脉内斜坡道在极薄矿脉开采中的应用.pdf

’ | 。 脉内斜坡道在极薄矿脉开采中的应用 北京有色冶金设计研究总院王佩盾 ， ，一 【 囊要l 随 着 徽 直 无 孰 化 设 备 的 应 用． 扳 薄 矿 脉 的 开 采 有了 新 的 突 砬， 呷。 眯 内 辩墟 道 机幢化开采． 盒厂淘集盒i t - 学习国， } 妊验， 培台 悻赋存条件， 5 布置昧内料墟道的帆幢化嘲壁充 填诖进行开采试t取得了成功-在国内同类矿山的开采中具有推广意义 ， ，， 关蝴 T H E A P P L I C A T I O N O F S U B E N T R Y } RAM P I N M I NI NG 0F EXTREM E THI N L0DE B e i j n g C e n t r a l E n g i n e e r i n g＆ R e s e a r c h I n s t i t u t e f o r No n f e r r o u s M e t a l l u r g i c a l I n d u s t r y W a n g P e i d u n [ A B S T RA C T ]Wi t h t h e a p p l i c a t i o n o f mi n ia t u r e t r a e k l e s s i z e d e q u i p me n t ，t h e mi n i n g o f e x t r e me t h i n l o d e h a s ma d e n e w b r e a k t h r o u g h， i ． e ． me c h a n i z e d mi n i n g wi t h i n s u b e n t r y r a mp ． Gi n c h a n g g o u l i a n g Go l d M i n e l e a r n e d f r o m f o r e i g n e x p e r i e n c e a n d c o mb i n e d wi t h n a t u r a l c o n d i t i o n s o f o r e b od y。ma k i n g S U C c e s s wi t h c a r r y i n o u t mi n i n g e x p e r i me n t o f me c h a n i z e d c u t Wa l l f i l l me t h o d a r r a n g i n g i n s u b e n t r y r a mp， h a v i n g e x t e n d e d s i g n i f i c a n c e f o r mi n i ng i n d ome s t i c mi n e s ． K E Y WO R D S E x t r e me t h i n l o d e S u b e n t r y r a m j Me e h a ni z e d mi n i n g 1 前 言 急倾斜极薄矿脉的开采，尤其是贵重金 属及品位较高的矿脉 ，在国内外一直是重点 研究的课题。5 0年代初，我国学习前苏联 P ． 1 I ． 卡菁隆诺夫等人对极薄矿脉开采课题 的研究成果，使用了壁式充填法、普通削壁 充填法及以天井爬罐采矿设备回采矿房的采 矿方法。 由于我国采矿设备发展技术的落后， 至今对极薄矿脉的开采没有一个新的突破。 到 7 0 年代中期，国外采矿机械发展飞速 ， 对 极薄矿脉开采设备研制趋于微型化，并展开 了推广应用。如法国采矿设备公司的 C T 5 0 0 H E微型电动铲运机 斗窖0 ． 3 8 m 宽度 为 0 ． 8 6 m。瑞典波立登公司、维埃勒荣格公 司和爆破研究基金会联合对世界上约 3 0 个 开采急倾斜极薄矿脉的矿山进行了系统的调 查 ，其结果表明 1 随着微型无轨化设备 的应用，将使削壁充填采矿法的采场结构形 式和回采工艺产生一系列的变化{ 2 微型 无轨化设备运用于薄矿脉的开采．