采选厂三中段177采场残矿回收方案
为加大残矿回收力度、杜绝资源浪费现象,采选厂与我公司签订了《资源回收工程施工合同》,三中段177采残矿回收工作由我公司承担。根据177采场内实际情况及周边现状,现编制本采场残矿回收方案。
一、采场现状
三中段177采,约在1996年结束回采,随后进行充填。由于整个盘区采空面积过大,加之充填体都未接顶,以致造成大面积顶板冒落。虽然历经近20年的变迁,177采除顶板冒落外,其周边情况并无大变。
根据矿体赋存条件,177采曾先后分为两段回采。先采Ⅱ段,出完矿充填到一定高度后,再采Ⅰ段。品位比较好的矿,主要分布在Ⅰ段与Ⅱ段结合的地段。
经现场调查,177采Ⅰ段漏斗不可用,切割通路不太通畅,依照目前情况,只能从169采漏斗经切割巷道进入177采电耙硐室。177采Ⅰ段与Ⅱ段结合部在前期准备阶段已人工处理出一条通路上山,高约7m,但漏斗上方顶板安全威胁大,人员不敢冒然进入。故177采场目前直接回采难度及安全隐患均较大。
二、方案设计原则
1、尽可能地恢复利用现有巷道及生产系统,做到节省时间与成本最低化;
2、严格遵循“安全第一、预防为主”方针,杜绝一切冒险作业行为,做到确保安全万无一失;
3、生产系统布置力求合理,尽可能减轻劳动强度,提高生产效率,为今后残矿回收创造有利条件;
三、前期准备工作
1、全面检查并处理从三中段至177采所有需要经过地段的巷道顶板,以保证作业人员通行的绝对安全。
2、检查并修复与177采场采出矿有关的风水管路、电线电缆、轨道架线等主要生产系统。
3、准备前期恢复生产需要的通风机、凿岩机、电耙及相应辅助设备设施。
4、架设169采通路,清理从169采到177采的切割巷道。根据现场实际地质情况,需对以下地段采取相应支护措施:①169漏斗电耙硐室后砌筑一人工矿柱,矿柱规格为2m×1m×2m,硐室左侧需捣制约6m长的砼体墙,以控制硐室区域顶板。②169耙道中间约171采处顶板已暴露D3S2-4页岩层,面积约2m×2m,周边矽化层有破碎现象,需进行砼拱支护。支护段长约6~8m,净断面保证2m×2m,以确保不影响电耙出矿,局部地段断面不够需洗泡后再支护。③175采处顶板矽化已破碎,加之该处又处在177采出矿口,为确保出矿安全,需进行砼拱支护。支护段长约4m,净断面保证2m×2m,以确保不影响电耙出矿,局部地段断面不够需洗泡后再支护。
5、安排人员检查采场顶部558充填道巷道及管路情况,能疏通恢复的尽量疏通恢复。如确实不能疏通恢复的,待采场内上分层情况揭露后再采取相应措施。
四、残矿资源回收具体方案
根据采场内及周边现状,并结合生产系统、设备设施情况,现推荐采用以下两种残矿回收施工方案:
㈠混凝土假巷残矿回收方案(方案一)
1、总体思路(可详见附图)
①疏通169采~177采的切割巷道,在Ⅰ段矿岩垮塌体内向Ⅱ段矿体方向做混凝土假巷,预留出矿穿回收Ⅰ段矿石垮塌体;
②从下分层68穿漏斗上方巷道(163运道漏斗进入)掘短天井与上分层混凝土假巷贯通,回收处理Ⅱ段冒落矿石及顶板;
③在下分层砌筑混凝土挡墙,对Ⅱ段下部进行充填;
④采用浅孔留矿法对Ⅱ段上部未塌落矿体进行采矿,矿石经短溜井、68穿漏斗耙运放出;
⑤最后在混凝土假巷内采取后退方式对Ⅰ段矿岩垮塌体进行资源回收。
2、主要工程投入
①在上分层Ⅰ段矿岩垮塌体内施工混凝土假巷(含出矿穿约60米);
②在下分层68穿漏斗上方巷道(163运道漏斗进入)掘短天井与上分层贯通;
③在下分层砌筑混凝土挡墙。
本方案主要投入工程量见表1:
表1投入工程量表(混凝土假巷法)
