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【摘要】本文以采石采空区存在的问题为基础,着重分析了采空区处理形式,以实际为出发点对赵家院双线特大桥采石采空区动态处理进行了探讨。
【关键词】双线特大桥,采石采空区,动态处理
中图分类号:K928文献标识码: A
一、前言
近年来,我国采空区处理工程虽然取得了飞速发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在行业快速发展的新时期,加强对采石采空区动态处理作用的分析,对确保工程的质量有着重要意义。
二、采石采空区存在的问题
1、采空区均未进行充填
形特不规则,空区大小,高低不一致;采空区开采后,均未实施充填,在70年代沿厚大矿体富矿带施工,采富弃贫,开采矿石品位在0.3%以上,到80年代后,随着钼价上涨,在原有采空区基础上继续向四周、上下扩采,开挖矿柱、底柱及顶板,形成高低不平,形态各异的空区。
2、采空区位于富矿区内
矿柱稀少,并破坏严重,空区顶板连续暴露面积大;采空区均分布在矿体富矿带,其跨度,高度均接近富矿体宽度和厚度。以1385M水平空区为典型,空区位于纵17线—纵19线,1387—1402标高之间,空区高度8M、12M不等,部分高达20M,空区暴露面积20300M2,矿柱少而小,空区规模较大。
3、采空区复合交错
空区间隔层较薄,甚至几层相互采透贯通;采空区分布极为复杂,空间分布星罗布局,交错重叠,空间间隔较薄,甚至几层相互采透。
三、采空区处理形式
1、充填法处理采空区
为控制岩层移动危及井下设施或作业区段的有害影响,采用其它方法达不到目的或不合理时。充填法一般有:全尾砂充填、分级尾砂充填、水砂充填、胶结充填、干式充填等充填法。此法的优点是可减少岩层和地表移动,防止大面积地压活动并有利于解决选矿尾砂和掘进废石的堆放问题。和其它几种处理方法相比,充填法投资大、费用高、工艺复杂,但综合考虑在经济上还是合理的。
2、崩落围岩处理采空区
崩落空区上部和周围的岩石来充填空区。以解除空区周围的应力集中,并形成缓冲层,以防止在伯婆上部岩层时引起的空气冲击波对巷道、设备和人身的危害,并根据具体情况,在有关地点设置隔离墙与采空区隔绝。
3、以永久性矿柱或人工矿柱支护采空区
借永久矿柱支撑空区顶板,是一种简单而有效的处理方法。矿柱包括规则的与不规则的矿柱;顶底柱和间柱;为控制岩层移动专门保留的安全矿柱或隔离矿柱。在满足采空区要求的条件下,永久矿柱应尽量保留在贫矿带或非工业矿带。
4、封闭和隔离空区
封闭和隔离空区就是把空区通向生产区域的通道密闭或隔离,以防止空区周围岩石突然冒落时发生的空气冲击波对生产区域的危害。
四、赵家院双线特大桥采石采空区动态处理
1、施工步骤
(一)、施工准备
前期施工准备达到“三通一平”,即便道通、施工用电通、施工用水通,场地平整。并在规划施工现场,在合理位置建筑值班房。组织人员、设备进场。编制好各项技术交底和作業指导书。
(二)、施工放样
在选定采空区DK233+820~DK233+840(20m)范围内梅花形布点,间距5m,对每个点进行编号并测量原地面标高。根据设计图得到某点顶板标高,控制钻杆钻进深度,指导钻孔在合适深度位置爆破形成椎体。
2、潜孔钻机钻孔施工
本方案选用钻孔采用履带式风动潜孔钻机PCR-200-DH,系古河-寿力钻机,配套美国寿力780RH型空压机。
(一)、钻进准备工作
检查空气软管和油管有无破损,接头是否牢固,检查油雾器中的油量,检查储油器中的油量。检查所有马达和行走马达减速箱中的油量,检查钻头、钻杆螺纹部位有无裂纹、严重磨损、接头开焊等现象。钻头体、合金磨损应更换;过渡接头丝扣严重损坏需更换;切勿使用弯曲的丝扣严重磨损的钻杆。
(二)、钻进工作
(1)、接钻杆
