下向水平分層進路式膠結充填采礦法回采進路通風問題探索

肖玉武

(新疆喀拉通克礦業有限責任公司富蘊836107)

下向水平分層進路式膠結充填采礦法回采進路通風問題探索

肖玉武

(新疆喀拉通克礦業有限責任公司富蘊836107)

在下向水平分層進路式充填采礦法回采過程中，采場通風一般是新鮮風流由中段運輸巷道經通風井進入分段道，通過分層聯絡道、分層道進入回采進路工作面。污風由采場順路充填回風井排到上中段回風平巷，最后經回風井排出地表。該采礦方法在進路回采過程中回采進路未連通分層道和充填道時，一直處于獨頭工作面，回采進路的通風問題將成為采礦的一大難題。筆者結合20多年工作經驗，將在本文中針對該問題詳細講解個人看法和解決辦法。

充填采礦法進路通風

1 前言

喀拉通克礦業公司始建于1988年，一期開采對象為Ⅰ號礦體的特富礦，采礦規模為250 t/d，采用上向水平分層膠結充填采礦法，分礦房和礦柱兩步回采。二期工程于1998年開始建設，在原有采礦規模250t/d特富礦的基礎上，擴大到1000t/d，開采對象為Ⅰ號礦體的富礦和特富礦，采用上向和下向進路傾斜分層膠結充填采礦法。二期工程富礦回采自2001年投入生產，2002年全部過渡為下向進路傾斜分層膠結充填采礦法。三期工程于2005年開始建設，至2013年竣工，三期技改后生產力將達到5400t/d，開采高程由830m水平至650m水平沿深至260m水平，開采礦體由Ⅰ號礦體到Ⅱ號礦體東、西段以及Ⅲ號、九號礦體，生產戰線長達2 km。

2 喀礦下向水平分層進路式膠結充填采礦法簡介

下向水平分層進路式膠結充填采礦法采場（即盤區）按礦體走向布置，在礦體走向方向每80 m劃分為一個盤區，回采進路沿礦體走向布置。采場的寬度為礦體的厚度。采準工程有分段巷道、分層聯絡道、礦石溜井、廢石溜井、溜井聯絡道、泄水井；切割工程有分層道。采切工程中只有分層道布置在脈內，其他工程均布置在脈外。通過采區斜坡道連接各個分段巷道，從分段巷道向礦體掘分層聯絡道。

下向進路膠結充填法的分層高度為4 m，分段高度為12 m，即每個分段巷道服務3個分層，通過分層聯絡道從分段巷道進入礦體。采準切割順序為：采區斜坡道→分段巷道→分層聯絡道→分層道→進路。

回采、出礦：下向進路膠結充填法回采工序包括鑿巖、裝藥、爆破、通風、撬毛、出礦、支護。從分段巷道向盤區采場中央部分掘分層聯絡道、分層道直至礦體上或下盤，然后沿礦體走向以水平進路的形式進行回采，每條進路的長度為40 m，進路的規格為5 m×4 m。設計一個盤區有2條進路同時回采（不包括充填進路）。回采進路的選擇采用隔二采一的方式，便于回采進路的兩幫或者為礦體或者為已經凝固的充填體，有利于采場的穩定。當一條進路開采完畢后，馬上進行充填作業，當一個分層的進路全部回采完畢后，便轉入下一個分層進行回采。

采場通風:新鮮風流由中段運輸巷道通過進風井進入分段巷道，經分層聯絡道、分層道進入回采進路工作面。污風由采場順路充填回風井排到上中段回風平巷，最后經回風井排出地表。

采場進路采用灰砂比為1∶4的膠結充填料漿充填，上部（2m高）采用灰砂比為1∶8的膠結充填料漿充填。進路底板需鋪設鋼筋網，主筋直徑為Φ12mm，網度1000mm× 1500mm；副筋直徑為Φ6.5mm，網度300mm×500mm。

3 存在問題

下向水平分層進路式膠結充填采礦法采場（即盤區）按礦體走向布置，在礦體走向方向每80m劃分為一個盤區，回采進路沿礦體走向布置。進路回采過程中，從分層巷開口回采至后端充填道，連通順路充填回風井后形成風流循環(圖1)。回采進路未連通分層道和充填道時，一直處于獨頭工作面，回采進路的通風問題會比較困難，爆破后需要的通風時間較長，一般在8 h。