序号 | 工程名称 | 工程量 (m) | 每米工程量(m3/kg) | 总工程量(m3/kg) | 备注 |
1 | 天井掘进(2×2) | 6 | 4 | 24 | 短溜井 |
2 | 充填挡墙 | 12 | 1 | 12 | 充填用 |
3 | C15砼垫层 | 72 | 0.9 | 64.8 | 切割巷+假巷支护 |
4 | C25砼支护 | 72 | 3.114 | 224.208 | 切割巷+假巷支护 |
5 | 钢筋制安(φ18) | 60 | 31.14m*2kg/m | 3737 | 主筋 |
6 | 钢筋制安(φ14) | 60 | 31m*1.21kg/m | 2251 | 连接筋 |
3、主要设备投入
本采场残矿回收投入设备设施相对较简单,除系统供风、供水、通风、动力电缆外,仅需投入以下设备:①轴流式通风机2~3台;②2DPJ-30电耙3台,其中1台固定在下分层68穿漏斗上方,1台固定在上分层169漏斗旁的切割巷道内,另1台在工作面使用;③YT-28型凿岩机1台;④其它辅助设备设施。
4、施工生产组织
混凝土假巷施工期间:安排早班、中班两个支护班组,每班5~6人;
残矿回收期间(包括Ⅱ段上部回采):安排一个爆破班组和早班、中班出矿班组,爆破班组2人,出矿班组每班4-5人。
本方案具体资源回收生产进度安排见表2:
表2进度计划安排表(混凝土假巷法)
序号 | 工程名称 | 进度计划安排 | |||||||
5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | ||
1 | 前期准备 | ||||||||
2 | Ⅰ段假巷支护 | ||||||||
3 | Ⅱ段冒落矿石清理与顶板处理 | ||||||||
4 | Ⅱ段底部挡墙及充填 | ||||||||
5 | Ⅱ段上部矿石回采 | ||||||||
6 | Ⅰ段冒落矿石回收 | ||||||||
7 | 采空区处理(采选厂负责) |
5、预计效果
①Ⅰ段冒落区内施工了混凝土假巷,为Ⅱ段采场提供了安全出口,Ⅰ段冒落矿石在混凝土假巷内采取后退式回采,其安全可得到保障;
②严格按本方案实施,可实现177采场Ⅱ段残矿100%回收和Ⅰ段冒落矿石60~70%回收。按Ⅱ段矿石量1800吨、品位5%、回收率100%和Ⅰ段冒落矿石量2700吨,品位2%、回收率65%来考虑,177采场总共可回收矿石3555吨,金属含量125.1吨。
㈡胶结充填残矿回收方案(方案二)
1、总体思路(可详见附图之剖面图)
①疏通169采~177采的切割巷道和切割巷道~175采场拟掘联通平巷处的巷道,在上分层原175采场内向177采掘联通平巷,再从下分层68穿漏斗上方巷道(163运道漏斗进入)掘短天井与上分层联通平巷(靠177采)贯通,作为上分层矿石溜井。
②先回收1#区域内和3#区域内的冒落矿石,处理4#区域内顶板冒落矿石。其中1#区域内冒落矿石由切巷内电耙转运至169采场漏斗,3#区域内冒落矿石由人工或电耙搬运至新掘短溜井、再由下分层68穿漏斗上方的电耙转运至68穿漏斗内,4#区域冒落矿石直接由下分层68穿漏斗上方电耙耙运至68穿漏斗内。
③1#、3#、4#区域冒落矿石回收处理结束后,对其空区进行集中充填,先充填1#区域,再充填3#和4#区域;在充填过程中做好假巷,以便为回收2#区域冒落矿石和回采5#区域矿石创造条件。
④1#、3#和4#区域充填凝固后,再对2#区域冒落矿石进行清理回收,对5#区域矿石进行回采。其中2#区域冒落矿石由电耙经假巷耙至切巷转运,5#区域回采矿石由电耙耙经假巷、短溜井,再由下分层68穿漏斗上方电耙转运。
