井下采空区充填口“吊桥式”安全加固技术研究与应用

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古 赤峰 024039）

在矿山开采过程中，及时充填能有效缓解开采带来的地表下沉，且能有效对资源进行回收保护，是未来走可持续发展道路的根本，在各种填充技术中，最经济的就是采用原本挖掘开的毛石进行覆盖填充，一方面毛石本就是源于矿体，不会对未开采的矿体造成损伤；另一方面，就地取材能节约很大的成本[1]。但在实际开采过程中我们发现，由于很多地方矿体处于岩石破碎带的原因，在填充过程中无法做到毛石不出坑在开采的时候将毛石通过罐笼运出矿井，这样算下来，由填充产生的成本极大。本文我们将采取吊桥式安全加固技术对采空区填充口进行加固处理，以有效解决上述问题。

1 项目概况

本文，我们采用的项目是赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司柴胡栏子金矿5号脉矿体，柴胡栏子5号矿体是典型的破碎矿体，无法采用毛石直接填充，矿脉走向约126°，倾向南西，倾角约78°，矿体为含金石英脉及含金闪长玢岩，节理裂隙比较多，岩石较破碎。5号矿脉的2、3号井均为采场高度40余米，宽度4m左右，在采场回采时，3号井回采完毕时5号脉采场，部分采场未留顶住，采场下盘为石墨片岩破碎带，上盘为构造破碎带，矿体和围岩的界线清楚，采空区充填口在下盘，若直接填充会导致下盘破碎，上盘坍塌；2号竖井部分采场回采完毕时，预留5.0m顶住，但由于场顶部对应四中段北沿主运巷道，且巷道岩石裂隙发育，在施工溜矿井贯通时若直接采用毛石填充，会导致采场顶部局部坍塌，不但影响行人及运输，而且给空区回填带来较大困难。

2 “吊桥式”充填口加固方案设计

为有效处理井下采空区，解决毛石不出坑问题，根据现场情况，特采用“吊桥式”安全加固技术，对4508采场（2号矿井采场）、31051采场（3号矿井采场）空区进行回填，具体实施方案如下：

①填充口处理。由于填口位于采场下盘，且充填口处下盘的岩石是1.0m厚岩石，极其不稳固，因此我们首先要对充填口进行安全处理。首先，在距离充填口1.5m处进行施工，将下盘岩石施工成一个宽2.0m，坡度为50°的斜坡，作为新充填口。②安装锚眼。新填充口处理完毕后，在新充填口的充填平巷底板处安装锚眼，根据地板的宽度进行锚眼安装。③搭上吊桥。用1.8m长圆钢，以及4m长14#槽刚搭架，将圆钢平铺后，在其上方顺向平铺4m长14#槽钢两根，两根槽钢间距1.8m，顺向槽钢每隔1.0m焊接一根横向14#槽钢，以搭成钢架。并且在充填口处间隔加3道0.35m、1.1m、1.3m挡车横杠（前一道后两道），使充填作业在槽钢上方进行，以更好的确保充填时人员及设备安全。最后，将最前道挡车杠下方固定在14#槽钢上，上方由两根6m长锚索拉紧，使之形成吊桥。④实现安全充填。充填口位于采场下盘，下盘为片岩，稳固性极差，将充填口进行“吊桥式”安全加固处理后，则可以直接对采场进行毛石充填，不再需要使用罐笼进行运输也不会导致顶部坍塌或局部坍塌，这样一来，极大的节约了成本，也提高了安全隐患[2]。但需要注意的是，在整个填充作业过程中，作业人员必须做好安全防护措施，安全带、安全帽等设施必须坚持佩戴，以减少风险。

3 方案可行性分析

（1）从技术层面。从技术层面来看，上述方案就是简单的铆焊工艺，是可以实现的，圆钢、槽钢等材料亦是矿上普通钢材，就地取材即可实施，无需单独购买材料。因此从技术实施角度来看，是可以实施的，而且是便于实施的。

（2）从经济利益角度来看。我们对“吊桥式”技术在赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司柴胡栏子金矿31051采场和4508采场进行了实践操作，从经济角度计算如下：①31051采场：安全措施投入14#槽钢20m，36#圆钢24m，锚索2根（规格φ=16.8mm，长度6.0m），12#钢丝绳62m，钢丝绳卡扣26个，人工12个，共计成本=2208元=0.22万元。4508采场：安全措施投入14#槽钢232.48kg，36#圆钢127.84kg，12#钢丝绳30m，钢丝绳卡扣13个，合计验收无腿钢梁支护5道，人工8个，共计成本5640.0元=0.56万元。②31051采场：充填毛石1.1万吨，共计11000÷1.2=9166车，3号井每次提升4车，共计提升2292次。罐笼提升一次电费成本24.41元，降低提升成本11000÷1.2÷4＊24.41=5.595万元。降低排毛石成本：1.1＊5.5=6.05万元。（排毛石每吨5.5元）。③4508采场：充填毛石1.67万吨，共计16700÷1.2=13917车，2号井每次提升2车，共计提升6959次。罐笼提升一次电费成本13.54元，降低提升成本6959＊13.54=9.42万元。

由此我们可以计算出，通过本技术总工降低排毛石成本：1.67＊5.5=9.18万元（排毛石每吨5.5元），共计直接产生效益=5.595+6.05-0.22+9.42+9.18-0.56=29.465万元，以此类推，整个采场运用下来，可以产生一笔巨大的经济价值。

4 结语

在采空区充填口采用“吊桥式”安全加固技术，对充填口进行了重造，再通过圆钢和槽钢搭架的方式制造吊桥，通过吊桥进行毛石充填，切实做到了“毛石不出井”，直接节约了成本，为公司创造了更多的经济价值。而且通过加固，也能更进一步防止采场顶部和局部坍塌事故的发生，不仅如此，通过圆钢和槽钢搭成的“吊桥”结构，也便于拆卸，便于材料的回收利用，还可以进一步的做到矿山开发的可持续发展，而且通过这种结构也有效提高了作业的安全系数，有这极强的可推广性。本文略作分析，以期更好的服务于公司，服务于矿石开采的各兄弟同行企业，更好的服务于矿山开发事业。