一种崩落采矿法中采场泥石流的治理方法及其装置.pdf

本发明公开了一种崩落采矿法中采场泥石流的治理方法及其装置。在崩落法采场出矿口位置，采场出矿前，用冲击器将滤水钢管打入待出矿的有泥石流危害的崩落矿堆中，滤水钢管插入前端均布有滤水孔，滤水钢管尾端通过刚性法兰与泥浆泵吸入端相联，启动泥浆泵，借助泥浆泵施加给滤水管道的振动作用及负压影响，消除矿堆中泥石流浆体对滤水管道的堵塞，尽快将矿堆中泥浆与水排出，然后继续用冲击器将该滤水钢管打入有泥石流危害的矿堆的更深位置，用泥浆泵排出泥水，如此循环，直至采场矿堆中泥水量大大减少，采场泥石流危害消除。本发明具有操作简便、泥石堵管概率低、排水排泥速度快，采场泥石流治理效果好、滤水钢管可循环利用等优点。

1.  一种崩落采矿法中采场泥石流的治理方法，矿体前端的出矿巷道内形成有有泥石流危害的崩落矿堆，其特征在于：在崩落法采场出矿口位置，采场出矿前，用冲击器将一前端设有圆锥体的滤水钢管打入待出矿的有泥石流危害的崩落矿堆中，滤水钢管插入前端均布有滤水孔，滤水钢管尾端通过刚性法兰与泥浆泵吸入端相联，启动泥浆泵，借助泥浆泵施加给滤水钢管的振动作用及负压影响，消除有泥石流危害的崩落矿堆中泥石流浆体对滤水钢管的堵塞，尽快将有泥石流危害的崩落矿堆中泥浆与水排出，然后继续用冲击器将该滤水钢管11打入有泥石流危害的矿堆的更深位置，用泥浆泵排出泥水，如此循环，直至采场矿堆中泥水量大大减少，采场泥石流危害消除。

2.  根据权利要求1所述的崩落采矿法中采场泥石流的治理方法，其特征在于：在采场出矿口距地面1～1.5m高位置，用冲击器击打所述的滤水钢管的刚性法兰，将所述的滤水钢管插入有泥石流危害的待出矿的崩落矿堆中，直至所述的滤水钢管的所述的滤水孔段没入有泥石流危害的崩落矿堆中的块石及泥浆中。

3.  根据权利要求1或2所述的崩落采矿法中采场泥石流的治理方法，其特征在于：当所述的滤水钢管的插入段附近的泥水排净后，卸下法兰联结用的所述的钢弯头，用冲击器将所述的滤水钢管继续顶入待出矿的有泥石流危害的崩落矿堆中的更深位置，再联接所述的滤水钢管与所述的泥浆泵，启动所述的泥浆泵，排出插入段位置的泥水，如此反复，直至整个矿堆中存在的泥石流中的泥浆与水排净。

4.  实现根据权利要求1所述的崩落采矿法中采场泥石流的治理方法的装置，其特征在于：泥浆泵(14)设有排水口(15)，所述的泥浆泵(14)的进口端通过刚性法兰(12)连接有滤水钢管(11)，所述的滤水钢管(11)的前端设有圆锥体(9)，所述的滤水钢管(11)的前端均布有滤水孔(10)。

5.  根据权利要求4所述的实现崩落采矿法中采场泥石流的治理方法的装置，其特征在于：所述的滤水钢管(11)的主体为一外径Φ100～150mm、壁厚δ5mm～8mm、长度6～8m的无缝钢管，前端为内空硬质合金制成的所述的圆锥体(9)，尾端为同径的所述的刚性法兰(12)。

6.  根据权利要求4或5所述的实现崩落采矿法中采场泥石流的治理方法的装置，其特征在于：所述的圆锥体(9)的长度为所述的滤水钢管(11)的直径2倍，直径与所述的滤水钢管(11)直径相同。

