采矿工艺下环境保护论文

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1采矿工艺

1.1采矿方法选择

矿山早期采用空场法采矿，由于矿体顶底板不稳固，采场塌方严重，制约了采矿能力，且开采损失、贫化均较大，实际生产能力仅为30万吨/年。另外矿区所处的地表环境如遭到破坏，其环境治理成本是无法估量的，且难以恢复到原始地貌和原始生态景观。为从根本上解决采矿方法带来的问题，矿山联合设计研究单位对尾砂胶结充填法进行了实险研究，最终确定选用上向水平分层盘区间柱式充填法，充填骨料为选矿产生的尾矿砂，胶结材料为新型尾砂固结材料。

1.2矿块布置及构成要素

水平厚度大于15m的矿体，采场垂直走向布置，采场长度为矿体水平厚度，采场宽为8～10m，中段高度为40m，顶柱高度3m，底柱高度5m。多条平行薄矿体（水平厚度小于15m）或主矿体附近的零星小矿体，多条矿脉联合开采，盘区垂直走向布置，一条矿脉为一个采场，中间的夹石层作永久矿柱，盘区长50m。单条矿脉水平厚度小于15m的矿段，盘区沿走向布置，采用进路式开采，盘区长100m，分层穿脉布置在采场的中央，分成左右两个采场，进路宽为5m，根据矿体厚度确定进路条数。盘区之间留永久性间柱，宽3～4m，顶柱高度3m，底柱高度5m。

1.3采准工程

采准工程主要包括充填回风井、分段巷道、溜矿井、人行井、出矿巷道等。根据该矿矿体比围岩稳固的特点，采准工程位置优先考虑施工于脉内。分段巷道：布置在矿体下盘，通过分段联络巷道与斜坡道相通，通过分层联络巷与盘区内运输巷相通，无轨设备经过斜坡道、分段巷道、盘区运输巷进入盘区内。充填回风井：开口布置于穿脉内，底柱段垂直掘进，上部根据矿体倾角和厚度按一定角度施工至上中段穿脉。充填回风井内架设充填管路，用于采场的充填和回风。盘区内4个采场共用2条充填回风井，施工时应考虑充填回风井和盘区运输巷的相对位置，保证盘区运输巷片帮压顶时，能够和充填回风井贯通，减少盘区内采矿、充填作业的相互影响。溜矿井：矿体厚度较大，垂直走向布置的矿块，采用钢溜井顺路架设。溜矿井架设于充填回风井底柱段之上，下口安装放矿闸门。钢溜井用σ10钢板焊制，钢溜井直径φ1.1m；矿体厚度较薄，沿走向布置的矿块，溜井布置在下盘脉外，采用喷锚网支护。出矿巷道：布置于采场下盘端部，与溜矿井、充填回风井、人行井相通。泄水联巷和人行泄水井：泄水联巷垂直于穿脉施工，人行泄水井布置于穿脉或泄水联巷中，采场内采用钢井筒顺路架设，井筒内焊制人行梯子间。

1.4回采工艺

1.4.1切割拉底。盘区采场采准工程完毕后，进行切割拉底工作。拉底工作从出矿巷道开始。首先在施工有设备井的采场内由下盘向上盘掘进2.2m×2.2m的拉底巷道，完成后，铲运机进入采场。

1.4.2凿岩爆破。凿岩采用7655型风动气腿式凿岩机，水平孔落矿，炮眼深度为2.1m。落矿眼交错布置，排距0.7-0.8m，孔距0.8-1.0m。起爆采用非电导爆管起爆。盘区内各采场第一分层回采高度为4.5m，其它分层回采高度为2.5m。

1.4.3采场通风。新鲜风流经中段运输巷、穿脉、人行井进入采场，清洗工作面后的污风经采场充填回风井排到上中段回风平巷内，最终由风井风机抽出地表。

1.4.4采场出矿。采场出矿采用XYWJD-1型电动铲运机。每个盘区配备一台铲运机，采场落下的矿石，由铲运机铲装，经盘区运输巷运至溜矿井卸载。

1.4.5采场充填。盘区内采场分层回采结束后，按设计架设溜矿井和人行泄水井。采场与出矿巷道相邻处架设木板墙，板墙内挂土工布。充填管路从充填回风井经出矿巷道架至采场，用支架固定在采场中央。采场每分层充填高度为2.5m，采用尾砂胶结充填，灰砂比为1:8，充填体上表面抗压强度为0.8～1MPa。每分层充填后，留有2.0m的控顶距，作为下分层回采的爆破自由面和通风的通道。充填体养护7天后，方可进行下分层的回采工作。

1.4.6矿柱回采。盘区内采场间留有1.0～4.0m宽的矿石间柱，后采采场回采时，回采相邻间柱，间柱保留长度不小于4m。间柱回采时，每隔4m回采5m，各分层应保证保留间柱在垂直方向上的连续性，盘区与盘区间的矿柱不回采。采场顶、底柱采用进路式充填采矿法回采。采场最后分层回采结束后，进行充填接顶工作。

2生态环境保护效果

矿山经过十多年的开采，同时对以往空场法遗留的采空区采用尾砂胶结注浆处理，区内地表未发生裂缝、塌陷及河流干涸现象，地表生态环境未遭到破坏。矿山通过采用尾砂胶结充填采矿工艺，选用合适的充填体强度，对空区进行充填接顶处理，避免了空区顶板塌落引发地表沉陷的可能性，从根本上保护了地表生态环境。初步估算，虽然采用充填法开采使吨矿成本增加25元左右，但由于减小了贫化和损失，节省了环境治理成本，实际为企业每年带来近亿元的经济效益，多方面均取得了较好的效果。

3结束语

矿山开采中，如果采用的采矿工艺不合适，就会造成地表塌陷，致使开采区域生态退化、环境破坏，严重时会造成沙化现象。赵案庄王道行矿区采用尾砂胶结充填法很好的保护了矿区生态环境。为了保护生态环境，非煤地下矿山应加大对充填法的研究和应用，采用科学的采矿工艺，从根本上保护矿区生态环境。

作者:李学宏单位:河南天泰工程技术有限公司