CN109026113B - 一种利用采空区作为矿山总回风井的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用采空区作为矿山总回风井的方法，针对急倾斜的极薄矿体、薄矿体或者中厚矿体地下开采的金属矿山，选取可利用的采空区后将其内的各采场采空区充填，对其内的通道进行安全处理，将其与周围连通的通道进行防漏风处理。使采空区下端的中段平巷与下部开采矿体的集中回风井相通，使选定采空区上端的中段平巷作为总回风平巷，下部待开采矿体回风井的污风全部或者部分回风通过采空区内的采场天井汇集至总回风平巷后排出至地表。采空区通道作为总回风井或者新增的总回风井，在完善矿山通风系统的同时，使未设置专用总回风井的矿山可不掘进专用回风井，使专用回风井断面过小的矿山无需扩大专用回风井断面，大大降低矿山开采成本。
Description
技术领域
本发明属于地下矿山开采领域，具体为一种利用采空区作为矿山总回风井的方法。
背景技术
部分地下开采金属矿山，随着开采深度的增加和开采范围的扩大，为将新鲜风送入井下，将污风排出矿井，保证井下作业点的风流质量，矿山的通风系统显得尤为重要。
但有的矿山无专用总回风井，直接利用采空区作为总回风通道，存在漏风严重、风流可控性较差，使井下新鲜风得不到有效利用的缺陷。另外采空区形成较长时间后易垮塌，垮塌后封堵回风通道，所以采空区作为总回风通道的可靠性较低。
有的矿山设置了专用回风井，但专用回风井断面过小。随着开采规模的增大，井下需风量增加；随着开采深度的增加，原岩温度升高，井下作业场所的温度升高，需增加总风量来降低井下作业场所的温度；专用总回风巷断面过小，成为限制风量增加的主要因素之一。
随着开采深度的增加，回风路线加长，回风段风阻显著增大，使主扇负担增大，能耗增加。
部分矿山由于以上问题的存在，矿山通风系统存在严重缺陷，易造成中毒窒息事故，井下作业场所风质和温度不能《金属非金属矿山安全规程》的要求，导致事故率增加、职业病患病率增加、机械设备的使用寿命减短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可改善矿山回风部分通风网络以优化矿山通风系统的方法。
本发明提供的这种利用采空区作为矿山总回风井的方法，针对急倾斜的极薄矿体、薄矿体或者中厚矿体地下开采的金属矿山，包括以下步骤：
(1)选取可利用的采空区
选取矿区端部连续性好矿体开采后的采空区作为选定采空区，该选定采空区为包括多个中段的连续采空区，每个中段包括多个采场；
(2)对选定采空区内的各采场采空区进行充填
对于采用嗣后充填的采场，各采场采空区进行充填前，各采场底部的出矿漏斗需封堵；
(3)对选定采空区内的通道进行安全处理
在各采场天井的下端设置挡网，以防采场天井井壁的岩石冒落；
(4)对选定采空区与周围连通的通道进行防漏风处理
对中段平巷和与采空区上端连通的上向井巷进行封堵，以防漏风；
经过上述处理后，使选定采空区下端的中段平巷与下部开采矿体的集中回风井相通，使选定采空区上端的中段平巷作为与地表连通的总回风平巷，下部开采矿体回风井的污风全部或者部分回风量通过选定采空区内的采场天井汇集至总回风平巷后排出至地表。
上述技术方案的一种实施方式中，各采场采空区充填可采用废石充填或者分层胶结充填。
上述技术方案的一种实施方式中，各采场底部的漏斗可采用混凝土或者挡板进行封堵。
上述技术方案的一种实施方式中，在各采场天井的下端设置钢筋挡网。
上述技术方案的一种实施方式中，中段平巷和采空区上端连通的上向井巷采用混凝土或砖混结构挡墙进行封堵。