7.  根据权利要求4或5所述的实现崩落采矿法中采场泥石流的 治理方法的装置，其特征在于：所述的滤水钢管(11)的前端1m～2m用钻花钻凿有若干直径为Φ10mm～20mm的所述的滤水孔(10)。

8.  根据权利要求4所述的实现崩落采矿法中采场泥石流的治理方法的装置，其特征在于：若干所述的滤水孔(10)呈梅花形布置，若干所述的滤水孔(10)的面积占该段钢管总面积的10％～15％。

9.  根据权利要求4或5所述的实现崩落采矿法中采场泥石流的治理方法的装置，其特征在于：用带法兰的钢弯头(13)将所述的滤水钢管(11)与所述的泥浆泵(14)吸入端刚性联接。

10.  根据权利要求4或5所述的实现崩落采矿法中采场泥石流的治理方法的装置，其特征在于：所述的圆锥体(9)与所述的滤水钢管(11)焊接联接，所述的刚性法兰(12)与所述的滤水钢管(11)焊接联接。

一种崩落采矿法中采场泥石流的治理方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种采场泥石流的治理方法，特别是涉及一种崩落采矿法中采场泥石流的治理方法。本发明还涉及实现该崩落采矿法中采场泥石流的治理方法的装置。
背景技术
崩落采矿法是一种通过崩落围岩控制和管理采场地压的采矿方法，因采场工艺结构简单、机械化程度高、生产能力大、作业安全、采矿成本低等优点，至今仍然在国内外多个金属非金属矿山中得到广泛应用。
崩落法开采的特点是依靠中深孔落矿，崩落矿石通过底部结构或巷道端部铲运机出矿，矿石放出后其顶板上覆岩层或围岩自行冒落，随矿石一起移动，以达到处理采空区、控制地压活动的目的。崩落法对于大多数矿山具有较好的适用性，但对于一些大水矿床、易泥化矿床及顶板有泥砂或流砂危害的矿床，如大安山煤矿、程潮铁矿、三山岛金矿和安庆铜矿等，由于上覆岩层中复杂的水文地质、岩层结构、成份、物理化学性质等原因，爆下的矿堆在出矿前，上覆岩层或顶板中充满大量泥砂和水的混合物，通过岩层塌落带或岩层节理裂隙进入矿堆与围岩中，虽然部分泥水可能通过出矿口位置渗出，但多数情况在采场出矿口位置形成堵塞，一旦铲运机出矿，大量泥砂随水流出，形成泥石流，造成电机车、铲运机被淹埋，人员伤亡的重大安全事故，严重影响了崩落采矿法的使用与该法生产效率的发挥。山东盛大矿业有限公司就是典型实例，该公司为海相沉积型铁矿，顶板岩层有第四系海底流砂层，不仅泥砂粒级细，而且含大量的水。该公司采用崩落法开采，地表流砂通过岩移区到达下部出矿水平，在出矿口位置形成泥石流，已经严重威胁到矿山的正常生产。
大量的文献检索发现，采场有效的泥石流治理方法尚未发现，更多的是选用低效高成本的采矿方法，或者采用治标不治本的方法，如在地表设置截水沟防止地表水达到采场、或做好地表植被保护、或封堵水力联络通道等，这些方法均难以从根本上解决采场泥石流的问题，故崩落法采场泥石流的治理问题刻不容缓。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种操作简便、排水排 泥速度快、采场泥石流治理效果好的崩落采矿法中采场泥石流的治理方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现崩落采矿法中采场泥石流的治理方法的装置。
