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礦山地下采礦施工技術(shù)規(guī)范一、概述
礦山地下采礦施工技術(shù)規(guī)范是指導(dǎo)礦山地下開(kāi)采工程設(shè)計(jì)與施工的重要技術(shù)文件,旨在確保采礦過(guò)程的安全生產(chǎn)、提高資源回收率、降低環(huán)境污染。本規(guī)范涵蓋了從礦井開(kāi)拓、采場(chǎng)布置到支護(hù)、通風(fēng)、排水等各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)要求,適用于各類(lèi)礦山地下采礦工程。
二、礦井開(kāi)拓技術(shù)
(一)開(kāi)拓方式選擇
1.根據(jù)礦山地質(zhì)條件、資源儲(chǔ)量及開(kāi)采深度,選擇合理的開(kāi)拓方式,主要包括:平硐開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓、豎井開(kāi)拓等。
2.平硐開(kāi)拓適用于地形條件較好、埋藏較淺的礦體,可簡(jiǎn)化運(yùn)輸系統(tǒng)。
3.斜井開(kāi)拓適用于中等深度礦體,兼具提升和通風(fēng)功能。
4.豎井開(kāi)拓適用于深部礦體,提升效率高,但初期投資較大。
(二)開(kāi)拓參數(shù)設(shè)計(jì)
1.確定開(kāi)拓?cái)嗝娉叽纾杩紤]運(yùn)輸設(shè)備、人行通道及管線(xiàn)布置。
2.斷面形狀宜采用矩形或圓形,圓形斷面受力均勻,適用于高風(fēng)速井巷。
3.確定坡度時(shí),應(yīng)綜合考慮運(yùn)輸設(shè)備性能及排水需求,一般坡度為3‰~10‰。
三、采場(chǎng)布置與設(shè)計(jì)
(一)采場(chǎng)類(lèi)型選擇
1.根據(jù)礦體賦存條件,選擇合適的采礦方法,如:分段空?qǐng)龇ā⒎侄舞弾r階段礦房法、充填采礦法等。
2.分段空?qǐng)龇ㄟm用于穩(wěn)固礦體,采場(chǎng)高度一般不超過(guò)60米。
3.充填采礦法適用于圍巖破碎或自燃礦體,可提高安全性,但充填成本較高。
(二)采場(chǎng)參數(shù)確定
1.確定采場(chǎng)寬度時(shí),需保證設(shè)備操作空間及人行安全,一般寬度為6~12米。
2.確定采場(chǎng)長(zhǎng)度時(shí),應(yīng)考慮礦塊推進(jìn)速度及資源回收率,一般長(zhǎng)度為20~50米。
3.采高應(yīng)根據(jù)礦體厚度及設(shè)備效率確定,一般高度為3~6米。
四、巷道支護(hù)技術(shù)
(一)支護(hù)方式選擇
1.根據(jù)圍巖類(lèi)別及應(yīng)力狀態(tài),選擇合適的支護(hù)方式,包括:錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、鋼架支護(hù)等。
2.錨桿支護(hù)適用于圍巖完整性較好的巷道,錨桿間距一般為1.0~1.5米。
3.噴射混凝土支護(hù)適用于圍巖破碎或變形較大的巷道,噴射厚度應(yīng)不小于80毫米。
(二)支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
1.錨桿角度應(yīng)根據(jù)圍巖主應(yīng)力方向確定,一般傾角為15°~25°。
2.鋼架間距應(yīng)根據(jù)圍巖強(qiáng)度計(jì)算,一般間距為1.5~3.0米。
3.支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足圍巖承載力要求,可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)驗(yàn)證。
五、通風(fēng)與防塵技術(shù)
(一)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.根據(jù)采場(chǎng)規(guī)模及瓦斯?jié)舛?,設(shè)計(jì)合理的通風(fēng)系統(tǒng),包括主扇、局扇及風(fēng)筒。
2.風(fēng)量計(jì)算應(yīng)滿(mǎn)足采場(chǎng)需風(fēng)量及風(fēng)速要求,一般風(fēng)速不小于3米/秒。
3.風(fēng)阻應(yīng)控制在合理范圍,一般阻力系數(shù)為2~5毫帕/米。
(二)防塵措施
1.采用濕式作業(yè)、個(gè)體防護(hù)等措施降低粉塵濃度,粉塵濃度應(yīng)控制在2毫克/立方米以下。
2.定期清理巷道積塵,保持通風(fēng)系統(tǒng)暢通。
3.安裝粉塵監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)控粉塵變化。
六、排水與防澇技術(shù)
(一)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.根據(jù)礦體涌水量,設(shè)計(jì)排水系統(tǒng),包括水泵、管路及水倉(cāng)。
2.水泵選型應(yīng)考慮揚(yáng)程及流量要求,一般揚(yáng)程為50~200米。
3.水倉(cāng)容量應(yīng)滿(mǎn)足24小時(shí)最大涌水量需求,一般容量為500~2000立方米。
(二)防澇措施
1.地表積水區(qū)域設(shè)置截水溝,防止地表水進(jìn)入礦井。
2.井口設(shè)置防水閘門(mén),防止礦井水外泄。
3.定期檢查排水設(shè)備,確保排水系統(tǒng)正常運(yùn)行。
七、安全與環(huán)保要求
(一)安全管理
1.制定作業(yè)規(guī)程,明確各崗位安全職責(zé),定期開(kāi)展安全培訓(xùn)。
2.設(shè)置安全監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)控瓦斯、頂板等危險(xiǎn)因素。
3.定期進(jìn)行安全檢查,及時(shí)消除安全隱患。
(二)環(huán)境保護(hù)
1.采用節(jié)水工藝,減少?gòu)U水排放,廢水處理達(dá)標(biāo)后可循環(huán)利用。
2.控制粉塵排放,采用密閉運(yùn)輸?shù)却胧p少空氣污染。
3.妥善處理廢石,防止土壤污染。
一、概述
礦山地下采礦施工技術(shù)規(guī)范是指導(dǎo)礦山地下開(kāi)采工程設(shè)計(jì)與施工的重要技術(shù)文件,旨在確保采礦過(guò)程的安全生產(chǎn)、提高資源回收率、降低環(huán)境污染。本規(guī)范涵蓋了從礦井開(kāi)拓、采場(chǎng)布置到支護(hù)、通風(fēng)、排水、運(yùn)輸、安全環(huán)保等各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)要求,適用于各類(lèi)礦山地下采礦工程,特別是硬巖和金屬礦山的常規(guī)開(kāi)采作業(yè)。其核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、環(huán)境友好的開(kāi)采模式。
二、礦井開(kāi)拓技術(shù)
(一)開(kāi)拓方式選擇
1.根據(jù)礦山地質(zhì)條件、資源儲(chǔ)量及開(kāi)采深度,選擇合理的開(kāi)拓方式,主要包括:平硐開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓、豎井開(kāi)拓等。選擇時(shí)需綜合評(píng)估地形地貌、礦體賦存深度與傾角、圍巖穩(wěn)定性、運(yùn)輸需求、初期投資及運(yùn)營(yíng)成本等因素。
