充填工培训.doc

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2013充填工培训讲义

前言：

采矿方法：

1、空场采矿法；2、充填采矿法；3、崩落采矿法。

我们目前主要采用的是空场采矿法，在探索使用充填采矿法技术。

空场采矿法随着矿石的采出，会形成不断增大的采空区面积。

空场采矿法的安全要求

1、加强顶板管理。

顶板管理主要是对顶板的监测控制，就是应用各种手段和方法，对井下采矿过程中所形成的空间、围岩、顶板的观察和测定，分析掌握其变形、位移等变化情况和规律，保证作业人员和设备的安全。

2、根据矿山地质条件，岩石力学的参数以及大量监测数据规律和经验，选择修正矿块的结构参数，回采顺序，爆破方式等控制地压活动，减少冒落的危害。

3、试验、应用推广新型支护材料和技术。

4、根据采场结构，面积大小，结合地质构造，破碎带的位置、走向，矿石的品位高低等因素，在矿岩中选留合理形状的矿柱和岩柱，以控制地压活动保护顶板。

在矿柱中，必须保证矿柱和岩柱的尺寸、形状和直立度；

5、应及时回采矿柱和处理采空区。

6、矿山应对矿柱进行应力、变形观测。

当应力增加较大时，应编制与采矿计划相应的地压动态图。

7、在矿房回采过程中，不得破坏顶板；采用中深孔爆破时，应严格控制炮孔的方位和深度，不许穿透暂不回采的矿柱。

8、认真编制采掘计划，保证合理的回采顺序，达到控制地压活动的目的。

有专人检查和管理，以保证其在整个利用期间的稳定性。

一、采空区管理及地压

1、地压

在地下开采的矿山中，冒顶、片帮事故占矿山事故总数的50%左右，其发生过程与地压活动密切相联，因此了解地压及其活动规律，对实现矿山安全生产有很重要的意义。

地下岩石在开采以前，处于应力平衡状态，当采动后，应力平衡被破坏，引起了岩体内部应力重新分布，达到新的平衡。

由于采掘活动而产生的施加在采掘面周围岩体中和支护物体上的这种力，叫矿山压力，简称“地压”。

事实上，原岩与围岩是连为一体的，它们之间的力，是物体内部的力，即应力，而非压力。

这里只是把围岩假想为脱离于原岩的一种物体，相当于一种地下结构物。

这样，原岩相对于围岩来说则成为外部，于是原岩作用于围岩外部单位面积上的力就可以由“应力”改为“压力”。

这种岩体压力就是地压。

（1）、采场顶板大范围垮落、陷落和冒顶的主要后果为：

·破坏采场和周围的巷道；

·造成采场内人员的伤亡；

·破坏采场内的设备和设施；

·造成生产秩序的紊乱；

·其他危害。

如排水管道经过采场，可能破坏排水系统，引起水害；破坏矿井的供电系统等。

（2）、采空区大范围垮落、陷落

采空区大范围垮落将会产生强大的冲击波，引起岩体塌陷和将采空区大量的有害气体放送到作业场所。

由此产生的危害包括：

·采场工作人员伤亡；

·采空区附近作业场所人员伤亡；

·破坏采场及其设备、设施；

·造成垮落带上部的岩体塌陷，产生进一步的灾害等。

（3）、巷道或采掘工作面的片帮、冒顶

岩体的矿体活动造成巷道的片帮和冒顶，产生的直接危害是：

·巷道内人员的伤亡；

·破坏巷道内的设备、设施；

·破坏正常的生产系统；

·破坏巷道等。

2、冒顶片帮事故的原因

冒顶片帮是由于岩石不够稳定，当强大的地压传递到顶板或边帮时，使岩石遭受破坏而引起的。

随着掘进工作面和回采工作面的向前推进，工作面空顶面积逐渐增大，顶板和边帮矿岩会由于应力的重新分布而发生某种变形，以致在某些部位出现裂缝，同时岩层的节理也在压力作用下逐渐扩大。

在此情况下，顶板岩石的完整性遭到破坏，顶板下沉弯曲，裂缝逐渐扩大，如果管理不当，就可能形成顶板岩矿冒落。

这种冒落就是常说的冒顶事故，如果冒落的部位处在巷道的两帮就叫做片帮。

冒顶片帮事故，大多数为局部冒落及浮石引起的，而大量冒落及片帮事故相对较少，因此，对局部冒落及浮石的预防，必须给予足够的重视。

引发片帮冒顶事故的主要原因:

