《某矿坑内充填制备站的设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某矿坑内充填制备站的设计.pdf（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 0 l 4年 1 2月 第 4 3卷第 6期 中国矿 山工 程 Ch i n a Mi n e En g i n e e r i n g 2 3 某矿坑 内充填制备站的设计 De s i g n o f u n d e r g r o u n d b a c k fi l l p r e p a r a t i o n s t a t i o n i n a mi n e 过 曾明 尚晓明 中 国 恩 菲 工 程 技 术 有限 公司 北 京1 0 0 0 3 8 摘 要 综述 了充填制备站转入地 下时所遇到的各 种设计 难点 这 些难点 集 中于选址 空 间和平 面的布 置 支护 通风 排
2、水 供 电 设备 运输 以及人 员安全通道 等方面 并通过在 经济性 安全 性和便于施 工等方 面的比较后 确 定最优的坑 内充填制备 站 的 设 计 关键词 坑 内 充填 制备 站 支护 布置 通道 Abs t r a ct Th e d i f f i c u l t i es i n t h e d e s i g n o f un d e r g r o u nd b a c k fil l p r e pa r a t i o n s t a t i o n we r e s umma r i z e d a n d i t f o c u s e d o n t he s i t
3、e s e l e c t i o n t h e l a y o u t o f s pa c e a n d p l a ne s u p po r t v e n t i l a t i o n wa t e r di s c ha r g e t he p o we r s u pp l y e q ui pme n t c o n v e y a n c e a n d t h e e s c a p e wa y Af t e r t he c o m p a r i s o n o f e c o n o my s a f e t y a n d c o ns t r u c t
4、 i o n c o n di t i o n t he o p t i mum de s i g n p l a n o f un d e r g r o u nd b ac k f i l l p r e p a r a t i o n s t a t i o n wa s d e t e r mi ne d K e y w o r ds u nd e r g r o u nd b a c k f i l l pr e pa r a t i o n s t a t i o n s up p o r t l a y o ut e n t r y wa y 1 日 lj百 某 铅锌 矿 区位
5、于某 盆 地 与 某 高 原 的连 接地 带 山脉 走 向大 致 与 区域 构 造 线 一致 多 为北 东 向 的顺 向 山 由 于某河 流经 矿 区 区 内地 形 陡 峻 侵 蚀 切 割剧 烈 形 成 幼 年 期 V 字 形 河 谷 地 形 两 岸 喀 斯 特 地 形 发 育 形 成 阶 地 悬 崖 峭 壁 一 般 平 均 坡 度 3 5 4 5 以上 区 内海 拔 标 高 8 9 0 2 0 5 9 9 m 相对 高差 1 1 6 9 9 m 矿 区处 于该 地震 带 的南 段 地 震 活 动 频 繁 自 1 8 5 4 年 以来 已发生 破坏 性地 震 2 2次 矿 区为 7度 地震 烈