可以降低 采矿成本 ，减轻工人劳动强度，提高果场综 4 有色矿 山 1 9 9 8 - 3 维普资讯 合生产能力； 3 应用脉内斜坡道机械化削 壁充填法无疑将是开采急倾斜极薄矿脉的一 条新途径。 练上所述 ，在借鉴国外使用徽型采矿设 备成功经验的基础上，结合金厂沟粱金矿矿 床开采技术条件，决定在金厂沟粱金矿应用 法 国GT5 0 0 H E微型 电动铲运机 ，以布置脉 内斜坡道的机械化削壁充填法进行开采试 验 。 2 开采技术条件及采矿 方法存在的问题 2 ． 1 矿床开采技术条件 金厂沟粱金矿区位于华北地区北缘 内蒙 地轴东段 ， 矿床严格受梅遣控制，矿脉成群 出现．矿化连续性好，矿体倾角为 6 O ～9 0 ， 矿体以0 ． 0 8 ～0 ． 8 6 m的极薄矿脉为主， 其中 厚度 0 ． 3 ～O 。 5 m的约 占 3 1 ，厚度／0 ． 5 m 的约占4 6 ， 厚度≤O ． 3 m的约占2 3 ，矿 抹均赋存于古老基底的变质岩中。 矿体与围岩界线清楚，围岩以斜长角闪 片麻岩及斜长角闪岩为主 ， f 4 1 4 ， 顶板 围 岩中等稳固，但在梅造破碎及蚀变岩地殷容 易片帮胃落 个别地段因古高岭土．有遇水 泥化的倾向．矿石平均密度 3 ． 2 5 t ／ m ’ ，匿岩 平均密度 2 ． 7 t ／ m ，橙散系数 1 ． 5 。 为了保护地表农田和建筑物，矿体开采 后地表不允许陷落。 2 ． 2 采矿方法存在的问题 金厂沟粱金矿在 1 9 5 8 年建矿初期 ， 曾大 量采用普通浅孔曾矿法进行开采，但由于矿 体薄，而且膏 分破碎带蚀变岩矿体园舍高岭 土，遇水泥化严重 ． 致使采矿损失率和贫化 率指标均不很理想 7 0 8 0 年代措用普通削 壁充填法，该法在控制采矿贫损率以及采场 作业安全方面比曾矿法前进了一大步，但仍 存在以下 同题 t 1 采场综合生产能力低，仅 -8 t ／ a ； 2 工人劳动强度大， 掌子面工效低， 平 均仅 3 ． o g t ／ 1 1 1 ．班 } 3 采场采切比大，高达 4 8 ． 3 m／ k t } 4 采矿损失和贫化大， 损失率为6 ～ 1 O ，贫化率高达 4 0 --5 0 。 3 脉 内斜坡道的设计 3 ． 1 球内斜坡道设计思路 ，美国最早提出了用脉内斜坡遵土向分屡 充填法耐采矿体的恩晦 经最计实践，最终 方案为把矿脉岛 1 分成阶段，价爱内拇走向 用 1 5 --2 0 ％坡度的斜坡道将矿脉划分成 一 些平行四边形矿块，担最初与最后的矿块 呈三角形， 斜坡道从脉内运输平巷开始，沿 上坡进入底盘，转弯返回矿块。斜坡道的构 筑在回采充填过程中进行 ． 其方法是在上、 下 盘之闻按其线路架设横撑支柱，上铺木板并 填石子形成路面 。如果矿石品位高 ，则不留 底柱．从运输平巷挑顶进行回采，这样便需 要掘进一条脉外运输平巷，并有横巷通至矿 脉。这种平行四边形矿块的直线斜坡道要求 矿脉具有一定的长度， 如果矿脉或矿块较短， 则可布置折返斜坡道，矿块分成一些三角形 的小矿块，自下而上回采。 法国棱燃料总公司采用铲运机脒内斜坡 道的上向或下向分层充填法 下向分层回采 中构筑混凝土顶板时．在斜坡道通过的地方 预留通过孔，并在两个分层之问修筑混凝土 斜坡道 一部分矿石沿斜坡道运至上部中殷， 剩余矿石运至藩矿井放出。 3 ． 2 金厂沟粱脉内斜坡道的设计 根,7, T 5 0 0 I- I E 徽毽产运机 宽 O ． 8 5 m 性能及国外一些矿山的经验，斜坡道的坡度 一 般不大于 2 5 ， 结合矿山中段高度， 确定 首采矿块 在开采矿脉范围内两端三角形矿 块分别为首采矿块与终采矿块长度为 1 6 0 ～ 1 7 0 m左右 ，相邻矿块两条斜坡之 问为平 行四边形形状，其问砸即为相邻矿块采场长 脉内 斛 建 遭 在 攮 尊 r 脉 开 采 中 的 应 用 壬 - 后 郫 糖1 0 0 0 3 8 _ 二 i 二 t 维普资讯 度，约为 1 0 0 l l 0 m。 首先在首采矿块的靖部开凿一条人行、 通风天井，之后，在回采矿块的脉内沿脉平 巷上进行挑顶、崩矿，形成人工混凝土假底 浇灌空间，人工假底形成后 ，掘进条环形 联络斜坡道至首采矿块的切害 I 层，然后开始 进行首采矿块的回采工作。