其一是采矿方法不合理和顶板管理不善

采矿方法不合理，采掘顺序、凿岩爆破、支架放顶等作业不妥当，是导致此类事故的重要原因。

其二是缺乏有效支护

支护方式不当、不及时支护或缺少支架、支架的支撑力和顶板压力不相适应等是造成此类事故的另一重要原因。

一般在井巷掘进中，遇有岩石情况变坏，有断层破碎带时，如不及时加以支护，或支架数量不足，均易引起冒顶片帮事故。

其三是检查不周和疏忽大意

在冒顶事故中，大部分属于局部冒落及浮石砸死或砸伤人员的事故。

这些都是由于事先缺乏全面的检查，疏忽大意等原因造成的。

冒顶事故一般多发生于爆破后1～2h这段时间里。

这是由于顶板受到爆炸波的冲击和震动而产生的新裂缝，或者使原有断层和裂缝增大，破坏了顶板的稳固性。

这段时间往往又正好是工人们在顶板下作业的时间。

其四是浮石处理操作不当

浮石处理操作不当引起冒顶事故，大多数是因处理前对顶板缺乏全面、细致的检查，没有掌握浮石情况而造成的。

如撬前落后，撬左落右，撬小落大等。

此外还有处理浮石时站立的位置不当，撬毛工的操作技术不熟练等原因。

有的矿山曾发生过落下浮石砸死撬毛工的事故，其主要原因就是撬毛工缺乏操作知识，直立站在浮石下面操作。

其五是地质矿床等自然条件不好

如果矿岩为断层、褶曲等地质构造所破坏，形成压碎带，或者由于节理、层理发育，裂隙多，再加上裂隙水的作用，破坏了顶板的稳定性，改变了工作面正常压力状况，容易发生冒顶片帮事故。

对于回采工作面的地质构造不清楚，顶板的性质不清楚（有的有伪顶，有的无伪顶，还有的无直接顶只有老顶），容易造成冒顶事故

其六是工作面生产循环不正规

工作面生产走不上正规循环。

如果推进速度慢，顶板暴露面积不大，支架承压小，支撑时间短，一般不易发生冒顶。

但由于某些原因，工作面推进速度快顶压大（如软岩工作面，每循环进尺剧增，与支护进度不适应），支柱承压大、时间长，就会发生冒顶。

4、影响顶板稳定性的主要因素

客观因素：

矿房顶板岩层的覆盖层厚度、成分、力学性质、结构（致密、层状）、构造（断层、破碎带、节理发育程度）、风化程度以及水文地质条件（简单、复杂）。

主观因素：

开采过程中的实际状况（如巷道布置的方向及其形状、开采深度等）；爆破方法（浅孔＜孔深3-5m＞、中深孔＜孔深5-20m＞深孔＜孔深20m以上＞）；采矿方法及矿房构成要素；矿房回采周期、回采顺序等。

5、顶板事故的预防

（1）、按回采施工组织设计合理组织生产，确保正规循环和后退式回采顺序，不超能力生产。

（2）、加强现场技术管理。

掘进时按设计施工，遇断层，破碎带等地质构造时采取适当的技术措施

采矿时按设计推荐的采矿方法，进行采矿方法试验，确定适合本矿岩石顶板特点的矿房构成要素（矿房宽度、斜长、点柱、间柱、顶柱尺寸等）。

回采过程中矿房顶板如遇较大断层、破碎带、涌水量大等情况时，应及时调整矿房构成要素或改变局部回采方法如条带法等。

（3）、加强职工教育，提高技能。

通过教育使职工掌握本矿顶板岩层在采矿过程中允许暴露面积和变化规律；掌握敲帮问顶的方法，提高回采时凿岩的技术水平，做到不伤顶、不留帮。

（4）、抓好易冒顶的薄弱环节。

容易冒顶的地点，多发生在采场暴露面积大，只采不支，岩石强度低，上下三岔口，有淋头水，地质构造交错及顶板裂隙多的地方。

容易冒顶的时间，多在上、下交接班时；夜间三、四点钟；突击抢循环时；因运输事故生产间断时；班中吃饭、节日停产及检修第一班等；生产被动期间更应提高警惕，做好安全工作。