(1)平硐開(kāi)拓適用于地形條件較好、埋藏較淺(一般小于300米)、礦體傾角適中(10°~30°)的礦體。其優(yōu)點(diǎn)是施工相對(duì)簡(jiǎn)單、初期投資較低、能較早地進(jìn)入生產(chǎn)階段。缺點(diǎn)是可能受地形限制、運(yùn)輸距離較長(zhǎng)。
(2)斜井開(kāi)拓適用于中等深度礦體(300米至800米左右),特別是當(dāng)?shù)V體傾角較大(>30°)時(shí)。斜井兼具提升和通風(fēng)功能,運(yùn)輸效率較高。根據(jù)坡度不同,可分為陡坡(>15°)、中坡(10°~15°)和緩坡(<10°)。斜井施工需注意井壁穩(wěn)定和排水問(wèn)題。
(3)豎井開(kāi)拓適用于深部礦體(>800米),提升效率高、能力大,是深井開(kāi)采的主要方式。但初期投資巨大,施工難度高,且對(duì)井壁穩(wěn)定性和裝備要求極高。通常需要配合暗斜井或平硐進(jìn)行階段開(kāi)拓。
2.輔助開(kāi)拓方式,如盲豎井、盲斜井等,可用于解決特定地質(zhì)構(gòu)造或生產(chǎn)接替需求,其設(shè)計(jì)需特別關(guān)注施工安全與地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。
(二)開(kāi)拓參數(shù)設(shè)計(jì)
1.確定開(kāi)拓?cái)嗝娉叽纾柙敿?xì)考慮:
(1)運(yùn)輸設(shè)備尺寸:包括主運(yùn)輸設(shè)備(如礦車(chē)、電機(jī)車(chē)、皮帶輸送機(jī))的輪廓尺寸及必要的操作空間。
(2)人行通道:寬度不小于0.8米,高度不低于1.8米,設(shè)置安全梯、信號(hào)和照明設(shè)施。
(3)管線(xiàn)布置:預(yù)留電力電纜、通風(fēng)管、水管、排水管、通訊線(xiàn)纜等的空間,考慮檢修和敷設(shè)要求。
(4)安全設(shè)施:設(shè)置消防、急救、安全監(jiān)控等設(shè)施所需的占地。
2.斷面形狀設(shè)計(jì):
(1)矩形斷面:施工方便,便于布置和擴(kuò)大,但邊角應(yīng)力集中,圍巖破壞可能更嚴(yán)重,適用于圍巖較好的條件。
(2)圓形或橢圓形斷面:受力均勻,圍巖承載能力高,尤其適用于高風(fēng)速、強(qiáng)應(yīng)力或破碎圍巖環(huán)境。施工相對(duì)復(fù)雜,成本可能更高。
3.確定坡度時(shí),需綜合考慮:
(1)運(yùn)輸設(shè)備要求:不同設(shè)備有最佳運(yùn)行坡度范圍,需避免過(guò)陡導(dǎo)致啟動(dòng)困難或過(guò)緩導(dǎo)致爬坡能力不足。
(2)排水需求:坡度越大,重力排水越有利,可減少水泵負(fù)擔(dān)。需估算最大涌水量并選擇合適的水泵揚(yáng)程。
(3)通風(fēng)效果:坡度對(duì)風(fēng)流組織有影響,陡坡井巷易形成渦流。
(4)施工與維護(hù):坡度越大,施工和后期維護(hù)難度可能增加。一般主運(yùn)輸巷道坡度為3‰~10‰,通風(fēng)巷道坡度不受此限。
三、采場(chǎng)布置與設(shè)計(jì)
(一)采場(chǎng)類(lèi)型選擇
1.根據(jù)礦體地質(zhì)構(gòu)造、圍巖穩(wěn)定性、礦石性質(zhì)、開(kāi)采深度、生產(chǎn)能力及經(jīng)濟(jì)效益等因素,選擇科學(xué)的采礦方法。常見(jiàn)采礦方法及其適用性如下:
(1)分段空?qǐng)龇ǎ哼m用于礦石及圍巖穩(wěn)固性較好的礦體。通過(guò)分段鑿巖、爆破、通風(fēng)散煙、耙礦、出礦、臨時(shí)支護(hù)等循環(huán)作業(yè)進(jìn)行采礦。主要有分段鑿巖階段礦房法(DSM)和分段中深孔階段礦房法(DSA)。
(2)分段鑿巖階段礦房法(DSM):礦房沿走向布置,每隔一定距離(階段高度)布置一個(gè)鑿巖天井,進(jìn)行分段鑿巖爆破。適用于傾角較陡(>45°)的穩(wěn)固礦體。
(3)分段中深孔階段礦房法(DSA):采用中深孔鑿巖臺(tái)車(chē)進(jìn)行大直徑鉆孔,一次性爆破形成較大礦塊。適用于傾角較陡、礦體較厚、圍巖中等的礦體。
(4)充填采礦法:適用于圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育、有自燃傾向、高地壓或需要保護(hù)上覆環(huán)境等條件的礦體。通過(guò)向采空區(qū)灌注充填料(如廢石、尾砂、膠結(jié)料等)來(lái)支撐頂板和圍巖。主要有分段鑿巖嗣后充填法、分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘?、連續(xù)充填法等。
(5)房柱采礦法:適用于礦體傾角較緩(<45°)、厚度中等或薄的礦體。將礦體切割成若干房室,間留有礦柱支撐頂板,分步開(kāi)采房室。
2.選擇采礦方法時(shí)需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,綜合考慮安全、效率、成本、環(huán)境影響等因素。
(二)采場(chǎng)參數(shù)確定
1.確定采場(chǎng)寬度(礦塊寬度):
(1)需保證主要設(shè)備(如鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī))有足夠的回轉(zhuǎn)和操作空間。
(2)需滿(mǎn)足人行安全通道、管線(xiàn)布置及通風(fēng)要求。
(3)寬度過(guò)寬會(huì)增加開(kāi)采面積和成本,過(guò)窄則影響作業(yè)效率和安全性。一般中段礦房寬度為6~15米,具體取決于礦石塊度、設(shè)備類(lèi)型和運(yùn)輸方式。
2.確定采場(chǎng)長(zhǎng)度(礦塊長(zhǎng)度):
(1)應(yīng)考慮礦體厚度、開(kāi)采深度、通風(fēng)效果、推進(jìn)速度及資源回收率。
(2)過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸距離增加、通風(fēng)難度加大;過(guò)短則可能影響整體經(jīng)濟(jì)效益。一般礦房長(zhǎng)度為20~50米,可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
3.確定采場(chǎng)高度(階段高度或礦塊高度):
(1)受鑿巖設(shè)備能力、通風(fēng)能力、頂板管理及運(yùn)輸提升系統(tǒng)限制。
(2)過(guò)高會(huì)增加一次爆破藥量、頂板壓力和通風(fēng)阻力,增加安全風(fēng)險(xiǎn);過(guò)低則增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)和成本。一般階段高度為10~30米,具體取決于礦體傾角、圍巖條件及采礦方法。
4.確定采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù),如:
(1)礦房與礦柱的尺寸比例:需平衡礦石回收率與礦柱支撐效率。
(2)鑿巖天井、聯(lián)絡(luò)道等輔助巷道的布置位置和斷面尺寸。
四、巷道支護(hù)技術(shù)
(一)支護(hù)方式選擇