⑤2#和5#区域内矿石全部回收完成后,最后视情况对2#和5#区域进行整体充填。
2、工程投入
①在上分层175采向177采掘联通平巷,在下分层至上分层间掘短天井,作为上分层的矿石溜井,同时兼作上分层采场的第二安全出口。
②在1#区域充填前预制假平巷及电耙硐室,为回收2#区域矿石创造条件。
③在3#区域充填前预制假巷溜井(溜矿石用),为回采5#区域内矿石创造条件;如果采场上部558充填道未疏通,还需在3#区域再预制另一条假巷天井(人行通风用)。
本方案主要工程投入见表3:
表3投入工程量表(胶结充填法)
序号 | 工程名称 | 工程量 (m) | 每米工程量(m3/kg) | 总工程量(m3/kg) | 备注 |
1 | 连通平巷(2×2) | 约6 | 4 | 24 | 175~177采之间 |
2 | 天井掘进(2×2) | 约6 | 4 | 24 | 短溜井 |
3 | 充填挡墙 | 12 | 1 | 12 | 充填用 |
4 | 充填假巷 | 约20 | — | — | |
5 | C15砼垫层 | 约12 | 0.9 | 10.8 | 切割巷+假巷支护 |
6 | C25砼支护 | 约12 | 3.114 | 37.368 | 切割巷+假巷支护 |
3、设备投入
除工作面增加1台电耙外,其它基本同方案一。
4、施工生产组织
正常情况下,安排两个独立出矿班组(1#、2#区域一班,3#、4#、5#区域一班)和一个爆破班组,出矿班组每班4-5人(生产任务重时,可增加人员延长每班作业时间);爆破班组2人,负责整个冒落区大块矿石改炮和5#区域矿石回采工作。
本方案具体资源回收生产进度安排见表4:
5、预计效果
①1#、2#和3#区域冒落矿石实现了分区错时回收,其顶板暴露面积有限,而5#区域矿石回采是在充填体上进行的,整个177采场矿石顶板安全有保障。
②177采场自始至终具备两个作业面平行生产作业条件,其采场生产能力可得到保障,缩短了本采场资源回收周期。
③严格按本方案实施,可杜绝资源浪费现象,实现177采场残矿100%回收。按Ⅱ段矿石量1800吨,品位5%和Ⅰ段矿石量2700吨、品位2%来考虑,177采场总共可回收矿石4500吨,金属含量144吨。
表4进度计划安排表(胶接充填法)
序号 | 工程名称 | 进度计划安排 | |||||||
5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | ||
1 | 前期准备 | ||||||||
2 | Ⅰ段1#区域冒落矿石回收 | ||||||||
3 | Ⅰ段1#区域充填(采选厂负责) | ||||||||
4 | Ⅰ段2#区域冒落矿石回收 | ||||||||
5 | Ⅰ段3#区域冒落矿石回收、Ⅱ段4#区域冒落矿石回收及顶板处理 | ||||||||
4 | Ⅰ段3#区域、Ⅱ段4#区域充填 | ||||||||
5 | Ⅱ段5#区域矿石回采 | ||||||||
7 | 采空区处理(采选厂负责) |
㈢方案比较选择
方案一:优点是方案实施可靠度高、安全有保障,虽前期工程投入费用大、但不产生矿方充填费用;缺点是资源回收周期较长、矿石与金属含量不能100%回收。
方案二:优点是前期工程投入费用低,资源回收周期较短,矿石与金属含量可实现100%回收;缺点是方案实施可靠度低、产生矿方充填费用。
综合以上分析,我项目部选择方案一(即混凝土假巷残矿回收法)作为177采场残矿资源回收实施方案。
