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矾山磷矿井下采矿方法讲矾山磷矿井下采矿方法讲座座一、采矿方法的类别一、采矿方法的类别二、采矿方法构成要素二、采矿方法构成要素三、采准工程布置三、采准工程布置四、切割工作四、切割工作五、回采工艺五、回采工艺六、金属矿地下开采的原则六、金属矿地下开采的原则七、矿石损失和贫化七、矿石损失和贫化主讲人:吕书平一、采矿方法的类别一、采矿方法的类别1 1、采矿方法包括采场的回采工作、采矿方法包括采场的回采工作( (地压管理地压管理、崩矿和采场运矿、崩矿和采场运矿) )与采场结构与采场结构( (采场型式采场型式、结构参数和采准布置、结构参数和采准布置) )两大方面。研究两大方面。研究采矿方法便是研究这两个方面的相互联系采矿方法便是研究这两个方面的相互联系与规律性。采场结构又是随回采工作需要与规律性。采场结构又是随回采工作需要而变化的。例如,随着无轨采装运设备的而变化的。例如,随着无轨采装运设备的应用,为适应回采工作的需要,出现了大应用,为适应回采工作的需要,出现了大型采场与盘区,结构参数都相应增大,并型采场与盘区,结构参数都相应增大,并发展了斜巷发展了斜巷( (斜坡道斜坡道) )采准。因此,回采工采准。因此,回采工作是决定采矿方法本质的主要方面。作是决定采矿方法本质的主要方面。一、采矿方法的类别一、采矿方法的类别11、采矿方法是指如何安全、经济地采出矿块、矿房或矿采矿方法是指如何安全、经济地采出矿块、矿房或矿柱内柱内 矿石的方法,包括矿块的采准切割、回采、采空区处矿石的方法,包括矿块的采准切割、回采、采空区处理等工作。合理选择采矿方法是指能针对地质条件,加强对理等工作。合理选择采矿方法是指能针对地质条件,加强对开采工作的安全管理,减少人身伤亡事故。根据矿石回采过开采工作的安全管理,减少人身伤亡事故。根据矿石回采过程中采场管理方法的不同,金属、非金属的地下采矿方法大程中采场管理方法的不同,金属、非金属的地下采矿方法大致分为以下几类:致分为以下几类: (1)(1)空场采矿法空场采矿法。其特点是回采过程中,采空区主要。其特点是回采过程中,采空区主要靠靠 暂留或永久残留的矿柱进行支撑,采空区始终是空着的暂留或永久残留的矿柱进行支撑,采空区始终是空着的。一般在矿石与围岩很稳固时采用。一般在矿石与围岩很稳固时采用。属于这类采矿方法的主要有全面法,房柱法,分段法,阶段属于这类采矿方法的主要有全面法,房柱法,分段法,阶段矿房法。矿房法。(2)(2)崩落采矿法崩落采矿法。其特点是随着矿石采出,有计。其特点是随着矿石采出,有计划地划地 用崩落矿体的覆盖岩层和上下盘岩石来充填采用崩落矿体的覆盖岩层和上下盘岩石来充填采空区,及时控制采空区地压和处理采空区。一般在空区,及时控制采空区地压和处理采空区。一般在矿体围岩不稳固、地表允许陷落的条件下采用。属矿体围岩不稳固、地表允许陷落的条件下采用。属于这类方法的主要有分层崩落法、分段崩落法(有于这类方法的主要有分层崩落法、分段崩落法(有底柱或无底柱)、阶段崩落法底柱或无底柱)、阶段崩落法。一、采矿方法的定义一、采矿方法的类别一、采矿方法的类别(3)(3)留矿采矿法。留矿采矿法。其特点是在回采过程中,采空区其特点是在回采过程中,采空区 内内暂时存留部分采下来的矿石,借以配合矿柱支承采空暂时存留部分采下来的矿石,借以配合矿柱支承采空区。一般在矿石较稳固,且不易氧化、粘结和自燃,区。一般在矿石较稳固,且不易氧化、粘结和自燃,矿体围岩中等稳固的条件下采用。属于这类采矿方法矿体围岩中等稳固的条件下采用。属于这类采矿方法的有浅孔留矿法,深孔留矿法。的有浅孔留矿法,深孔留矿法。 (4)(4)充填采矿法。其特点是在回采时,采空区依充填采矿法。其特点是在回采时,采空区依 靠靠充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱相配合形成充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱相配合形成的人工支承体支承采空区。