在外部钻杆钻进完成后,钻杆上扳口与护杆器平行,此时操作程序为:停钻进、停回转、停冲击;如孔内岩层不好时,操作程序为:使用进口风阀,反复上下扫孔,实行上述程序。用专用扳手卡住钻杆上扳口,反转会转机,使过渡接头丝扣与钻杆丝扣松开,并慢点提回钻机外丝扣全部松开,将回转机提至滑架上端,停进给、停回转,将另一钻杆的母扣方向对准前一钻杆公扣,立起,操纵回转机慢正转,慢进给至杆与杆与回转机丝扣相连接后,停回转,提起进给,拿下扳手,继续钻进。
(2)、卸钻杆
当钻孔完成后,将最后一根钻杆提出,用专用扳手卡住,第二杆上扳口,其位置扳手与护杆器平面约30mm距离,操纵回转机反转,使两杆之间丝扣松开,下钻杆自由脱落,此时停回转,用另一专用扳手卡住外部钻杆下扳口,并反转回转机,使上钻杆与回转机丝扣松开,停回转,用进给风阀,将回转机提起,使杆与杆公母扣之间脱开约50mm停提升,并与付操作手配合,反转回转机,使回转机与钻杆脱开,拿下钻杆,操纵进给与回转机与下钻杆连接,当回转机与钻杆上扣后,必须停进给,慢回转,并将扣带死,停回转,提起进给,拿下扳手,提出下根钻杆卸杆,依次类推。
3、孔底锥形爆破施工
(一)、装药
严格控制药量,采用炮棍进行装药,炮棍一般用木棍、竹竿或塑料制成,直径比炮孔小10~20mm,以便留出导炮索间隙,不得采用铁棍装药。
(二)、堵塞
堵塞的作用在于使炸药爆炸得到良好的效果,同时改变爆后的气体,堵塞的好坏还直接影响到装药量的多少。堵塞材料可用砂或粘土或砂粘土混合物,并有一定的含水率(含水量以手攥成团、手捏松散为标准)。当炮孔有水时,必须把水清除干净,才能堵塞炮孔,否则成为饱和土起不到堵塞作用而出现“冲炮”,产生飞石。堵塞长度不小于最小抵抗线。堵塞时,要边回填边用炮棍捣固。
(三)、爆破
严格按技术交底要求,进行起爆网络施工;关键爆破必须进行起炮网络试爆,试爆场地选在安全平坦的地方,以检查网络的起爆性能;用非电毫秒雷管起爆,严禁用火雷管起爆;有无线电波干扰的地段严禁用电雷管起爆;爆破指挥人员要在确认周围的安全警戒工作完成后方可发出起爆命令,并严格执行预报、警戒和解除三种统一信号,由爆破指挥人员统一发出,防护、警戒人员按规定信号执行任务,不得擅离职守;要指定专人(安全人员)核对装炮、响炮数,或检查电爆网络、敷设起炮主线;起炮后确认炮数响完,并由爆破作业人员检查结束后,方可发出解除信号,撤除防护人员;如不能确认炮数响完,须待最后一炮响过15分钟后进行检查,确认安全,方可解除警戒;如发生瞎炮要设立防护标志,禁止在其附近作业,未经处理不得拆除防护标志。
(四)、瞎炮处理
由原装炮人员当班处理,如不能处理完时,装炮人员要在现场将装炮情况、装药数量交待给处理人员;只有对瞎炮孔内的爆破线路、导爆索等检查完好后,方可重新起爆;重新起爆前要检查瞎炮的抵抗线情况,并布置警戒;严禁用拉动导火索或雷管脚线的方法取出雷管;硝铵类炸药可用水冲灌炮眼,使炸药失效;禁止在瞎炮的残孔内重新打眼爆破;
瞎炮处理完毕后,要认真检查,清理残余未炸的爆破器材,确认安全后方可撤除警戒标志。
4、投注碎石
爆破成孔后,在钻孔安装直径168×3.5mm导管,投注16~31.5mm碎石。导管口焊接高60cm、60cm口径漏斗,以便投注石料。石料用小型装载机运料人工配合投料。投注过程中用长PVC管探孔内石料高度,掌握石料集聚高度。
5、注浆
碎石投注至设计标高用XY-5工程钻进配合高压注浆泵进行注浆。钻机钻至采空区底板后从投注碎石底层开始压注水泥浆。
五、结束语
赵家院双线特大桥采石采空区动态处理至关重要,因此,在工程的后续发展中,要不断提高管理人员素质,加强对采石采空区动态处理作用的重视,严格施工体系,促进处理水平的提高。
参考文献
[1]陈友东,唐有德,姚香,等.类框架结构采空区处理新技术的研究与应用.有色金属(矿山部分),2002