6、度 区 最 近一 次 为 2 0 1 2年 震 中发生 在矿 区的 5级 以上地 震 区域 内地 形 陡峻 水 土 流失 严重 土壤 及植 被 发育不 良 大 部 分 地 段 基 岩 裸 露 崩 塌 滑 坡 等 地 质 灾 害 时 有 发生 在 2 0 1 2年 矿 区发 生 5级 以上 地 震 后 虽 然 地 表 充 填制 备站 已经 设计 完成 并 已开 工建设 但 为 了安全 考虑 决议将充填制备站建设在坑 内 坑 内充填 制 备 站 主 要 由干 砂 和 尾 砂 存 储 和配 置 空 间 输送皮带道 水泥仓 充填料搅拌和输送空间等组成 以往 这些 工程 都是 设 置 在 地表 并 且有
7、 大型 的设 备 和 厂 房 现如 转入 坑 内 由于 地下 工 程 的特 殊 性 和 局 限 性 空 间要求比较紧凑 因此设计 中对充填制备站各 系统进行 合理有效 的分散布置和错开设计 使其空间即充分满足 工艺 要求 又 经济 和安 全 2 坑 内充填 制备站设计 2 1选 址设计 由于充填制备站是矿山的重要工程 其转入坑内后 2 4 中国 矿 山工程 2 0 1 4年 第4 3 卷 工程 量 和支护 量依 然 十 分 庞 大 因此 其在 坑 内 的选 址就 十分 关键 以下分 别在 3个方 面加 以论 述 1 工 程地 质和 水 文地 质 良好 由于 干砂 和 尾 砂 存 储和 配置 空
8、 问 充 填 料 搅 拌 和输 送 空 间都 要 求 大跨 度 的空间 因此 良好 的工 程 水文 地 质 条 件 直 接 影响 这些 空间 结构 的稳 定 性 和安 全 性 所 以要 求 坑 内充 填制备 站选 址需 要做 好工 勘或 是能 由现 有资 料 推知 工程水 文地 质 良好 的 区域 2 运输 通 畅 由于 矿 山 充填 膏 体需 要 大 量 的 干砂 尾砂 和水 泥等进 行 配置 和搅拌 因此坑 内充 填 制备站的位置能与外部 较好 的沟通 使原材料的运 输 便捷 和成 本低 3 与充填采区的距离合理 由于制备好的膏 体需要通过钻孔或是管道输送到充填采区 因此 充 填制备站与采
9、区的相对位置和距离应考虑合适 这 样 可 以减少 开拓 工程 和一些 管 路输送 设备 2 2空间布 置 2 2 1 平面 布置 地 表充 填 制 备 站 的设 施 一般 是 集 中布置 这 样 能 够节省 输送 距 离 节 约 空 间 而 充 填 站转 入 坑 内 后 这些 相关 设施 如果集 中布置 则会 导致 开挖 的空 间 十分庞 大 将 不 利地 下工 程 结 构 的 稳定 性 和 安 全 性 其 相关 工程 的支 护 也 十 分 困难 因此 在 满 足 工 艺要 求 工 程结 构稳 定 和安全 的前 提下 工程 开挖 不 要 集 中布 置 尽 可能 拉开 距离 相邻 工程 间距 按
10、二 类 围岩 考虑 留好 安全 岩柱 结 合 以上 平 面布 置 的要 求 将 坑 内充填 制 备 站 分 为 3个 主 体 工 程 干 砂 尾 砂 存 储 配 置 硐 室 充填 搅 拌和输 送 硐室 输 送皮 带道 其 中皮 带 道 的主要功 能是 输送 配置好 的干砂 和尾 砂到充 填搅 拌 硐室 通 过皮 带道 可 以将 两 个开挖 较 大 的工 程拉 开距离 使其工程结构不会相互影响 如图 1 所示 l l 充填硐室 45m L r 置 存储 配置石 同 室 输送皮带道 水泥仓 二 j 暑 L l 一 1 搅 拌 至 8 m 图 1 坑 内充填制备站平面布置图 2 2 2 立 面布 置
11、 充 填制 备 站 一般 由原 材料 的输 送 层 搅 拌 层 和 充填膏体输送层组成 在地表设置 充填站时 这些 设施 一般 是垂 直上 下布 置在 高大 的厂房 内 而这 种 布置 方式 在坑 内也 存 在 以下几 个 弊 端 需 要 开 挖 又 高又大 的空 间 需要 铺设 几层 设备 平 台 设 备 的运 输和 安装 困难 为 了解 决 以上几 个 弊端 材料输 送 层 搅 拌层 和 膏体输送层错开布置 并将搅拌层 作为设备 的主要 运 输水 平 设 备 通 过 吊装 孑 L 来 完 成 安 装 如 图 2所 不 2 3辅 助 工程设 计 充 填 制 备站 转 入坑 内后 相 应 增