为了解决上述问题，本发明提供的崩落采矿法中采场泥石流的治理方法，矿体前端的出矿巷道内形成有有泥石流危害的崩落矿堆，在崩落法采场出矿口位置，采场出矿前，用冲击器将一前端设有圆锥体的滤水钢管打入待出矿的有泥石流危害的崩落矿堆中，滤水钢管插入前端均布有滤水孔，滤水钢管尾端通过刚性法兰与泥浆泵吸入端相联，启动泥浆泵，借助泥浆泵施加给滤水钢管的振动作用及负压影响，消除有泥石流危害的崩落矿堆中泥石流浆体对滤水钢管的堵塞，尽快将有泥石流危害的崩落矿堆中泥浆与水排出，然后继续用冲击器将该滤水钢管打入有泥石流危害的矿堆的更深位置，用泥浆泵排出泥水，如此循环，直至采场矿堆中泥水量大大减少，采场泥石流危害消除。
在采场出矿口距地面1～1.5m高位置，用冲击器击打所述的滤水钢管的刚性法兰，将所述的滤水钢管插入有泥石流危害的待出矿的崩落矿堆中，直至所述的滤水钢管的所述的滤水孔段没入有泥石流危害的崩落矿堆中的块石及泥浆中。
当所述的滤水钢管的插入段附近的泥水排净后，卸下法兰联结用的所述的钢弯头，用冲击器将所述的滤水钢管继续顶入待出矿的有泥石流危害的崩落矿堆中的更深位置，再联接所述的滤水钢管与所述的泥浆泵，启动所述的泥浆泵，排出插入段位置的泥水，如此反复，直至整个矿堆中存在的泥石流中的泥浆与水排净。
为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的实现崩落采矿法中采场泥石流的治理方法的装置，泥浆泵设有排水口，泥浆泵的进口端通过刚性法兰连接有滤水钢管，所述的滤水钢管的前端设有圆锥体，所述的滤水钢管的前端均布有滤水孔。
所述的滤水钢管的主体为一外径Φ100～150mm、壁厚δ5mm～8mm、长度6～8m的无缝钢管，前端为内空硬质合金制成的所述的圆锥体，尾端为同径的所述的刚性法兰。
所述的圆锥体的长度为所述的滤水钢管的直径2倍，直径与所述的滤水钢管直径相同。
所述的滤水钢管的前端1m～2m用钻花钻凿有若干直径为Φ10mm～20mm的所述的滤水孔。
若干所述的滤水孔呈梅花形布置，若干所述的滤水孔的面积占该段钢管总面积的10％～15％。
用带法兰的钢弯头将所述的滤水钢管与所述的泥浆泵吸入端刚 性联接。
所述的圆锥体与所述的滤水钢管焊接联接，所述的刚性法兰与所述的滤水钢管焊接联接。
采用上述方案的崩落采矿法中采场泥石流的治理方法及其装置，其有益效果是：
(1)技术简单、施工方便。利用泥浆泵、滤水钢管和冲击器，不需其他复杂工具器材和专业技术人员，技术简单、施工方便，工程少，成本低。
(2)排水排泥速度快。该发明采用泥浆泵将细泥与水从滤水钢管中引出，提高矿堆中矿石自稳能力，相比于全部运移泥浆或泥石流物质，不仅速度快、效率高，而且大大降低了成本，节省了时间，提高了矿山开采效率与资源回收率。
(3)泥石堵管概率低。借助泥浆泵施加给滤水管道的振动作用，消除泥石流浆体对滤水管道的堵塞，提高了排泥排水的速度。
(4)安全经济。对泥石流堵塞体小范围施工，且距离远，作业安全。采场一个位置泥石流治理完成后，可回收滤水钢管并重复使用，节约了成本。
综上所述，本发明通过使用一种前端设有圆锥体的滤水钢管结合泥浆泵将采场泥石流浆体中的水和泥快速排出，达到治理崩落法采矿中采场泥石流的目的，这种方法技术简单、施工方便，不仅排水排泥速度快、效率高，泥石堵管效率低，而且可循环利用，作业安全经济，能够有效的预防和治理崩落法采场中泥石流的问题，消除采场泥石流的危害。
附图说明
图1是崩落采矿法采场示意图。
图2是图1中A处放大图。
图3是采场泥石流治理装置示意图。
图4是滤水钢管示意图。