五、技术经济估算(见下表)
表5技术经济估算表
序号 | 项目名称 | 工程量 | 预算单价 | 费用 (万元) | 备注 |
一 | 产值收入 | ||||
金属含量 | 125.1吨 | 4万元 | 500.4 | ||
二 | 投入成本 | 213.2 | ㈠+㈡+㈢ | ||
㈠ | 前期工程投入 | 28.1 | 1+2+3+4+5+6 | ||
1 | 天井掘进(2×2) | 6m | 1500元 | 0.9 | |
2 | 充填挡墙 | 12m3 | 500元 | 0.6 | |
3 | C15砼垫层 | 64.8m3 | 600元 | 3.9 | |
4 | C25砼支护 | 224.208m3 | 800元 | 17.9 | |
5 | 钢筋制安(φ18) | 3737t | 8000元 | 3.0 | |
6 | 钢筋制安(φ14) | 2251t | 8000元 | 1.8 | |
㈡ | 金属含量回收成本 | 125.1吨 | 均价1.4万元 | 175.1 | |
㈢ | 其它不可预见 | 1项 | 10万 | 10 | |
三 | 实现利润 | 287.2 |
六、安全保障措施
1、所有井下作业人员,必须经过安全培训和岗位安全责任教育后方能下井作业,坚持开好班前会,班前会不是走过场,而是讲实际问题,讲现场安全,讲当班作业地点应注意的安全问题。
2、进入作业现场前,应首先检查和处理顶板、边邦,确认安全后才能开始作业。在作业过程中出现严重危及人身安全的征兆时,作业人员必须迅速撤离危险区,并及时报告和处理,同时设置警戒和照明标志。
3、冒落矿石的二次爆破,应采用炸药敷炮或浅孔改炮的方法,宜打浅孔、少装药,以减少因爆破而影响到顶板的安全;
4、整个残矿回收工作应遵循“快采、快出、快充”原则,尽量缩短采场暴露时间,以控制采空区的地压活动。
5、爆破器材使用管理应严格遵守国家相关规定,在爆破作业前,务必做好爆破警戒。
6、采场通风要引起高度的重视。在进入多年未工作的采场前,要提前通风,排尽有毒有害气体;采场爆破后要有足够的通风时间,如果采场上部通路被充填或其它原因堵塞,能疏通的尽量疏通,不能疏通的应采用局扇将下部运输平巷的新鲜风流送往工作面,保证采场工作面正常通风。
7、电耙操作前,要仔细检查设备的运转部位、钢丝绳以及挂勾是否牢固,使用操作时严格遵守电耙工的安全操作规程。
8、漏斗放矿时,不允许完全放空,矿石面要保持在漏斗的卡门以上,防止落矿时,卡门被矿石冲坏。
9、作业人员不得进入作业区域以外的场所,以免发生意外。
10、生产工区(队)必须每班对作业现场安全状况进行检查确认,发现隐患及时处理;项目部要求组织每周不少于1次的安全检查,提出检查报告或整改意见。
七、其它需要说明的问题
1、下分层68穿漏斗上方与上分层连通的短溜井布置尤为关键,与今后生产安全及效率都息息相关,为此需恳请地测部门合理设计并确保贯通精度。
2、采空区充填是本方案得以顺利实施的又一保障,充填管路系统还需相关部门人员提前做好检查畅通工作,确保本采场充填工作顺利进行。
3、本方案是根据我部现阶段现场了解的实际情况基础上进行设计的,如今后在实际生产施工过程中发生变化,需视情况进行调整。
4、本方案所涉及内容与实际不符或设计不妥之处,敬请谅解,并恳求批评指正。
附:1、177采场平面图;
2、177采场剖面图。
3、177采场巷道支护断面图;
温州建设集团矿山工程有限公司
驻锡矿山项目部
2015年4月29日