[2]解世俊.金属矿床地下开采.北京:冶金工业出版社,2009
[3]周崇仁.矿柱回采与空区处理[M].北京:冶金工业出版社,2009
【关键词】双线特大桥,采石采空区,动态处理
中图分类号:K928文献标识码: A
一、前言
近年来,我国采空区处理工程虽然取得了飞速发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在行业快速发展的新时期,加强对采石采空区动态处理作用的分析,对确保工程的质量有着重要意义。
二、采石采空区存在的问题
1、采空区均未进行充填
形特不规则,空区大小,高低不一致;采空区开采后,均未实施充填,在70年代沿厚大矿体富矿带施工,采富弃贫,开采矿石品位在0.3%以上,到80年代后,随着钼价上涨,在原有采空区基础上继续向四周、上下扩采,开挖矿柱、底柱及顶板,形成高低不平,形态各异的空区。
2、采空区位于富矿区内
矿柱稀少,并破坏严重,空区顶板连续暴露面积大;采空区均分布在矿体富矿带,其跨度,高度均接近富矿体宽度和厚度。以1385M水平空区为典型,空区位于纵17线—纵19线,1387—1402标高之间,空区高度8M、12M不等,部分高达20M,空区暴露面积20300M2,矿柱少而小,空区规模较大。
3、采空区复合交错
空区间隔层较薄,甚至几层相互采透贯通;采空区分布极为复杂,空间分布星罗布局,交错重叠,空间间隔较薄,甚至几层相互采透。
三、采空区处理形式
1、充填法处理采空区
为控制岩层移动危及井下设施或作业区段的有害影响,采用其它方法达不到目的或不合理时。充填法一般有:全尾砂充填、分级尾砂充填、水砂充填、胶结充填、干式充填等充填法。此法的优点是可减少岩层和地表移动,防止大面积地压活动并有利于解决选矿尾砂和掘进废石的堆放问题。和其它几种处理方法相比,充填法投资大、费用高、工艺复杂,但综合考虑在经济上还是合理的。
2、崩落围岩处理采空区
崩落空区上部和周围的岩石来充填空区。以解除空区周围的应力集中,并形成缓冲层,以防止在伯婆上部岩层时引起的空气冲击波对巷道、设备和人身的危害,并根据具体情况,在有关地点设置隔离墙与采空区隔绝。
3、以永久性矿柱或人工矿柱支护采空区
借永久矿柱支撑空区顶板,是一种简单而有效的处理方法。矿柱包括规则的与不规则的矿柱;顶底柱和间柱;为控制岩层移动专门保留的安全矿柱或隔离矿柱。在满足采空区要求的条件下,永久矿柱应尽量保留在贫矿带或非工业矿带。
4、封闭和隔离空区
封闭和隔离空区就是把空区通向生产区域的通道密闭或隔离,以防止空区周围岩石突然冒落时发生的空气冲击波对生产区域的危害。
四、赵家院双线特大桥采石采空区动态处理
1、施工步骤
(一)、施工准备
前期施工准备达到“三通一平”,即便道通、施工用电通、施工用水通,场地平整。并在规划施工现场,在合理位置建筑值班房。组织人员、设备进场。编制好各项技术交底和作業指导书。
(二)、施工放样
在选定采空区DK233+820~DK233+840(20m)范围内梅花形布点,间距5m,对每个点进行编号并测量原地面标高。根据设计图得到某点顶板标高,控制钻杆钻进深度,指导钻孔在合适深度位置爆破形成椎体。
2、潜孔钻机钻孔施工
本方案选用钻孔采用履带式风动潜孔钻机PCR-200-DH,系古河-寿力钻机,配套美国寿力780RH型空压机。
(一)、钻进准备工作
检查空气软管和油管有无破损,接头是否牢固,检查油雾器中的油量,检查储油器中的油量。检查所有马达和行走马达减速箱中的油量,检查钻头、钻杆螺纹部位有无裂纹、严重磨损、接头开焊等现象。钻头体、合金磨损应更换;过渡接头丝扣严重损坏需更换;切勿使用弯曲的丝扣严重磨损的钻杆。
(二)、钻进工作
(1)、接钻杆
