Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５２１ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．２０１２ 现代矿业 总第５２１期 ２０１２年９月第９期 Ｍ０ＲＤＥＮ ＭＩＮＩＮＧ 采空区的充填治理 姜艳美万德庆 （河北钢铁集团矿业有限公司） 摘 要根据石人沟铁矿矿体赋存条件和采空区等实际问题，论述了一种简单、实用、高效的 采空区充填方法治理一６０ ｍ以上采空区的技术要点，以尽快消除目前大量存在的采空区对以后矿 山生产造成的安全隐患与事故危害。并提出了一６０ ｍ以下应用充填法采矿时需要注意的安全事 项和技术措施，为实现矿山稳产、高产和提高矿山采空区治理水平，加快绿色矿山建设步伐打下了 坚实基础，也可为同类矿山充填法采矿和采空区治理提供参考。 关键词采空区 充填法安全隐患治理 以前很少考虑应用。自２０世纪８０年代以来，随着 地球环境的不断恶化，充填采矿法不论是在国内还 是在国际上都受到了相当的重视，充填法采矿的技 术发展很快。充填法采矿日益成为矿产资源开发利 用首选采矿方法，而且成为加强环境保护，有效控制 地质灾害、实现无废开采、绿色开采和高效利用矿产 资源的必然选择。 ２００５年以后，随着国际、国内钢铁市场的升温， 矿石的市场价格一路走高，使开采矿石的利润成数 倍增加，导致了石人沟铁矿开采范围内的矿石资源 被大量附近村民掠夺性违法盗采。据勘查，在石人 沟铁矿开采范围内，在一６０ ｍ水平以上和一６０ ｍ水 平以下，非法采空区就多达几十个之多。这些私采 乱挖留下的各类采空区，不仅使该矿井下正常开采 的难度增大，安全隐患增多，而且还造成了露天边坡 多次发生滑移，岩体变形、地压活动加剧，采空区治 理困难。更为严重的是，私采乱挖破坏了露天边帮 由于传统的充填系统使用量少，对整体充填系 统的研究进展缓慢，而且是建设一组或几组完整独 立的充填站系统进行单点单充，这样的充填系统，不 开采预留的保安矿柱，加剧了地压活动，使露天边坡 多次发生滑坡，自２０１０年初开始，前后多达３～４之 多，滑体体积最小有数百立方，最大达到数千立方， 对一６０ ｍ以上的和一６０ ｍ以下的采矿生产均构成 极大威胁。为此必须切实加强对采空区、露天边坡 的监测，加快对一６０ ｍ以上采空区的充填治理，消 除大量采空区带来的安全隐患，为矿山安全稳定生 产打下基础条件。 论从设计、施工，还是到矿山具体应用，都存在着投 资规模巨大、操作维护复杂，管理困难的弊端。由于 造浆系统的操作复杂且不易控制，溢流水回流浑浊 且不易澄清，又受充填倍线变化较大影响，充填范围 小等诸多不利因素的影响，特别是在采空区数量较 多、情况复杂且井田采矿区域较狭长的条件下，充填 进度与充填质量均将大大降低，其他各项不利因素 所造成的影响也显得更为突出。为此，根据石人沟 铁矿矿体赋存条件和采空区等实际，需尽快对充填 系统进行改进，以实现操作简单、避开溢流水浑浊， 节省大量水电能源，缩短充填倍线，增加充填范围， １充填法采矿 充填法采矿是矿产资源开发的三大地下采矿方 法之一。由于传统的充填采矿法在国内多是在生产 规模相对较小，充填量十分有限的有色金属矿或贵 加快充填速度，尽快消除采空区存在的安全隐患，确 保井下安全生产。 重金属矿山使用，又由于受充填成本高、矿产资源的 市场价格偏低的影响，致使我国大中型黑色金属矿 山在很长一段时间内用充填法采矿不但无利可图， 而且还会造成严重亏损，所以国内在上世纪８０年代 ２采空区充填方案的主要技术要点及其特 征 ２．１采空区充填方案的主要技术要点 （１）充填工艺技术的基本设计思想：①将选矿 生产的全部尾砂通过管道打入分配池并检测尾砂浓 姜艳美（１９６３一），男，科长，高级工程师，０６４２００河北省唐山遵 化市兴旺寨乡。 １４８ 度；②分配池通过阀门的调节，按各采空区的需要合 姜艳美万德庆：采空区的充填治理 ２．３使用条件 ２０１２年９月第９期 理分配尾砂；③将分配后的尾砂通过管道分别泵人 （如果条件具备，最好自流）搅拌桶；④将尾砂在搅 拌桶内充分搅拌的同时加入一定量的干尾砂以调整 放砂浓度，同时加入一定量的水泥，以实现对全尾砂 的胶结充填。 （２）选矿尾砂通过分配池分别送入充填站点， 在各充填站点加人水泥和干尾砂并搅拌均匀后通过 管道充填地下各采空区：①通过多点配水，多点同时 充填，增大了单位时间充填量，加快了充填进度；② 该充填方案：①适应于采场狭长（１ ５００～２ ０００ ｍ以上），开采部位较浅（距地表２００ ｍ以内）的地 下开采矿山；②前期矿山已使用空场法开采，并形成 大量采空区的矿山；③当地存在大量堆放尾砂或其 他充填材料；④此充填方案的设计如果用于新建地 下矿山，还需结合矿山实际进一步优化。 ２．４充填站 ①充填站点的数目需结合矿山采场采空区的情 况和选场实际尾矿供应能力确定；②分配池的位置 应建于整个采场的中部，其尺寸结构必须以选矿尾 消除了造浆系统，使尾砂直接进入搅拌筒，避开溢流 水浓度高，影响选矿生产的问题；③缩短了充填倍 线、加大了充填范围，可实现对狭长采场采空区的有 砂供应能力和尾砂分配能力来确定；③各个充填站 点搅拌桶的尺寸也需紧密结合采空区大小、多少和 分配后的尾砂供应能力确定，胶结材料和干尾砂量 的也以满足生产要求为准。 效充填治理；④可解决无用尾矿大量堆放，改善自然 环境，消除尾矿污染问题。 ２．２ 采空区充填方案的主要技术特点 ３ 结 语 充填采矿法不论在国外还是在国内，未来都将 是一种极有发展前途的采矿方法，特别是在河北钢 ①实现了多点、同时充填，提高了效率；②消除 造浆系统而使设计简易，充填高效；③通过分配池将 选矿尾砂直接打入搅拌桶，节省水资源，避开了溢流 铁集团矿业有限公司内部，随着十二五期间邯邢地 水浑浊；④尾砂和水全部利用不需返回，减少了整个 系统给水量；⑤有效地利用矿山多余尾矿，极大地减 少了尾矿污染，取材方便、价格低廉；⑥由于实现了 多点同时充填，大大减小了充填倍线，增加了充填范 区、司家营地区等许多大型地下矿山的建设结束，充 填采矿法的重要性将更加明显，因此结合各矿山实 际，研究探讨各种简单实用高效的充填采矿新工艺， 对河北钢铁集团矿业有限公司的未来发展必将发挥 重要的促进作用，同时也可以为条件适宜的其他矿 山提供参考。 （收稿日期２０１２－０５．１５） 围，加快了充填进度；⑦采用增加分配池的充填方 案，优化了充填工艺设计，是实现多点同时充填的基 础。 （上接第１２０页） （４）建立健全通风管理责任制、通风仪器管理 ７结论 实践证明，上述通风设计能够安全、可靠地为工 作面提供新鲜风流，能够有效保证井巷及工作面空 气质量符合国家相应标准。长距离独头巷道掘进通 风系统设计优化在田兴铁矿东北回风井井巷施工中 办法、空气检测制度及通风设备维护及保养制度，并 严格落实执行，才能保证长距离独头巷道安全掘进。 ６实施效果 优化前后工作面风流中各数据对比表见表３。 表３通风系统优化前后工作面空气质量检测参数 的应用，取得了较好的效果，为国内首个特大型地下 矿山基建工程建设的安全顺行提供了有力保障。 参考文献 ［１］ 昊超．局部通风应用大直径风筒的效果分析［Ｊ］．工业安全 与环保，２００１，２７（１０）：１－３． ［２］ 王江虹．高效对旋式局部通风机在长距离掘进工作面中的应 用［Ｊ］．山西煤炭，２０００，２０（１）：３６－３８． 由上述分析数据得出，优化后工作面空气质量 有极大的改善，满足正常掘进要求。 ［３］ 胡汉华．矿井通风系统设计原理、方法与实例［Ｍ］．北京：化学 工业出版社．２０１１． （收稿日期２０１２－０５－３１） １４９