1.根據(jù)圍巖類(lèi)別(按圍巖分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn))、應(yīng)力狀態(tài)、巷道用途(運(yùn)輸、通風(fēng)、回采等)、斷面形狀及尺寸、開(kāi)挖方式(爆破、掘進(jìn)機(jī)等)選擇合適的支護(hù)方式,或采用復(fù)合支護(hù)。
(1)錨桿支護(hù):適用于圍巖完整性較好、節(jié)理發(fā)育但強(qiáng)度尚可的巷道。分為樹(shù)脂錨桿、砂漿錨桿、鋼筋錨桿等。是應(yīng)用最廣泛的支護(hù)方式。
(2)噴射混凝土支護(hù):適用于圍巖破碎、變形量大、有涌水或需要進(jìn)行快速封閉的巷道。具有良好的粘結(jié)性、抗裂性和防水性,常與錨桿、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合使用(錨噴支護(hù))。
(3)鋼架支護(hù):適用于圍巖強(qiáng)度很低、變形量大、需要強(qiáng)力支撐的巷道,或作為臨時(shí)支護(hù)、超前支護(hù)。常用型鋼(如U型鋼、H型鋼)、鋼筋混凝土預(yù)制架等。常與錨桿、噴射混凝土配合使用。
(4)砌碹支護(hù):適用于服務(wù)年限長(zhǎng)、圍巖條件較差或需要承受較大圍巖壓力的巷道。常用料石、混凝土、磚等材料。施工速度較慢。
(5)錨注支護(hù):將錨桿與注漿相結(jié)合,通過(guò)漿液填充節(jié)理裂隙,提高圍巖整體性和強(qiáng)度,適用于節(jié)理裂隙發(fā)育的圍巖。
2.支護(hù)方式的選擇需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,并考慮施工便捷性。
(二)支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
1.錨桿支護(hù)參數(shù):
(1)錨桿類(lèi)型與規(guī)格:根據(jù)圍巖條件、所需錨固力選擇錨桿類(lèi)型(如樹(shù)脂錨桿),確定直徑(常用16~28毫米)和長(zhǎng)度(一般1.5~3.5米)。
(2)錨桿間距與排距:需保證支護(hù)覆蓋率,同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性。一般排距為0.8~1.5米,間距為0.8~1.2米。圍巖破碎處應(yīng)加密。
(3)錨桿角度:應(yīng)盡量垂直于圍巖主要節(jié)理面或最大主應(yīng)力方向,一般垂直或略?xún)A斜。傾角通常為15°~25°。
(4)錨桿錨固力:必須滿(mǎn)足圍巖承載要求,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)驗(yàn)證。
2.噴射混凝土支護(hù)參數(shù):
(1)噴射厚度:應(yīng)根據(jù)圍巖變形量和噴射目的確定,一般不低于80毫米,重要部位或圍巖變形大處應(yīng)適當(dāng)加厚(可達(dá)200毫米以上)。分層噴射時(shí)每層厚度宜為50~80毫米。
(2)骨料級(jí)配:根據(jù)圍巖條件、設(shè)備性能選擇合適的石子和砂的粒徑與級(jí)配。
(3)速凝劑摻量:控制噴射混凝土的凝結(jié)時(shí)間,一般占水泥重量的3%~6%,需通過(guò)試驗(yàn)確定。
3.鋼架支護(hù)參數(shù):
(1)鋼架間距:根據(jù)圍巖強(qiáng)度、變形量和鋼架承載能力計(jì)算確定,一般1.5~4.0米。圍巖差時(shí)應(yīng)縮小間距。
(2)鋼架類(lèi)型與截面:選擇合適的型鋼或預(yù)制架,確保強(qiáng)度和剛度。必要時(shí)加設(shè)加勁肋。
(3)鋼架安裝方式:可采用焊接、螺栓連接或錨固方式固定。
4.支護(hù)強(qiáng)度校核:
(1)計(jì)算巷道圍巖的應(yīng)力分布和變形量。
(2)校核支護(hù)結(jié)構(gòu)(錨桿、噴混凝土、鋼架等)的承載能力和穩(wěn)定性。
(3)必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圍巖監(jiān)測(cè),驗(yàn)證支護(hù)設(shè)計(jì)效果并反饋優(yōu)化。
五、通風(fēng)與防塵技術(shù)
(一)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.根據(jù)礦井總風(fēng)量和各作業(yè)場(chǎng)所的需風(fēng)量,合理劃分通風(fēng)區(qū)域,設(shè)計(jì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。
(1)風(fēng)量計(jì)算:需滿(mǎn)足采場(chǎng)、運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷、硐室等各地點(diǎn)的通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)(如風(fēng)速、二氧化碳濃度、粉塵濃度等)。采場(chǎng)風(fēng)量需考慮爆破通風(fēng)、散煙、降溫、排除有害氣體等要求。
(2)風(fēng)阻計(jì)算:計(jì)算通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總阻力,選擇合適的風(fēng)機(jī)類(lèi)型和風(fēng)壓。
(3)風(fēng)量調(diào)節(jié):通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)、風(fēng)窗或風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式,保證各用風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量滿(mǎn)足要求。
2.風(fēng)機(jī)選型與安裝:
(1)選擇主扇風(fēng)機(jī)時(shí),需考慮風(fēng)量、全風(fēng)壓、效率、軸功率等參數(shù),并留有備用系數(shù)。優(yōu)先選用高效節(jié)能風(fēng)機(jī)。
(2)主扇風(fēng)機(jī)應(yīng)安裝在獨(dú)頭井筒或?qū)S蔑L(fēng)硐內(nèi),并設(shè)置反風(fēng)設(shè)施,確保在主扇故障時(shí)能實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。
(3)局扇風(fēng)機(jī)根據(jù)需要安裝在巷道中,用于局部通風(fēng)或輔助通風(fēng),其安裝位置和數(shù)量需通過(guò)計(jì)算確定。
3.通風(fēng)設(shè)施:
(1)風(fēng)門(mén):設(shè)置風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量、隔絕風(fēng)流、保證行人設(shè)備安全通過(guò)。應(yīng)采用自動(dòng)或手動(dòng)風(fēng)門(mén),并保證關(guān)閉嚴(yán)密。
(2)風(fēng)橋:用于跨越運(yùn)輸巷道或回風(fēng)巷道,保證通風(fēng)系統(tǒng)通暢。
(3)風(fēng)筒:連接風(fēng)機(jī)與用風(fēng)點(diǎn),應(yīng)選用耐磨、防火、抗靜電的材料。柔性風(fēng)筒接頭必須連接嚴(yán)密,防止漏風(fēng)。硬質(zhì)風(fēng)筒在彎曲處應(yīng)設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板。