主要用于开采矿石价值高的人工支承体支承采空区。主要用于开采矿石价值高、要求回收率高、充填料材方便、地表不允许陷落和、要求回收率高、充填料材方便、地表不允许陷落和特殊复杂地质条件下的矿体。特殊复杂地质条件下的矿体。根据充填料的特性本类方法可分为干式充填法,水砂充填法,胶结充填采矿法。一、采矿方法的类别一、采矿方法的类别二、崩落采矿法分类一、采矿方法的类别一、采矿方法的类别三、崩落采矿法的适用条件 一般地讲,崩落法对矿体赋存条件,矿岩的物理力学性质等都具有比较广泛的适应范围。理想的适用条件是上盘围岩能呈块状自然崩落,矿石中等以上稳固的急倾斜原矿体。地表允许塌落是使用这种方法的必要前提。由于这种方法在开采时矿石损失贫化大,因而它不用于开采高价、高品位的矿床。二、采矿方法构成要素二、采矿方法构成要素1 1、阶段高度、阶段高度矿山的开发,阶段高度是一个重要参数,其确定得恰当与否,直接影响到矿山的各项技术经济指标,太大或太小都会在全局上有损于矿山的经济效益。一般,急倾斜矿体的阶段高度是指阶段的垂高,而缓倾斜矿体,则是阶段中矿体的斜长。我矿的阶段高度为阶段高度为45m45m,从上自下分别为:,从上自下分别为:515515、470470、425425、380380、335335。将来还要延伸到。将来还要延伸到290290、245245中段。中段。2 2、分段高度、分段高度相邻两个出矿水平之间的距离,我矿的分段高度为我矿的分段高度为1212、1212、1212、9m9m,后从,后从425425中段以下开始又统一调整为中段以下开始又统一调整为15m15m。3 3、采区长度、采区长度采区长度(又称出矿设备工作线长度)就是把工作区域划归一台出矿设备的那部分长度。或者是相邻两个出矿溜井之间的距离。我矿的采区长度为我矿的采区长度为60m60m。4 4、顶柱厚度、顶柱厚度 确定合理的顶柱厚度在矿山生产中很重要。在实际工作中,大多数矿山的顶柱厚度采用工程类比法确定,即通过参考类似矿山的经验选取,顶柱厚度较大,以满足安全生产的要求。然而厚大的顶柱造成了资源的严重浪费,降低了矿山的经济效益。我矿的顶柱厚度平均为我矿的顶柱厚度平均为200m200m,包括,包括50m50m左右的顶部矿体。左右的顶部矿体。二、采矿方法构成要素二、采矿方法构成要素5 5、间柱宽度、间柱宽度一般房柱法采矿才有间柱,我矿在西区试采是间柱宽度为60m,房柱比为1:11:1。6 6、底柱高度、底柱高度没有底部结构。没有底部结构。7 7、进路间距:、进路间距:1010米。米。8 8、无底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法 ;特点是凿岩、崩矿和出矿在同一个分段回采巷道内顺序进行,以较小的崩矿步距向崩落区进行挤压爆破,不设底部结构,崩落的矿石自回采巷道端部直接放出,用装载设备装运至溜井。本法的优点是:结构简单,有利于使用大型机械化无轨自行设备;各工序都在水平巷道内进行,工作安全;能分采和剔出夹石。缺点是通风差,矿石损失、贫化高。适于开采围岩易崩落、矿石稳固的急倾斜厚矿体。若矿石不稳固,回采巷道维护困难;倾角小和矿体薄,矿石损失、贫化将增大。采矿方法布置见图2。在分段水平掘进称为进路的回采巷道和联络巷道。回采巷道端部,掘进切割巷道和切割天井。在回采巷道和切割巷道中凿上向扇形深孔。回采前先在回采巷道端部拉切割槽,然后分步距爆破进行回采。回采分段上部应保持大于1.52个分段高度的崩落覆盖岩层。沿走向每隔一定距离布置设备井或斜坡道,向分段运送设备、材料和人员。n二、采矿方法构成要素二、采矿方法构成要素分段高度、进路间距、崩矿步距三个参数要合理配合,符合覆岩下放矿的矿岩流动规律。分段高度主要受凿岩设备的限制,过大将影响凿岩效率和爆破质量,过小则增大采准工作量。常用的高度为10m左右。上下分段的回采巷道应严格按菱形布置,以便将上分段回采巷道两侧的脊部残留矿石,在下分段出矿时尽量回收出来。同一分段内的回采巷道应互相平行。常用的回采巷道间距是810m。采准工作完成后,崩矿步距是惟一能调节的参数。常用的崩矿步距是1.82.5m。