在外部钻杆钻进完成后,钻杆上扳口与护杆器平行,此时操作程序为:停钻进、停回转、停冲击;如孔内岩层不好时,操作程序为:使用进口风阀,反复上下扫孔,实行上述程序。用专用扳手卡住钻杆上扳口,反转会转机,使过渡接头丝扣与钻杆丝扣松开,并慢点提回钻机外丝扣全部松开,将回转机提至滑架上端,停进给、停回转,将另一钻杆的母扣方向对准前一钻杆公扣,立起,操纵回转机慢正转,慢进给至杆与杆与回转机丝扣相连接后,停回转,提起进给,拿下扳手,继续钻进。
(2)、卸钻杆
当钻孔完成后,将最后一根钻杆提出,用专用扳手卡住,第二杆上扳口,其位置扳手与护杆器平面约30mm距离,操纵回转机反转,使两杆之间丝扣松开,下钻杆自由脱落,此时停回转,用另一专用扳手卡住外部钻杆下扳口,并反转回转机,使上钻杆与回转机丝扣松开,停回转,用进给风阀,将回转机提起,使杆与杆公母扣之间脱开约50mm停提升,并与付操作手配合,反转回转机,使回转机与钻杆脱开,拿下钻杆,操纵进给与回转机与下钻杆连接,当回转机与钻杆上扣后,必须停进给,慢回转,并将扣带死,停回转,提起进给,拿下扳手,提出下根钻杆卸杆,依次类推。
3、孔底锥形爆破施工
(一)、装药
严格控制药量,采用炮棍进行装药,炮棍一般用木棍、竹竿或塑料制成,直径比炮孔小10~20mm,以便留出导炮索间隙,不得采用铁棍装药。
(二)、堵塞
堵塞的作用在于使炸药爆炸得到良好的效果,同时改变爆后的气体,堵塞的好坏还直接影响到装药量的多少。堵塞材料可用砂或粘土或砂粘土混合物,并有一定的含水率(含水量以手攥成团、手捏松散为标准)。当炮孔有水时,必须把水清除干净,才能堵塞炮孔,否则成为饱和土起不到堵塞作用而出现“冲炮”,产生飞石。堵塞长度不小于最小抵抗线。堵塞时,要边回填边用炮棍捣固。
(三)、爆破
严格按技术交底要求,进行起爆网络施工;关键爆破必须进行起炮网络试爆,试爆场地选在安全平坦的地方,以检查网络的起爆性能;用非电毫秒雷管起爆,严禁用火雷管起爆;有无线电波干扰的地段严禁用电雷管起爆;爆破指挥人员要在确认周围的安全警戒工作完成后方可发出起爆命令,并严格执行预报、警戒和解除三种统一信号,由爆破指挥人员统一发出,防护、警戒人员按规定信号执行任务,不得擅离职守;要指定专人(安全人员)核对装炮、响炮数,或检查电爆网络、敷设起炮主线;起炮后确认炮数响完,并由爆破作业人员检查结束后,方可发出解除信号,撤除防护人员;如不能确认炮数响完,须待最后一炮响过15分钟后进行检查,确认安全,方可解除警戒;如发生瞎炮要设立防护标志,禁止在其附近作业,未经处理不得拆除防护标志。
(四)、瞎炮处理
由原装炮人员当班处理,如不能处理完时,装炮人员要在现场将装炮情况、装药数量交待给处理人员;只有对瞎炮孔内的爆破线路、导爆索等检查完好后,方可重新起爆;重新起爆前要检查瞎炮的抵抗线情况,并布置警戒;严禁用拉动导火索或雷管脚线的方法取出雷管;硝铵类炸药可用水冲灌炮眼,使炸药失效;禁止在瞎炮的残孔内重新打眼爆破;
瞎炮处理完毕后,要认真检查,清理残余未炸的爆破器材,确认安全后方可撤除警戒标志。
4、投注碎石
爆破成孔后,在钻孔安装直径168×3.5mm导管,投注16~31.5mm碎石。导管口焊接高60cm、60cm口径漏斗,以便投注石料。石料用小型装载机运料人工配合投料。投注过程中用长PVC管探孔内石料高度,掌握石料集聚高度。
5、注浆
碎石投注至设计标高用XY-5工程钻进配合高压注浆泵进行注浆。钻机钻至采空区底板后从投注碎石底层开始压注水泥浆。
五、结束语
赵家院双线特大桥采石采空区动态处理至关重要,因此,在工程的后续发展中,要不断提高管理人员素质,加强对采石采空区动态处理作用的重视,严格施工体系,促进处理水平的提高。
参考文献
[1]陈友东,唐有德,姚香,等.类框架结构采空区处理新技术的研究与应用.有色金属(矿山部分),2002
[2]解世俊.金属矿床地下开采.北京:冶金工业出版社,2009
[3]周崇仁.矿柱回采与空区处理[M].北京:冶金工业出版社,2009