(二)防塵措施
1.粉塵產(chǎn)生源控制:
(1)爆破作業(yè):采用濕式爆破、預(yù)濕礦巖、覆蓋爆破區(qū)域等措施減少粉塵產(chǎn)生。使用低粉塵炸藥。
(2)鑿巖作業(yè):采用濕式鑿巖、水炮泥、噴霧灑水、個(gè)體防塵口罩等措施。優(yōu)先選用低風(fēng)速、低粉塵鑿巖機(jī)。
(3)裝載與運(yùn)輸:采用密閉裝載、自動(dòng)卸載、灑水降塵、運(yùn)輸車(chē)廂噴淋、車(chē)廂密閉等措施。
2.粉塵擴(kuò)散控制:
(1)加強(qiáng)通風(fēng),保證作業(yè)場(chǎng)所風(fēng)速符合標(biāo)準(zhǔn)(如采場(chǎng)回風(fēng)巷一般不小于3米/秒)。
(2)合理布置通風(fēng)系統(tǒng),避免粉塵積聚。
3.粉塵濃度監(jiān)測(cè)與個(gè)體防護(hù):
(1)定期對(duì)作業(yè)場(chǎng)所空氣中的粉塵濃度(總粉塵、呼吸性粉塵)進(jìn)行監(jiān)測(cè),確保不超過(guò)國(guó)家規(guī)定的限值(如總粉塵不超過(guò)10毫克/立方米,呼吸性粉塵不超過(guò)3.5毫克/立方米)。
(2)為作業(yè)人員配備合格的個(gè)人防塵用品,主要是防塵口罩或呼吸防護(hù)器,并監(jiān)督正確佩戴。
4.巷道清潔:定期清掃巷道積塵,保持環(huán)境清潔。
六、排水與防澇技術(shù)
(一)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件,預(yù)測(cè)礦井正常涌水量和最大涌水量(包括老空水、地表水入侵等)。
(1)正常涌水量:指礦井日常生產(chǎn)時(shí)的水量。
(2)最大涌水量:指礦井開(kāi)采到最深階段可能遇到的最大水量,是設(shè)計(jì)主要排水設(shè)備能力的依據(jù)。需考慮豐水期和極端天氣影響。
2.排水系統(tǒng)組成:包括地表截洪設(shè)施(截水溝)、井下巷道排水管路、水倉(cāng)、水泵房、排水設(shè)備(水泵、電機(jī)、配套設(shè)備)等。
3.水泵選型與配置:
(1)根據(jù)最大涌水量和要求的提升高度(揚(yáng)程),選擇合適類(lèi)型(如離心泵、混流泵)和規(guī)格的水泵。
(2)應(yīng)設(shè)置多臺(tái)水泵,包括工作泵、備用泵和檢修泵,確保排水系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。工作泵和備用泵的能力應(yīng)滿(mǎn)足最大涌水量要求。
(3)水泵安裝應(yīng)考慮吸程、布置空間和檢修方便。
4.水倉(cāng)設(shè)計(jì):
(1)水倉(cāng)容量應(yīng)能容納至少24小時(shí)的最大涌水量,并留有沉淀和調(diào)節(jié)空間。
(2)水倉(cāng)應(yīng)分格設(shè)置,便于清理和沉淀。
(3)水倉(cāng)入口應(yīng)設(shè)置格柵,防止大塊雜物進(jìn)入水泵。
5.管路設(shè)計(jì):
(1)管徑根據(jù)流量和流速計(jì)算確定。
(2)管路布置應(yīng)盡量縮短長(zhǎng)度,減少?gòu)濐^,保證水流順暢。
(3)重要管路應(yīng)考慮備用管路。
(二)防澇措施
1.地表防澇:
(1)在礦區(qū)地表設(shè)置完善的截水溝,攔截地表徑流,防止其進(jìn)入礦井。
(2)對(duì)礦區(qū)周邊的河流、湖泊進(jìn)行監(jiān)測(cè),必要時(shí)采取筑壩、導(dǎo)流等措施,防止洪水倒灌。
2.井下防澇:
(1)井口設(shè)置防水閘門(mén),并在井筒周?chē)O(shè)置排水溝,防止地表水滲入或倒灌。
(2)對(duì)井壁、硐室進(jìn)行防水處理,如涂刷防水砂漿、安裝止水帶等。
(3)加強(qiáng)礦井水文監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握含水層動(dòng)態(tài)和地表水情,提前做好防范。
3.應(yīng)急預(yù)案:制定洪水災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案,明確人員疏散、設(shè)備保護(hù)、排水系統(tǒng)應(yīng)急啟動(dòng)等措施。
七、運(yùn)輸與提升技術(shù)
(一)運(yùn)輸方式選擇
1.根據(jù)運(yùn)量、運(yùn)輸距離、巷道斷面、坡度、設(shè)備投資和運(yùn)營(yíng)成本等因素,選擇合適的運(yùn)輸方式。
(1)有軌運(yùn)輸:適用于運(yùn)量大、距離較長(zhǎng)、坡度適宜的巷道。包括電機(jī)車(chē)牽引礦車(chē)、膠帶輸送機(jī)等。電機(jī)車(chē)運(yùn)輸靈活但占用空間較大;膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸,占地小但初期投資高。
(2)無(wú)軌運(yùn)輸:適用于運(yùn)量適中、距離較短、坡度變化大的巷道。包括自行式鏟運(yùn)機(jī)、梭車(chē)、電機(jī)車(chē)鏟運(yùn)機(jī)等。機(jī)動(dòng)靈活,適應(yīng)性強(qiáng),但運(yùn)營(yíng)成本可能較高。
(3)管道運(yùn)輸:適用于輸送漿料(如充填料、尾砂)或某些特定物料,占地小但投資和維護(hù)要求高。
2.選擇時(shí)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,并考慮與提升系統(tǒng)的銜接。
(二)提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.提升機(jī)選型與安裝:
(1)根據(jù)提升高度、提升量、提升速度、服務(wù)年限等要求,選擇合適的提升機(jī)類(lèi)型(如摩擦式、纏繞式)和規(guī)格。
(2)提升機(jī)安裝應(yīng)保證穩(wěn)固,并設(shè)置可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。
(3)提升機(jī)房應(yīng)滿(mǎn)足安全規(guī)范要求,包括空間、通風(fēng)、照明、安全護(hù)欄等。
2.提升容器選擇與布置:
(1)選擇箕斗或罐籠,根據(jù)提升物料性質(zhì)、運(yùn)量確定規(guī)格和數(shù)量?;愤m用于運(yùn)送礦石和廢石,罐籠適用于運(yùn)送人員和設(shè)備。
(2)提升容器應(yīng)安裝可靠的防墜器,并定期檢查維護(hù)。
(3)井口和井底信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)完善,保證提升指揮安全準(zhǔn)確。
3.提升系統(tǒng)安全防護(hù):
(1)設(shè)置限速器、過(guò)卷高度限制器、減速器等安全裝置,并定期測(cè)試。
(2)建立嚴(yán)格的提升操作規(guī)程和信號(hào)制度。
(3)進(jìn)行提升系統(tǒng)定期的檢查、維護(hù)和檢修,確保其安全可靠運(yùn)行。
八、安全與環(huán)保要求
(一)安全管理
1.建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制,明確各級(jí)管理人員和作業(yè)人員的安全職責(zé)。