（5）、加强现场安全管理。

主要是安全检查，敲帮问顶，局部支护，局部顶板处理，顶板观测等。

6、敲帮问顶的注意事项

（1）、回采作业，应事先处理顶板和两帮的浮石，确认安全方准进行。

不应在同一采场同时凿岩和处理浮石。

作业中发现冒顶预兆，应停止作业进行处理；发现大面积冒顶危险征兆，应立即通知作业人员撤离现场，并及时上报。

（2）、凿岩时不伤顶，不留帮（上眼浅下眼深即易留帮），不留矿皮，减少人为因素对矿房顶板的破坏，为顶帮管理创造条件。

（3）、加强现场管理，搞好矿房顶帮的安全检查；及时对矿房顶帮处理（包扩敲帮问顶、局部支护、凿岩放炮处理局部顶板）。

（4）、掌握正确的敲帮问顶方法：

①确保工作面有良好的照明。

②全面仔细的检查矿房顶帮情况。

③处理顶板前要仔细观察，要选择有利于顶板处理者自身安全的位置，一般要站在不良顶帮的上方或侧方。

④敲帮问顶时，至少要有两个人，一个照明，一个处理顶板。

⑤敲帮问顶的顺序：

先顶后帮，先周边后中央。

⑥敲帮问顶的具体方法：

a、局部顶板不良时，用撬钎从其薄弱环节入手，必要时用几根钎子同时处理，直至处理好为止；b、从四个方向全面检查顶板即上、下、左、右，直至从每个方向看都无明显裂痕和浮石；c、用双手握紧撬钎，垂直敲击顶板，顶板发出空声说明顶板不良，应继续处理或用木材局部打顶支护，必要时应凿岩放炮处理局部顶板；发出实心时，说明顶板已基本处理好。

1、空区处理的常用方法

（1）永久矿柱支撑采空区

回采工作结束后，采空区内不做专门处理，利用己有的矿柱或辅以人工构筑石柱支撑顶板，并封闭空区。

本法具有技术简单，空区处理费用低。

其适用条件是：

水平和缓倾斜中厚以下矿体，矿岩稳固且完整性好，矿石的价值和品位均低，空区规模小，地表无较重要的建构筑物。

（2）崩落围岩处理采空区

用崩落围岩充填空区或形成缓冲岩石垫层，以控制矿山压力，转移或缓和应力集中，防止围岩大面积突然崩落产生气浪对生产区巷道、设备和人身的危害。

本法简单易行，如崩落范围和厚度不大时成本一般较低。

其适用条件是：

地表允许崩落，崩落范围和厚度不大。

（3）充填处理采空区

实质就是利用充填物料充填采空区，可以减小岩移幅度，减慢岩移的发生和发展过程，防止大面积地压活动，并有助于解决尾矿和采掘废石的堆放问题。

根据充填物料和充填工艺的不同有湿式和干式充填。

该法充填成本较高，工程量大，工艺流程复杂，效率较低，但处理空区的效果较好。

（4）隔离和疏通采空区

即矿石采出后，将空区封闭，任其存在或崩落。

适用于围岩稳固的分散孤立的规模较少的空区。

一般采取以下措施：

封闭空区至所有生产区的通道，开“天窗”，在适当位置留隔离矿柱，留足够厚度的矿岩垫层，对空区和垫层严密监控。

2、采空区处理的安全要求

（1）矿山应根据矿岩稳定程度和所用的采矿方法，确定空区最大允许保有量及其保留期限。

（2）矿山应根据采空区的分布状况，结合采掘生产计划，制定统一的空区处理的规划，有计划、有步骤的进行处理。

空区处理，应根据具体情况，可采用崩落围岩、充填和封闭、隔离等方法。

（3）矿山要组织专门人员对采空区进行观测研究，逐步掌握其变化规律，以便采取合理有效的处理方法，保证安全生产。

（4）控制地压活动范围和防止岩层大面积塌落，可采用隔离或支撑矿（岩）柱的采空区处理方法。

（5）封闭采空区的空区处理方法，主要用于地表允许陷落，孤立的采空区，并须将它与其它采区的通道隔绝。

（6）按照《金属非金属矿山安全规程》规定，采用空场法采矿的矿山，必须采取充填或强制崩落围岩的措施，及时处理采空区。

二、矿山危险因素

（一）十大危险因素

非煤井工矿山有十大危险因素：

冒顶片帮；中毒窒息；爆破和其他爆炸；触电和机械伤害；矿山火灾、矿井水害；车辆运输伤害；物体打击、高处坠落；采空区灾害和其它。

（二）四大有害因素

粉尘（展开），噪声与振动，高温，冻伤，有毒有害气体。

结合丁西磷矿实际，在磷矿石开采、内燃设备运行中的主要有害因素是产生大量呼吸性粉尘，即能