随着首采矿块采 至上一中段后， 形成一条完整的脒内斜坡遭． 脉内斜坡道布置见附图。 附啊采场布置示意图 l 册缘鼋输平善 5 ． 1 髓m。 ； 2 一人行、 通风天井 2 ． 5 m1 ． 5 m ， 卜 寰培斟坡遗 2 ． 5 m2 ． o m ’ ‘ _册睬辩坡■ 2 - 5 mx2 ． O m I 5 一囊麝t矿薏井 l _ 5 m I B 一人工蔼疑生量底 5 m XO - 5 m } 7 一削 t碎石 4 脉 内斜坡道在金厂沟粱 金矿 的实践 在脉内斜坡道的实际应用中根据 C T 5 0 0 H E截型铲运机的外型尺寸， 脉内斜坡道 宽度 B 接以下公式确定t B；AKc ／ Kp - K c 式中B 一脉内斜坡道宽度，n l | A一矿脉厚度，0 ． 3 ～0 ． 5 m} K p 一岩石松散系数，1 ． 5 I K c 一采空区充填系数． 1 ～1 ． 1 2 。 根据公式计算，当矿体厚度0 ． 3 ～0 ． 5 m 时， 脉内斜坡道宽度 即回采采幅 为 1 ． 0 ～ 1 ． 5 m．而C TS 0 0 HE 微型铲运机宽为 0 ． 8 5 m． 这对铲运机的运行是合适的。 采场作业采用三班一个循 环的工作制 度． 为了充分发挥脉内斜坡道的优势， 该矿 组织了采矿综合作业队，有效地保证了采矿 作业循环的实现， 达到了提高劳动生产率、 充 分发挥了C T S 0 0 H E 铲运机的优势， 提高采矿 综合生产能力的甘的。 经过几年的现场实践，逐步掌握了徽型 无轨采矿设备脉内斜坡道应用于意倾斜摄蔫 矿脉的回采工艺，并且通过综合作业队的形 式，保证了三班一个循环的实现．在作业过 程中不断总结经验，使脉内斜坡道应用于开 采急倾斜极薄矿脉取得了理想的效果。实际 生产指标超出了设计要求，其比较见表 l 5 脉 内斜坡道 的主要特点 1 在采场采准工程布置方式上改变了 传统采场人行、回风井或脉外采准斜坡道的 形式． 通过采用全新脉内斜坡道采准形式， 不 但有效地解决了无轨设备在长采场中几个相 对独立回采单元的联络同题 ．而且有利于充 分发挥微型无轨设备的机动灵活．高效的特 点，大大地降低了千吨采切比．布置脉内斜 坡道的采切 比仅为 3 ． 9 4 m／ k t ， 远远低于本矿 过去应用的普通削壁充填采矿法 4 8 ． 3 3 m／ k t 一 6 一 有色r山一l 盼B ． I 维普资讯 表 1 指标比较表 的指标。 2 采场综合 生产能力提高。由于布设 脉内斜坡道采用了先进的徽型无轨设备．大 大地缩短了采场出矿和充填两个重要生产环 节的作业时间，使采场的综合生产能力提高 到 6 6 ． 7 4 t ／ d ，与普通削壁充填采矿法的 7 s t ／ d 生产能力相比，显著提高。 3 由于采用微型无轨铲运机代替传统 的人工或电耙进行采场出矿、充填和采场作 业，不仅提高了作业效率，而且大大降低了 工人的劳动强度，采场的采矿工效由原来的 3 ． 0 9 t ／ 3 2 ．班 提高到 8 ． 4 3 ／ 工 ．班 ． 远 远超出国内同类矿山的平均承平。 4 由于金厂河架金矿根据矿体赋存特 点，在回采矿块布置了脉内斜坡道，充分发 挥了徽型铲运机高效作业的特点。同国内几 家 同样使用斗容 o ． 3 8 m ’ 铲运机 的矿山相 比．金厂淘粱金矿是台年生产能力最高的矿 山，具体指标见表 2 。 6 结束语 通过矿山多年的生产实践及不断探索， 使脉内斜坡道成功地应用于该扩极薄矿脉的 开采t走出了一条以技术和设备更新发展矿 山企业的新路 表 2 国内应用 0 ． 3 8 m 铲运机矿山 年生产能力表 应用矿山 铲运机曩号 生产麓力 万 t ／- fi 年 备洼 脉内斜坡道的采准布置形式是为解决开 采急颤斜薄矿脉使用微型无轨设备而设计的 一 种全新采准结构形式，它取得了充分发挥 微型无轨设备高效率怍业的性能和降低千吨 采切比的效果。 脉内斜坡道为顺路架设t每当开采新的 分层时， 斜坡道与采场的交点处空顶高度较 大 ， 要注意顶板管理，必要时进行支护。采 场充填时，采场与脉内斜坡道的交叉处必须 认真砌筑t否则难于形成规整的斜坡道。 内． I 蕞道在量■矿辟开采中的应用壬 后 ■鞠 1 0 0 0 3 8 维普资讯