2.制定并落實(shí)各項(xiàng)作業(yè)規(guī)程和安全技術(shù)措施,特別是爆破、支護(hù)、通風(fēng)、排水、提升等危險(xiǎn)作業(yè)。
3.加強(qiáng)安全教育培訓(xùn),提高全員安全意識(shí)和操作技能,定期進(jìn)行安全考試。
4.設(shè)置安全管理機(jī)構(gòu)和人員,配備必要的安全監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)備(如瓦斯監(jiān)測(cè)儀、粉塵檢測(cè)儀、頂板監(jiān)測(cè)儀等)。
5.實(shí)施作業(yè)場(chǎng)所安全檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。
6.建立應(yīng)急救援預(yù)案,配備應(yīng)急救援隊(duì)伍和物資,定期組織應(yīng)急演練。
7.加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)部位(如井口、主扇機(jī)房、水泵房、采場(chǎng)、爆破作業(yè)區(qū)等)的監(jiān)控和管理。
(二)環(huán)境保護(hù)
1.水環(huán)境保護(hù):
(1)礦井排水必須經(jīng)過(guò)處理,達(dá)到國(guó)家或地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)(如pH、懸浮物、重金屬等指標(biāo))后方可排放。
(2)回收利用礦井水,用于井下消防、灑水降塵、地面綠化等,減少新鮮水消耗。
(3)妥善處理廢石堆場(chǎng)淋溶水,防止污染周?chē)w。
2.大氣環(huán)境保護(hù):
(1)加強(qiáng)通風(fēng)管理,控制井下有害氣體(如瓦斯、二氧化碳、氮氧化物等)濃度在安全范圍內(nèi)。
(2)對(duì)爆破產(chǎn)生的粉塵、運(yùn)輸揚(yáng)塵采取有效措施進(jìn)行控制,達(dá)標(biāo)排放。
(3)地面生產(chǎn)系統(tǒng)(如破碎站、選礦廠)應(yīng)采取密閉、噴淋、除塵等措施減少無(wú)組織排放。
3.土地資源保護(hù):
(1)合理安排開(kāi)采布局,減少對(duì)土地的占用。
(2)礦區(qū)的地面建筑物和設(shè)施應(yīng)規(guī)范設(shè)計(jì)、合理布局。
(3)采礦結(jié)束后,按規(guī)范要求進(jìn)行土地復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù)。
4.噪聲與振動(dòng)控制:
(1)選用低噪聲設(shè)備,對(duì)高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音罩或采取減振措施。
(2)合理安排作業(yè)時(shí)間,減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。
5.固體廢物管理:
(1)對(duì)廢石、尾礦等固體廢物進(jìn)行分類(lèi)收集、貯存和處置。
(2)廢石場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理,防止?jié)魏铜h(huán)境污染。
(3)尾礦庫(kù)應(yīng)滿(mǎn)足安全規(guī)定,定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)和維護(hù)。
6.生物多樣性保護(hù):
(1)采礦活動(dòng)應(yīng)盡量避讓重要生態(tài)功能區(qū)和珍稀瀕危物種棲息地。
(2)采礦結(jié)束后,積極進(jìn)行植被恢復(fù),重建生態(tài)系統(tǒng)。
一、概述
礦山地下采礦施工技術(shù)規(guī)范是指導(dǎo)礦山地下開(kāi)采工程設(shè)計(jì)與施工的重要技術(shù)文件,旨在確保采礦過(guò)程的安全生產(chǎn)、提高資源回收率、降低環(huán)境污染。本規(guī)范涵蓋了從礦井開(kāi)拓、采場(chǎng)布置到支護(hù)、通風(fēng)、排水等各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)要求,適用于各類(lèi)礦山地下采礦工程。
二、礦井開(kāi)拓技術(shù)
(一)開(kāi)拓方式選擇
1.根據(jù)礦山地質(zhì)條件、資源儲(chǔ)量及開(kāi)采深度,選擇合理的開(kāi)拓方式,主要包括:平硐開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓、豎井開(kāi)拓等。
2.平硐開(kāi)拓適用于地形條件較好、埋藏較淺的礦體,可簡(jiǎn)化運(yùn)輸系統(tǒng)。
3.斜井開(kāi)拓適用于中等深度礦體,兼具提升和通風(fēng)功能。
4.豎井開(kāi)拓適用于深部礦體,提升效率高,但初期投資較大。
(二)開(kāi)拓參數(shù)設(shè)計(jì)
1.確定開(kāi)拓?cái)嗝娉叽?,需考慮運(yùn)輸設(shè)備、人行通道及管線(xiàn)布置。
2.斷面形狀宜采用矩形或圓形,圓形斷面受力均勻,適用于高風(fēng)速井巷。
3.確定坡度時(shí),應(yīng)綜合考慮運(yùn)輸設(shè)備性能及排水需求,一般坡度為3‰~10‰。
三、采場(chǎng)布置與設(shè)計(jì)
(一)采場(chǎng)類(lèi)型選擇
1.根據(jù)礦體賦存條件,選擇合適的采礦方法,如:分段空?qǐng)龇?、分段鑿巖階段礦房法、充填采礦法等。
2.分段空?qǐng)龇ㄟm用于穩(wěn)固礦體,采場(chǎng)高度一般不超過(guò)60米。
3.充填采礦法適用于圍巖破碎或自燃礦體,可提高安全性,但充填成本較高。
(二)采場(chǎng)參數(shù)確定
1.確定采場(chǎng)寬度時(shí),需保證設(shè)備操作空間及人行安全,一般寬度為6~12米。
2.確定采場(chǎng)長(zhǎng)度時(shí),應(yīng)考慮礦塊推進(jìn)速度及資源回收率,一般長(zhǎng)度為20~50米。
3.采高應(yīng)根據(jù)礦體厚度及設(shè)備效率確定,一般高度為3~6米。
四、巷道支護(hù)技術(shù)
(一)支護(hù)方式選擇
1.根據(jù)圍巖類(lèi)別及應(yīng)力狀態(tài),選擇合適的支護(hù)方式,包括:錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、鋼架支護(hù)等。
2.錨桿支護(hù)適用于圍巖完整性較好的巷道,錨桿間距一般為1.0~1.5米。
3.噴射混凝土支護(hù)適用于圍巖破碎或變形較大的巷道,噴射厚度應(yīng)不小于80毫米。
(二)支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
1.錨桿角度應(yīng)根據(jù)圍巖主應(yīng)力方向確定,一般傾角為15°~25°。
2.鋼架間距應(yīng)根據(jù)圍巖強(qiáng)度計(jì)算,一般間距為1.5~3.0米。
3.支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足圍巖承載力要求,可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)驗(yàn)證。
五、通風(fēng)與防塵技術(shù)