图中：1-废石，2-泥石流浆体，3-炮孔，4-矿体，5-出矿巷道，6-矿堆，7-含泥石流浆体的矿堆，8-含泥石流浆体的废石堆，9-圆锥体，10-滤水孔，11-滤水钢管，12-刚性法兰，13-钢弯头，14-泥浆泵，15-排水口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1、图2、图3和图4，泥浆泵14设有排水口15，泥浆泵14的进口端通过刚性法兰12连接有滤水钢管11，滤水钢管11的前端设有圆锥体9，滤水钢管11的前端均布有滤水孔10。滤水钢管11 的主体为一外径Φ100～150mm、壁厚δ5mm～8mm、长度6～8m的无缝钢管，前端为内空硬质合金制成的圆锥体9，尾端为同径的刚性法兰12。
圆锥体9的长度为滤水钢管11的直径2倍，直径与滤水钢管11直径相同。
滤水钢管11的前端1m～2m用钻花钻凿有若干直径为Φ10mm～20mm的所述的滤水孔10，若干滤水孔10呈梅花形布置，若干滤水孔10的面积占该段钢管总面积的10％～15％。
进一步地，用带法兰的钢弯头13将滤水钢管11与的泥浆泵14吸入端刚性联接。
圆锥体9与滤水钢管11焊接联接，刚性法兰12与滤水钢管11焊接联接。
参见图1、图2、图3和图4，矿体4上设有炮孔3，矿体4前端的形成有废石1和泥石流浆体2，出矿巷道5有矿堆6、含泥石流浆体的矿堆7和含泥石流浆体的废石堆8，本发明治理泥石流技术方法如下：
(1)在采场中按照崩矿步距崩落矿石后，在采场出矿口距地面1～1.5m高位置，用压气冲击器击打滤水钢管11的刚性法兰12，将滤水钢管11的圆锥体9顶入有泥石流危害的待出矿的矿堆6中，直至滤水钢管11上有滤水孔10的一段没入含泥石流浆体的矿堆7中。
(2)所使用的滤水钢管11主体为一外径Φ100～150mm，壁厚δ5mm～8mm，长度6～8m的无缝钢管。滤水钢管11前端为内空硬质合金制成的圆锥体9，圆锥体9的长度为滤水钢管11的直径2倍，直径与滤水钢管11直径相同，焊接联接；尾端为同径的刚性法兰12，焊接联接。
(3)在无缝钢管前端1m～2m，用钻花钻凿有直径Φ10mm～20mm的滤水孔10若干，滤水孔10呈梅花形布置，滤水孔10面积占该段钢管总面积的10％～15％。
(4)将滤水钢管11顶入含泥石流浆体的矿堆7后，通过带法兰的钢弯头13将滤水钢管11与泥浆泵14吸入端刚性联接，启动泥浆泵14，借助泥浆泵14施加给滤水钢管11的振动作用及负压影响，消除含泥石流浆体的矿堆7中泥石流浆体对滤水钢管11的堵塞，尽快将含泥石流浆体的矿堆7中的泥浆与水排出。
(5)当插入段附近的泥水排净后，卸下法兰联结用的钢弯头13，用冲击器将滤水钢管11继续顶入待出矿的崩落矿堆中的更深位置，重新联接滤水钢管11与泥浆泵14，启动泥浆泵14，排出插入段位置的泥水，如此反复，直至整个矿堆中存在的泥石流中的泥浆与水排净。
(6)卸下法兰联结用的钢弯头13，将滤水钢管11从矿堆6中拔出，并清洗干净用于其他位置的排水降压，然后便可以安全地进行出矿。
本发明使用滤水钢管11，结合泥浆泵14对崩落采矿法中采场泥石流进行治理，消除了采场泥石流在出矿过程中可能造成的危害，保证了井下人员和设备的安全。本发明具有技术简单、操作方便、泥石堵管概率低、排水排泥速度快，采场泥石流治理效果好、滤水钢管11可循环利用等优点。适用于大水矿床、易泥化矿床、及顶板有泥砂或流砂危害的崩落法开采的金属非金属矿床的采场泥石流的治理。
应当指出，在不脱离本发明原理和精神的前提下，还可以作出若干变化或改进，这些变化或改进也应当落入本发明的保护范围之内。