本发明利用合适的采空区通道作为专用总回风井或者新增的总回风井。使未设置专用总回风井的矿山，可不掘进专用回风井；使专用回风井断面过小的矿山，无需扩大专用回风井断面；在完善和优化矿山通风系统的同时，可大大降低矿山相关投入。本方法所利用的采空区进行了充填处理，对漏斗进行了封堵，在采场天井下端设置了钢筋挡网，可较好的控制地压，防止采空区垮塌，大大提高采空区作为总回风通道的可靠性。对采空区进行安全处理和防漏风处理后，对于没有设置专用总回风井的矿山，相当于利用各采场天井、中段平巷形成的网络作为专用总回风井。对于专用总回风井断面过小的矿山，相当于设置一条更大断面的总回风井与原专用总回风井并联。所以本方法可优化矿山回风部分通风网络，改善矿山通风系统。
附图说明
图1为本发明一个实施例的正投影布置示意图。
图2为图1中一个采场处理的放大示意图。
具体实施方式
本发明公开的这种利用采空区作为矿山总回风井的方法，针对急倾斜的极薄矿体、薄矿体或者中厚矿体地下开采的金属矿山。在矿山开采领域，厚度小于0.8m的矿体称为极薄矿体，厚度在0.8-4m的矿体称为薄矿体，厚度在4-10至15m的矿体称为中厚矿体，矿体倾角大于55°的金属矿体称为金倾斜矿体。
急倾斜的中厚矿体和薄矿体通常可采用浅孔留矿法、浅孔留矿嗣后废石充填法和分层胶结充填法等采矿方法进行开采，急倾斜的极薄矿体通常可采用浅孔留矿法、浅孔留矿嗣后废石充填法、削壁充填法等采矿方法进行开采。
本方法包括以下步骤：
(1)选取可利用的采空区
选取矿区端部连续性好矿体开采后的采空区作为选定采空区，该选定采空区为包括多个中段的连续采空区，每个中段包括多个采场；
(2)对选定采空区内的各采场采空区进行充填
对于采用嗣后充填的采场，对各采场采空区进行充填前，各采场底部的出矿漏斗需封堵；
(3)对选定采空区内的通道进行安全处理
在各采场天井的下端设置可通风的挡网，以防采场天井井壁的岩石冒落；(4)对选定采空区与周围连通的通道进行防漏风处理
对中段平巷和与采空区上端连通的上向井巷进行封堵，以防漏风；
经过上述处理后，使选定采空区下端的中段平巷与下部待开采矿区的集中回风井相通，使选定采空区上端的中段平巷作为与地表连通的总回风平巷，待开采矿区回风井将全部或者部分回风量通过选定采空区内的采场天井汇集至总回风平巷后排出至地表。
如图1所示，本实施例下面选定某矿山包括150m、100m、50m、00m四个中段的连续采空区作为利用对象来说明开采其下部矿体如何利用本方法优化矿山回风部分通风网络，以满足深度较深矿体开采时的总风量需求。
本矿山设置有专用回风井1，但专用回风井的截面积过小。
如图1所示，本实施例选取的连续采空区的每个中段采空区由三个采场回采结束后形成。本实施例的采场采空区用浅孔留矿嗣后废石充填法或者削壁充填法开采，开采后各采场形成采场天井2、间柱3、底柱4、顶柱5、漏斗6、采空区充填体7、中段平巷8等，如图2所示。
若采用嗣后废石充填法，需先将漏斗采用混凝土或者挡板封堵。若采用削壁充填法，则在回采结束时将漏斗封堵。本实施例采用混凝土封堵漏斗。
从图1可以看出，选定的采空区有五条中段平巷，各中段开采后，上下中段相应位置的采场天井上下首尾相连，四条采场天井并列布置，与各中段平巷形成交错的网络。采空区上端的中段平巷作为总回风平巷。
为了保证安全性，防止采场天井井壁的岩石冒落，在各中段的采场天井与中段平巷的相通位置处设置钢筋挡网9。钢筋挡网可采用井下废弃的轨道制作。
为了防止从各中段平巷漏风，在图1中各中段平巷的左侧设置混凝土挡墙10。将总回风平巷与上部连通的上向井巷也通过混凝土挡墙封堵。