(一)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.根據(jù)采場(chǎng)規(guī)模及瓦斯?jié)舛龋O(shè)計(jì)合理的通風(fēng)系統(tǒng),包括主扇、局扇及風(fēng)筒。
2.風(fēng)量計(jì)算應(yīng)滿(mǎn)足采場(chǎng)需風(fēng)量及風(fēng)速要求,一般風(fēng)速不小于3米/秒。
3.風(fēng)阻應(yīng)控制在合理范圍,一般阻力系數(shù)為2~5毫帕/米。
(二)防塵措施
1.采用濕式作業(yè)、個(gè)體防護(hù)等措施降低粉塵濃度,粉塵濃度應(yīng)控制在2毫克/立方米以下。
2.定期清理巷道積塵,保持通風(fēng)系統(tǒng)暢通。
3.安裝粉塵監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)控粉塵變化。
六、排水與防澇技術(shù)
(一)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.根據(jù)礦體涌水量,設(shè)計(jì)排水系統(tǒng),包括水泵、管路及水倉(cāng)。
2.水泵選型應(yīng)考慮揚(yáng)程及流量要求,一般揚(yáng)程為50~200米。
3.水倉(cāng)容量應(yīng)滿(mǎn)足24小時(shí)最大涌水量需求,一般容量為500~2000立方米。
(二)防澇措施
1.地表積水區(qū)域設(shè)置截水溝,防止地表水進(jìn)入礦井。
2.井口設(shè)置防水閘門(mén),防止礦井水外泄。
3.定期檢查排水設(shè)備,確保排水系統(tǒng)正常運(yùn)行。
七、安全與環(huán)保要求
(一)安全管理
1.制定作業(yè)規(guī)程,明確各崗位安全職責(zé),定期開(kāi)展安全培訓(xùn)。
2.設(shè)置安全監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)控瓦斯、頂板等危險(xiǎn)因素。
3.定期進(jìn)行安全檢查,及時(shí)消除安全隱患。
(二)環(huán)境保護(hù)
1.采用節(jié)水工藝,減少?gòu)U水排放,廢水處理達(dá)標(biāo)后可循環(huán)利用。
2.控制粉塵排放,采用密閉運(yùn)輸?shù)却胧p少空氣污染。
3.妥善處理廢石,防止土壤污染。
一、概述
礦山地下采礦施工技術(shù)規(guī)范是指導(dǎo)礦山地下開(kāi)采工程設(shè)計(jì)與施工的重要技術(shù)文件,旨在確保采礦過(guò)程的安全生產(chǎn)、提高資源回收率、降低環(huán)境污染。本規(guī)范涵蓋了從礦井開(kāi)拓、采場(chǎng)布置到支護(hù)、通風(fēng)、排水、運(yùn)輸、安全環(huán)保等各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)要求,適用于各類(lèi)礦山地下采礦工程,特別是硬巖和金屬礦山的常規(guī)開(kāi)采作業(yè)。其核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、環(huán)境友好的開(kāi)采模式。
二、礦井開(kāi)拓技術(shù)
(一)開(kāi)拓方式選擇
1.根據(jù)礦山地質(zhì)條件、資源儲(chǔ)量及開(kāi)采深度,選擇合理的開(kāi)拓方式,主要包括:平硐開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓、豎井開(kāi)拓等。選擇時(shí)需綜合評(píng)估地形地貌、礦體賦存深度與傾角、圍巖穩(wěn)定性、運(yùn)輸需求、初期投資及運(yùn)營(yíng)成本等因素。
(1)平硐開(kāi)拓適用于地形條件較好、埋藏較淺(一般小于300米)、礦體傾角適中(10°~30°)的礦體。其優(yōu)點(diǎn)是施工相對(duì)簡(jiǎn)單、初期投資較低、能較早地進(jìn)入生產(chǎn)階段。缺點(diǎn)是可能受地形限制、運(yùn)輸距離較長(zhǎng)。
(2)斜井開(kāi)拓適用于中等深度礦體(300米至800米左右),特別是當(dāng)?shù)V體傾角較大(>30°)時(shí)。斜井兼具提升和通風(fēng)功能,運(yùn)輸效率較高。根據(jù)坡度不同,可分為陡坡(>15°)、中坡(10°~15°)和緩坡(<10°)。斜井施工需注意井壁穩(wěn)定和排水問(wèn)題。
(3)豎井開(kāi)拓適用于深部礦體(>800米),提升效率高、能力大,是深井開(kāi)采的主要方式。但初期投資巨大,施工難度高,且對(duì)井壁穩(wěn)定性和裝備要求極高。通常需要配合暗斜井或平硐進(jìn)行階段開(kāi)拓。
2.輔助開(kāi)拓方式,如盲豎井、盲斜井等,可用于解決特定地質(zhì)構(gòu)造或生產(chǎn)接替需求,其設(shè)計(jì)需特別關(guān)注施工安全與地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。
(二)開(kāi)拓參數(shù)設(shè)計(jì)
1.確定開(kāi)拓?cái)嗝娉叽?,需詳?xì)考慮:
(1)運(yùn)輸設(shè)備尺寸:包括主運(yùn)輸設(shè)備(如礦車(chē)、電機(jī)車(chē)、皮帶輸送機(jī))的輪廓尺寸及必要的操作空間。
(2)人行通道:寬度不小于0.8米,高度不低于1.8米,設(shè)置安全梯、信號(hào)和照明設(shè)施。
(3)管線(xiàn)布置:預(yù)留電力電纜、通風(fēng)管、水管、排水管、通訊線(xiàn)纜等的空間,考慮檢修和敷設(shè)要求。
(4)安全設(shè)施:設(shè)置消防、急救、安全監(jiān)控等設(shè)施所需的占地。
2.斷面形狀設(shè)計(jì):
(1)矩形斷面:施工方便,便于布置和擴(kuò)大,但邊角應(yīng)力集中,圍巖破壞可能更嚴(yán)重,適用于圍巖較好的條件。
(2)圓形或橢圓形斷面:受力均勻,圍巖承載能力高,尤其適用于高風(fēng)速、強(qiáng)應(yīng)力或破碎圍巖環(huán)境。施工相對(duì)復(fù)雜,成本可能更高。
3.確定坡度時(shí),需綜合考慮:
(1)運(yùn)輸設(shè)備要求:不同設(shè)備有最佳運(yùn)行坡度范圍,需避免過(guò)陡導(dǎo)致啟動(dòng)困難或過(guò)緩導(dǎo)致爬坡能力不足。
(2)排水需求:坡度越大,重力排水越有利,可減少水泵負(fù)擔(dān)。需估算最大涌水量并選擇合適的水泵揚(yáng)程。
(3)通風(fēng)效果:坡度對(duì)風(fēng)流組織有影響,陡坡井巷易形成渦流。
(4)施工與維護(hù):坡度越大,施工和后期維護(hù)難度可能增加。一般主運(yùn)輸巷道坡度為3‰~10‰,通風(fēng)巷道坡度不受此限。
三、采場(chǎng)布置與設(shè)計(jì)
(一)采場(chǎng)類(lèi)型選擇
1.根據(jù)礦體地質(zhì)構(gòu)造、圍巖穩(wěn)定性、礦石性質(zhì)、開(kāi)采深度、生產(chǎn)能力及經(jīng)濟(jì)效益等因素,選擇科學(xué)的采礦方法。常見(jiàn)采礦方法及其適用性如下:
(1)分段空?qǐng)龇ǎ哼m用于礦石及圍巖穩(wěn)固性較好的礦體。通過(guò)分段鑿巖、爆破、通風(fēng)散煙、耙礦、出礦、臨時(shí)支護(hù)等循環(huán)作業(yè)進(jìn)行采礦。主要有分段鑿巖階段礦房法(DSM)和分段中深孔階段礦房法(DSA)。