另外，因礦體成形不規則，部分地段的盤區回采進路會更長，加之盤區回采深度也在不斷增加，作為獨頭作業面的回采進路通風將更加困難，部分工作面溫度已經不再適合工人工作，平均在30℃左右。CO濃度也久聚不散，在正常通風8 h后，CO濃度還在300 ppm以上，一般爆破后需要16 h通風時間才能繼續作業。這種現象對盤區正常生產造成巨大的影響，也對工人的安全帶來極大的隱患。

圖1

4 解決辦法

針對這種情況，筆者經多方考察，研究討論，結合本身的工作經驗，提出解決辦法，特與大家分享。

⑴針對通風較為困難的盤區在其順路充填回風井井口安裝一臺局扇，加強通風效果。

⑵在盤區進路開始充填假底時，在分層巷、進路開口處留一人行通風井，并用廢棄的通風管每間隔10 m一根預埋在充填體內；充填接頂時做一人工假巷（人工假巷以后每3層做一個）,假巷連通進路后端順路充填通風井，并與充填假底時預留的人行通風井和通風管連通，形成循環風流（圖2）。人行通風井和通風管在以后的每層充填時都往下順延，這樣就使盤區轉層后分層巷及進路能迅速的形成新鮮風流循環。其中需要注意：各個盤區同時改造時，需要調整礦井整體通風情況。必要時還需更換合適的主要通風機或增加主要通風機輔助通風。

圖2

⑶局扇的選擇也很關鍵。盤區局扇是盤區通風系統好壞的重要指標，選擇合適的通風機可以保證所選擇的通風機滿足盤區通風要求，并且通風機運轉軸功率最小，節約能源，降低礦井生產的運轉費用。在本次改造中，通風機及電機設備都是按改造后通風容易時期和困難時期最大需風量選型的。而各個盤區生產循環周期不同，其范圍不同，產量不同，有的還受地質條件限制影響，所以各個盤區實際通風機的選型存在差距，因此，可根據各盤區實際要求分別采取更換通風機，提高其運轉效率，實現經濟運行。

⑷增設主要通風機輔助通風時附屬裝置也很重要。它是通風機裝置的重要組成部分，包括風硐、擴散器和反風設施等等。附屬裝置的結構是否合理，施工質量的好壞，直接影響通風機的裝置效率和節能效益。

因此，在進行改造時還要特別注意以下幾個方面：①要保證風硐的斷匝，使風硐的風速保持在10～15 m/s。風硐的斷面形狀應盡可能采用圓形和半圓形，風硐的表面應采用水泥沙漿抹面，保持表匝的光潔度，以減少摩擦阻力系數。②在風硐布置形式上，應采用單一斜上式的，直接與井筒相連，盡量減少轉彎數，風硐與風井聯接處的聯接角要求≤60°，其聯接處的內外轉角應圓滑，特別是內轉角，應抹成雙曲線形，則局部阻力更小。③風硐中應清除障礙物，保持風道暢通，使風硐的總阻力＜200 Pa，并且小于全礦井通風系統總阻力的10%。

5 實施效果

經嚴格設計施工，并在長時間的檢測驗證中，該方法的效果相當樂觀，盤區爆破通風時間縮短為2h，掘進掌子面隨時都能保持循環的新鮮風流。有效杜絕回采過程中發生安全事故的同時，盤區的生產能力也大大增加。

6 結束語

盤區通風系統是礦山生產系統的重要組成部分，其合理與否對全礦的安全生產及經濟效益具有長期且重要的影響。盤區通風系統的正規合理、可靠穩定是確保礦井在發生事故時抗災、減小事故擴大范圍的重要保障。

[1]采礦設計手冊（礦床開采卷.下）[M].北京：中國建筑工業出版社,1988．

[2]趔紐.煤礦通風系統存在的問題及改進途徑[J].甘肅科技, 2008(4)．

[3]邱繼發.關干礦井通風若干問題的探討[J].煤炭技術，2008(4)．

[4]黃兢，侯祺棕.礦井通風與防塵技術[M].武漢：武漢工業大學出版社,1993.

收稿：2014-01-21