选定采空区四条采场天井的下端通过00m中段下端的中段平巷与下部待开采矿区的集中回风井11相通，各采场天井2的上端与150m中段上端的总回风平巷相通。四条并列的采场天井将大部分的回风风量汇入选定采空区上端的总回风平巷，总回风平巷通过总回风平硐12与地表相通。
从图1可以看出，本实施例的专用总回风总井1与选定采空区下端的中段平巷和上端的总回风平巷连通，本实施例相当于有五条回风通道将下部开采的污风排出井外，可大大减小通风风阻，增加排风量。
矿山通风系统根据通风机的安装位置不同分为三种：抽出式、压入式和混合式三种。抽出式通风是将矿井主通风机安设在矿山总回风井巷中，将井下污风抽出地表的通风方式。
本实施例为抽出式通风，可根据矿山实际情况，在选定采空区与下部待开采矿区的集中回风井连通处安装主通风机13，也可在选定采空区上端总回风平巷的近总回风平硐口处安装主通风机13。
本发明利用合适的采空区通道作为专用总回风井或者新增的总回风井，使未设置专用总回风井的矿山，可不掘进专用回风井；使专用回风井断面过小的矿山，无需扩大专用回风井断面；在完善和优化矿山通风系统的同时，可大大降低矿山相关投入。所利用的采空区进行了充填处理，对漏斗进行封堵，在采场天井下端设置钢筋挡网，可较好的控制地压，防止采空区垮塌，大大提高采空区作为总回风通道的可靠性。对采空区进行安全处理和防漏风处理后，对于没有设置专用总回风井的矿山，相当于利用各采场天井、中段平巷形成的网络作为专用总回风井。对于专用总回风井断面过小的矿山，相当于设置一条更大断面的总回风井与原专用总回风井并联。
虽然经过上述处理后的采场天井的风阻较大，且采场天井下端钢筋挡网会造成局部风阻较大，但是，各中段上下首尾相连的采场天井形成多条并联的回风天井，总通风断面大，可大大降低回风段风阻，降低通风能耗，使井下的污风能较快的排出，增加矿山总进、出风量，改善井下作业条件，克服目前部分地下金属矿山存在的通风问题。
Claims (4)
1.一种利用采空区作为矿山总回风井的方法，针对急倾斜的极薄矿体、薄矿体或者中厚矿体地下开采的金属矿山，包括以下步骤：
（1）选取可利用的采空区
选取矿区端部连续性好的矿体开采后的采空区作为选定采空区，该选定采空区为包括多个中段的连续采空区，每个中段包括多个采场；
（2）对选定采空区内的各采场采空区进行充填
对于采用嗣后充填的矿山，各采场采空区进行充填前，各采场底部的出矿漏斗需封堵；
（3）对选定采空区内的通道进行安全处理
在各采场天井的下端设置可通风的钢筋挡网，以防采场天井井壁的岩石冒落；
（4）对选定采空区与周围连通的通道进行防漏风处理
对中段平巷和与采空区上端连通的上向井巷进行封堵，以防漏风；
经过上述处理后，使选定采空区下端的中段平巷与下部开采矿体的集中回风井相通，使选定采空区上端的中段平巷作为与地表连通的总回风平巷，下部开采矿体回风井的污风全部或者部分回风通过选定采空区内的采场天井汇集至总回风平巷后排出至地表。
2.如权利要求1所述的利用采空区作为矿山总回风井的方法，其特征在于：各采场采空区充填可采用废石充填或者分层胶结充填。
3.如权利要求1所述的利用采空区作为矿山总回风井的方法，其特征在于：各采场底部的漏斗可采用混凝土或者挡板进行封堵。
4.如权利要求1所述的利用采空区作为矿山总回风井的方法，其特征在于：中段平巷和采空区上端连通的上向井巷采用混凝土或砖混结构挡墙进行封堵。
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