(2)分段鑿巖階段礦房法(DSM):礦房沿走向布置,每隔一定距離(階段高度)布置一個(gè)鑿巖天井,進(jìn)行分段鑿巖爆破。適用于傾角較陡(>45°)的穩(wěn)固礦體。
(3)分段中深孔階段礦房法(DSA):采用中深孔鑿巖臺(tái)車(chē)進(jìn)行大直徑鉆孔,一次性爆破形成較大礦塊。適用于傾角較陡、礦體較厚、圍巖中等的礦體。
(4)充填采礦法:適用于圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育、有自燃傾向、高地壓或需要保護(hù)上覆環(huán)境等條件的礦體。通過(guò)向采空區(qū)灌注充填料(如廢石、尾砂、膠結(jié)料等)來(lái)支撐頂板和圍巖。主要有分段鑿巖嗣后充填法、分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘?、連續(xù)充填法等。
(5)房柱采礦法:適用于礦體傾角較緩(<45°)、厚度中等或薄的礦體。將礦體切割成若干房室,間留有礦柱支撐頂板,分步開(kāi)采房室。
2.選擇采礦方法時(shí)需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,綜合考慮安全、效率、成本、環(huán)境影響等因素。
(二)采場(chǎng)參數(shù)確定
1.確定采場(chǎng)寬度(礦塊寬度):
(1)需保證主要設(shè)備(如鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī))有足夠的回轉(zhuǎn)和操作空間。
(2)需滿(mǎn)足人行安全通道、管線(xiàn)布置及通風(fēng)要求。
(3)寬度過(guò)寬會(huì)增加開(kāi)采面積和成本,過(guò)窄則影響作業(yè)效率和安全性。一般中段礦房寬度為6~15米,具體取決于礦石塊度、設(shè)備類(lèi)型和運(yùn)輸方式。
2.確定采場(chǎng)長(zhǎng)度(礦塊長(zhǎng)度):
(1)應(yīng)考慮礦體厚度、開(kāi)采深度、通風(fēng)效果、推進(jìn)速度及資源回收率。
(2)過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸距離增加、通風(fēng)難度加大;過(guò)短則可能影響整體經(jīng)濟(jì)效益。一般礦房長(zhǎng)度為20~50米,可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
3.確定采場(chǎng)高度(階段高度或礦塊高度):
(1)受鑿巖設(shè)備能力、通風(fēng)能力、頂板管理及運(yùn)輸提升系統(tǒng)限制。
(2)過(guò)高會(huì)增加一次爆破藥量、頂板壓力和通風(fēng)阻力,增加安全風(fēng)險(xiǎn);過(guò)低則增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)和成本。一般階段高度為10~30米,具體取決于礦體傾角、圍巖條件及采礦方法。
4.確定采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù),如:
(1)礦房與礦柱的尺寸比例:需平衡礦石回收率與礦柱支撐效率。
(2)鑿巖天井、聯(lián)絡(luò)道等輔助巷道的布置位置和斷面尺寸。
四、巷道支護(hù)技術(shù)
(一)支護(hù)方式選擇
1.根據(jù)圍巖類(lèi)別(按圍巖分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn))、應(yīng)力狀態(tài)、巷道用途(運(yùn)輸、通風(fēng)、回采等)、斷面形狀及尺寸、開(kāi)挖方式(爆破、掘進(jìn)機(jī)等)選擇合適的支護(hù)方式,或采用復(fù)合支護(hù)。
(1)錨桿支護(hù):適用于圍巖完整性較好、節(jié)理發(fā)育但強(qiáng)度尚可的巷道。分為樹(shù)脂錨桿、砂漿錨桿、鋼筋錨桿等。是應(yīng)用最廣泛的支護(hù)方式。
(2)噴射混凝土支護(hù):適用于圍巖破碎、變形量大、有涌水或需要進(jìn)行快速封閉的巷道。具有良好的粘結(jié)性、抗裂性和防水性,常與錨桿、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合使用(錨噴支護(hù))。
(3)鋼架支護(hù):適用于圍巖強(qiáng)度很低、變形量大、需要強(qiáng)力支撐的巷道,或作為臨時(shí)支護(hù)、超前支護(hù)。常用型鋼(如U型鋼、H型鋼)、鋼筋混凝土預(yù)制架等。常與錨桿、噴射混凝土配合使用。
(4)砌碹支護(hù):適用于服務(wù)年限長(zhǎng)、圍巖條件較差或需要承受較大圍巖壓力的巷道。常用料石、混凝土、磚等材料。施工速度較慢。
(5)錨注支護(hù):將錨桿與注漿相結(jié)合,通過(guò)漿液填充節(jié)理裂隙,提高圍巖整體性和強(qiáng)度,適用于節(jié)理裂隙發(fā)育的圍巖。
2.支護(hù)方式的選擇需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,并考慮施工便捷性。
(二)支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
1.錨桿支護(hù)參數(shù):
(1)錨桿類(lèi)型與規(guī)格:根據(jù)圍巖條件、所需錨固力選擇錨桿類(lèi)型(如樹(shù)脂錨桿),確定直徑(常用16~28毫米)和長(zhǎng)度(一般1.5~3.5米)。
(2)錨桿間距與排距:需保證支護(hù)覆蓋率,同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性。一般排距為0.8~1.5米,間距為0.8~1.2米。圍巖破碎處應(yīng)加密。
(3)錨桿角度:應(yīng)盡量垂直于圍巖主要節(jié)理面或最大主應(yīng)力方向,一般垂直或略?xún)A斜。傾角通常為15°~25°。
(4)錨桿錨固力:必須滿(mǎn)足圍巖承載要求,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)驗(yàn)證。
2.噴射混凝土支護(hù)參數(shù):
(1)噴射厚度:應(yīng)根據(jù)圍巖變形量和噴射目的確定,一般不低于80毫米,重要部位或圍巖變形大處應(yīng)適當(dāng)加厚(可達(dá)200毫米以上)。分層噴射時(shí)每層厚度宜為50~80毫米。
(2)骨料級(jí)配:根據(jù)圍巖條件、設(shè)備性能選擇合適的石子和砂的粒徑與級(jí)配。
(3)速凝劑摻量:控制噴射混凝土的凝結(jié)時(shí)間,一般占水泥重量的3%~6%,需通過(guò)試驗(yàn)確定。
3.鋼架支護(hù)參數(shù):
(1)鋼架間距:根據(jù)圍巖強(qiáng)度、變形量和鋼架承載能力計(jì)算確定,一般1.5~4.0米。圍巖差時(shí)應(yīng)縮小間距。
(2)鋼架類(lèi)型與截面:選擇合適的型鋼或預(yù)制架,確保強(qiáng)度和剛度。必要時(shí)加設(shè)加勁肋。
(3)鋼架安裝方式:可采用焊接、螺栓連接或錨固方式固定。
4.支護(hù)強(qiáng)度校核:
(1)計(jì)算巷道圍巖的應(yīng)力分布和變形量。
(2)校核支護(hù)結(jié)構(gòu)(錨桿、噴混凝土、鋼架等)的承載能力和穩(wěn)定性。
(3)必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圍巖監(jiān)測(cè),驗(yàn)證支護(hù)設(shè)計(jì)效果并反饋優(yōu)化。
