的特点、规律, 提出了整治对策并实施于100号矿体特大事故隐患治理中, 效果显著。《高硫尾砂用作胶结充填骨料的处理方法及处理系统》获国家发明专利。
(3) 2003年～2006年, 长沙矿山研究院牵头承担重大地质灾害治理项目《新洲塌陷区地质灾害综合治理工程设计》, 项目对岩体结构进行调查, 核实陷坑充实程度, 对塌陷区地表稳定性和发展趋势评价;进行浅部空区充填治理与塌陷坑的钻孔探测;实施塌陷坑回填与地表环境综合治理, 彻底消除塌陷区地质灾害隐患, 为井下采矿作业提供安全生产条件, 同时恢复和改善自然生态环境。 (该项目获国家地质灾害治理专项资金200万元)
(4) 2003年6月～2006年2月, 国家安全生产监督管理局安全生产科学技术研究中心承担安全生产科研专题《高风险金属矿山安全规划和灾害控制技术研究》, 对高风险金属矿山的灾害特点进行了系统研究, 提出了停产矿山恢复生产的程序, 完善了金属矿山的安全评价体系, 使高峰公司得以顺利恢复生产并成为广西矿山企业安全生产的先进单位, 该项目科研成果《高风险金属矿山风险评价和灾害控制技术研究》获2005年度国家安全生产监督管理总局安全生产科技成果二等奖和2006年度中国有色金属工业科学技术二等奖。
(5) 2003年5月～2008年12月, 北京矿冶研究总院承担《100号矿体残矿安全回采可行性研究》及《100号矿体残矿安全回采50M西试验采场设计》等科研项目, 残矿回采工艺研究和施工组织管理进一步拓展和深化, 通过充填工艺突破, 解决了回采过程中的安全控制和矿石的贫化、损失问题, 灵活的支护方式使安全更有保障, 特别是以整个坑口采掘作业作整体考虑, 以残矿回采为主线, 综合考虑残矿资源调查、采空区充填治理、生产探矿、采准和采矿各工序的有效衔接和作业均衡, 减少了废石出窿, 有效地控制了成本, 经济效益显著。该项目科研成果《大规模冒落带中高价值残留矿石开采技术试验研究》获2008年度中国有色金属工业科学技术一等奖。
(6) 2011年9月公司与广西冶金研究院共同攻关多年的“多金属复杂矿提高选矿综合回收率研究”项目, 通过了广西科学技术厅组织的科技成果验收鉴定会, 并被专家认为经济效益显著, 整体达到国际先进水平。项目针对大厂富锡多金属复杂硫化矿选矿生产中存在的磨矿中锡石易过粉和硫化矿欠磨的矛盾、磁性矿物含锡、铅、锌较高、锌硫分离难度大等问题, 研究了“高效磨矿分级技术”、“磁性矿物精选技术”、“铅锑浮选新药剂”、“高效锌硫分离”等新工艺、新技术, 解决了硫化矿各产品间的夹带问题, 实现了各矿物之间更精确的分选, 全面提高了锡铅锑锌银铟的选矿回收率。
(7) 此外, 企业科研成果《高峰100号矿体不明采空区勘查研究》获2003年度中国有色金属工业科学技术二等奖, 企业科研成果《广西巴里——龙头山100号锡多金属矿床成矿规律研究》获2003年度中国有色金属工业科学技术三等奖, 企业现代化管理成果《矿山残矿回采安全ABC分级管理法》获得2004年度中国有色金属工业企业管理现代化成果二等奖, 企业科研成果《100号矿体特大事故隐患预防对策、治理措施及残矿回收技术》获华锡集团优秀科技项目一等奖。