12、加 了许 多 辅 助 性 工 程 主 要 有 各 种 通 道 逃 生 通 风 管 路 和 电 缆 配 电硐 室 以及 大 件 运 输 通 道 等 设 计 好 这 些 辅 助性 工程 使之 和 整个矿 山 系统较好 的融和 发 挥 出其应 有 的功能 而且 还 能 控 制 工 程 量 和造 价 以 下 分别 阐述 几个辅 助工 程 的设计 1 各 种通 道 坑 内充 填 制 备 站各 个 主 要 硐 室 都要 考虑 逃生 和通 风 通 道 一 般 设 计 是 将 主体 工程 尽 量布 置在 矿 山主要 逃 生 和通 风通 道 附 近 这样 可 转入坑内布置形式 图2 坑内充填制备站立面布置图 下
13、 转第 4 5页 第 6 期 张 五 一 深 井 高地 压软 岩新 型树 脂锚 固剂 全 长锚 固支 护技 术 4 5 9 2元 改 良后 Z 2 8 6 0锚 固 剂价 格 5 5 2元 支 顶 板 每根 锚 杆 3卷 每 根 锚 杆 锚 固 剂 成 本 l 6 2 6元 Z 2 5 6 0锚固剂价格 4 8 4元 支 帮部每根锚杆 4卷 每根锚杆锚固剂成本 1 9 3 6元 前期锚 固剂投入 略 有增 加 但考 虑后 期 巷 道 维 修 投 入 的材 料 和 人 工成 本 综 合 投入 大大 减少 技 术 经济效 果 良好 6 结语 1 通过 调 整 树 脂 锚 固剂 技 术 参 数 可
14、以 实 现 锚杆 全长 锚 固 2 采 用 新 型树脂 锚 固剂 实 现 了 高强 度 锚 杆 全 长锚 固 巷 道具有 较 高 的锚 固力 支护 强度 和适 应 围 岩大变形 增强了巷道护表能力 阻止深部煤岩体松 动 发挥高强度锚杆整体支护作用 增大锚杆 索 预紧力 保持锚固区围岩 的完整性 限制破裂 区 塑 性 区 向深部 发展 3 初期设计帮部采用 4卷 Z 2 5 6 0 稠度 5 0 m m 主要 考 虑 到 帮 部 推进 搅 拌 困难 钻 孔 直 径 3 2 ra m 直径 相差 7 m m 造 成 帮 部 锚 杆 钻 机 向里 抵 时 锚 杆 偏向一边 导致外 口第一根树脂不能充
15、分搅拌 降低 了支护强 度 现采 用帮部钻机 已解 决推进难 的 问 题 帮部 已改 为 3卷 Z 2 8 6 0 稠度 6 0 ram型 号 的锚 固 剂 4 顶帮 部 遇 围 岩有 离 层 和 松 动 圈现 象 时 易 造 成孔 径偏 大 部 分 树 脂 在 搅 拌 过 程 中充填 到周 围 的缝隙中 导致锚杆外端有 2 0 0 5 0 0 m m没有树脂 胶 泥 不 能完 全 做 到 全 长 锚 固 拟 准 备 交叉 使 用 涨 壳式中空注浆锚杆配合注浆 使浆液充填裂隙 形成 全 长锚 固 通 过 新 型树脂 锚 固剂 全 长锚 固技 术 成功 应 用 初 步解 决 了深井 高地 压 复
16、杂 地质条 件下 的煤岩 巷快 速掘进 快速支护等技 术难题 在支 护效果 支护成 本 减轻工人劳动强度方面为矿井 工作面实现高产 高 效创 造 了条件 上接 第 2 4页 以使坑 内充填制备站的逃生和通风较好地融入矿山 已有 工程 减 少开 拓量 2 配电硐室 由于坑内充填系统 的各个 主体 工程都需要电力供应 因此配电硐 室应该 布置在 主 体 工 程 中心位 置 方便 电力 供应 3 大件 运输 通道 坑 内充填 制 备 站 相 关设 备 大件 的运 输 和安 装需 要设 置 大件 道 主 要 大 件是 充 填设备和水泥仓 大件道设计应连通于已有的运输 通道 2 4 支 护设 计 充 填 制 备 站转 入 地 下 后 虽 然按 平 面和 立 面 的 布置原则来设计 分散布置相关的主体工程 使得硐 室开挖没有那么集 中和庞大 但是分散开单个工程 的开挖量也很大 因此 工程 的支护形式决定 了工期 和 造价 表 1 对 比了钢 筋混 凝 土支 护和 锚索 喷锚 网支 护 的区别 表 1支 护 形 式 对 比 通过 表 l 可 以看 出 钢 筋混 凝 土 支 护 形 式 除 了 在施工