五、通風(fēng)與防塵技術(shù)
(一)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.根據(jù)礦井總風(fēng)量和各作業(yè)場(chǎng)所的需風(fēng)量,合理劃分通風(fēng)區(qū)域,設(shè)計(jì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。
(1)風(fēng)量計(jì)算:需滿(mǎn)足采場(chǎng)、運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷、硐室等各地點(diǎn)的通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)(如風(fēng)速、二氧化碳濃度、粉塵濃度等)。采場(chǎng)風(fēng)量需考慮爆破通風(fēng)、散煙、降溫、排除有害氣體等要求。
(2)風(fēng)阻計(jì)算:計(jì)算通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總阻力,選擇合適的風(fēng)機(jī)類(lèi)型和風(fēng)壓。
(3)風(fēng)量調(diào)節(jié):通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)、風(fēng)窗或風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式,保證各用風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量滿(mǎn)足要求。
2.風(fēng)機(jī)選型與安裝:
(1)選擇主扇風(fēng)機(jī)時(shí),需考慮風(fēng)量、全風(fēng)壓、效率、軸功率等參數(shù),并留有備用系數(shù)。優(yōu)先選用高效節(jié)能風(fēng)機(jī)。
(2)主扇風(fēng)機(jī)應(yīng)安裝在獨(dú)頭井筒或?qū)S蔑L(fēng)硐內(nèi),并設(shè)置反風(fēng)設(shè)施,確保在主扇故障時(shí)能實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。
(3)局扇風(fēng)機(jī)根據(jù)需要安裝在巷道中,用于局部通風(fēng)或輔助通風(fēng),其安裝位置和數(shù)量需通過(guò)計(jì)算確定。
3.通風(fēng)設(shè)施:
(1)風(fēng)門(mén):設(shè)置風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量、隔絕風(fēng)流、保證行人設(shè)備安全通過(guò)。應(yīng)采用自動(dòng)或手動(dòng)風(fēng)門(mén),并保證關(guān)閉嚴(yán)密。
(2)風(fēng)橋:用于跨越運(yùn)輸巷道或回風(fēng)巷道,保證通風(fēng)系統(tǒng)通暢。
(3)風(fēng)筒:連接風(fēng)機(jī)與用風(fēng)點(diǎn),應(yīng)選用耐磨、防火、抗靜電的材料。柔性風(fēng)筒接頭必須連接嚴(yán)密,防止漏風(fēng)。硬質(zhì)風(fēng)筒在彎曲處應(yīng)設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板。
(二)防塵措施
1.粉塵產(chǎn)生源控制:
(1)爆破作業(yè):采用濕式爆破、預(yù)濕礦巖、覆蓋爆破區(qū)域等措施減少粉塵產(chǎn)生。使用低粉塵炸藥。
(2)鑿巖作業(yè):采用濕式鑿巖、水炮泥、噴霧灑水、個(gè)體防塵口罩等措施。優(yōu)先選用低風(fēng)速、低粉塵鑿巖機(jī)。
(3)裝載與運(yùn)輸:采用密閉裝載、自動(dòng)卸載、灑水降塵、運(yùn)輸車(chē)廂噴淋、車(chē)廂密閉等措施。
2.粉塵擴(kuò)散控制:
(1)加強(qiáng)通風(fēng),保證作業(yè)場(chǎng)所風(fēng)速符合標(biāo)準(zhǔn)(如采場(chǎng)回風(fēng)巷一般不小于3米/秒)。
(2)合理布置通風(fēng)系統(tǒng),避免粉塵積聚。
3.粉塵濃度監(jiān)測(cè)與個(gè)體防護(hù):
(1)定期對(duì)作業(yè)場(chǎng)所空氣中的粉塵濃度(總粉塵、呼吸性粉塵)進(jìn)行監(jiān)測(cè),確保不超過(guò)國(guó)家規(guī)定的限值(如總粉塵不超過(guò)10毫克/立方米,呼吸性粉塵不超過(guò)3.5毫克/立方米)。
(2)為作業(yè)人員配備合格的個(gè)人防塵用品,主要是防塵口罩或呼吸防護(hù)器,并監(jiān)督正確佩戴。
4.巷道清潔:定期清掃巷道積塵,保持環(huán)境清潔。
六、排水與防澇技術(shù)
(一)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件,預(yù)測(cè)礦井正常涌水量和最大涌水量(包括老空水、地表水入侵等)。
(1)正常涌水量:指礦井日常生產(chǎn)時(shí)的水量。
(2)最大涌水量:指礦井開(kāi)采到最深階段可能遇到的最大水量,是設(shè)計(jì)主要排水設(shè)備能力的依據(jù)。需考慮豐水期和極端天氣影響。
2.排水系統(tǒng)組成:包括地表截洪設(shè)施(截水溝)、井下巷道排水管路、水倉(cāng)、水泵房、排水設(shè)備(水泵、電機(jī)、配套設(shè)備)等。
3.水泵選型與配置:
(1)根據(jù)最大涌水量和要求的提升高度(揚(yáng)程),選擇合適類(lèi)型(如離心泵、混流泵)和規(guī)格的水泵。
(2)應(yīng)設(shè)置多臺(tái)水泵,包括工作泵、備用泵和檢修泵,確保排水系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。工作泵和備用泵的能力應(yīng)滿(mǎn)足最大涌水量要求。
(3)水泵安裝應(yīng)考慮吸程、布置空間和檢修方便。
4.水倉(cāng)設(shè)計(jì):
(1)水倉(cāng)容量應(yīng)能容納至少24小時(shí)的最大涌水量,并留有沉淀和調(diào)節(jié)空間。
(2)水倉(cāng)應(yīng)分格設(shè)置,便于清理和沉淀。
(3)水倉(cāng)入口應(yīng)設(shè)置格柵,防止大塊雜物進(jìn)入水泵。
5.管路設(shè)計(jì):
(1)管徑根據(jù)流量和流速計(jì)算確定。
(2)管路布置應(yīng)盡量縮短長(zhǎng)度,減少?gòu)濐^,保證水流順暢。
(3)重要管路應(yīng)考慮備用管路。
(二)防澇措施
1.地表防澇:
(1)在礦區(qū)地表設(shè)置完善的截水溝,攔截地表徑流,防止其進(jìn)入礦井。
(2)對(duì)礦區(qū)周邊的河流、湖泊進(jìn)行監(jiān)測(cè),必要時(shí)采取筑壩、導(dǎo)流等措施,防止洪水倒灌。
2.井下防澇:
(1)井口設(shè)置防水閘門(mén),并在井筒周?chē)O(shè)置排水溝,防止地表水滲入或倒灌。
(2)對(duì)井壁、硐室進(jìn)行防水處理,如涂刷防水砂漿、安裝止水帶
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