如果参数选择合理,生产正常,在贫化率1520的条件下,回收率可达85以上。凿岩主要使用单机、双机或三机自行台车。个别矿山也有用圆环雪橇式台架的。台车和台架均配重型凿岩机。出矿主要采用装运机和铲运机,运距较长时用装载机械配自卸卡车或自行矿车。二、采矿方法构成要素二、采矿方法构成要素无底柱分段崩无底柱分段崩落法采矿示意图落法采矿示意图三、采准工程布置三、采准工程布置三、采准工程布置三、采准工程布置三、采准工程布置三、采准工程布置1 1、采准工程布置、采准工程布置目前井下在东区回采方法采用无底柱目前井下在东区回采方法采用无底柱分段崩落法,适合矿床的赋存特点和矿山分段崩落法,适合矿床的赋存特点和矿山的生产能力要求。西区,在承压水体被有的生产能力要求。西区,在承压水体被有效疏干以前,将采用效疏干以前,将采用上向进路充填采矿法上向进路充填采矿法进行回采。进行回采。 三、采准工程布置三、采准工程布置2 2、采准巷道名称、位置、相互关系及其、采准巷道名称、位置、相互关系及其用途用途; 三、采准工程布置三、采准工程布置2 2、采准巷道断面;、采准巷道断面;三、采准工程布置三、采准工程布置3、采准巷道掘进方法及使用的设备采准巷道掘进方法为7655气腿式凿岩机,出渣设备为;气动装岩机。4、采准巷道掘进速度、支护形式平均每台7655气腿式凿岩机月掘进米数为4050米。支护形式有:锚网喷、锚喷、素喷、临喷。四、切割工作四、切割工作1、切割巷道名称及位置切割巷道有脉内巷、切割天井。位置在矿体上盘,靠近矿体边界。2、切割巷道断面形状及掘进方法在矿体顶板沿矿体走向布置脉内切割巷(断面在矿体顶板沿矿体走向布置脉内切割巷(断面2.8m2.8m2.8m2.8m),在脉内切割巷内施工一条切),在脉内切割巷内施工一条切割井(断面割井(断面2.0m2.0m2.0m2.0m)。)。四、切割工作四、切割工作3 3、采用的切割方法,使用条件和优缺点、采用的切割方法,使用条件和优缺点。采用切割天井和切割平巷联合拉槽法。采用切割天井和切割平巷联合拉槽法。沿矿体边界掘进一条切割平巷贯通各条回采巷沿矿体边界掘进一条切割平巷贯通各条回采巷道断端部,然后根据爆破需要,在适当的位置道断端部,然后根据爆破需要,在适当的位置掘进切割天井,在切割天井两侧,布置中孔拉掘进切割天井,在切割天井两侧,布置中孔拉槽,以切割天井为自由面,一侧或两侧逐排爆槽,以切割天井为自由面,一侧或两侧逐排爆破炮孔形成切割槽。破炮孔形成切割槽。优点:这种拉槽法比较简单,切割槽质量容易保优点:这种拉槽法比较简单,切割槽质量容易保证,在实际中广泛应用。证,在实际中广泛应用。缺点:成本高。缺点:成本高。 四、切割工作四、切割工作4 4、对切割工作的要求,切割对回采有何、对切割工作的要求,切割对回采有何重要意重要意 义。义。设计切井时要注意两点:第一,高度一定要够,如果高度不够,没有贯通上一个水平,留有一层顶盖(称悬顶)使回采巷道端部无崩落覆盖岩石补充,不能成挤压条件,造成部分矿石损失,而处理悬顶既费工,又不安全。第二,切井两侧炮孔要设计到回采边界,两侧不要残留矿柱,否则,会导致崩矿面积逐渐缩小,引起矿石损失。五、回采工艺五、回采工艺1 1、凿岩爆破参数:炮孔排列、炮孔直径、孔凿岩爆破参数:炮孔排列、炮孔直径、孔底距、炮孔排距、炮孔密集系数、炮孔扇底距、炮孔排距、炮孔密集系数、炮孔扇面倾角、边孔角及崩矿步距等。面倾角、边孔角及崩矿步距等。目前东区开采选用的采矿方法为无底柱分段崩落目前东区开采选用的采矿方法为无底柱分段崩落法。凿岩设备为法。凿岩设备为YGZ90YGZ90,钻凿上向扇形中深孔,钻凿上向扇形中深孔,逐次向采场溜井方向后退爆破,一次爆破,逐次向采场溜井方向后退爆破,一次爆破3 3排排炮孔。出矿设备为国产炮孔。出矿设备为国产WJDWJD1.51.5铲运机,现有铲运机,现有9 9台。使用粒状硝铵炸药,非电导爆系统起爆。台。使用粒状硝铵炸药,非电导爆系统起爆。爆破后形成切割立槽,进行后退式回采。爆破后形成切割
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