爆力运搬采矿法在北区的应用与效果.pdf

总第 9 4 期 2 0 0 4年第 3期 西 部探 矿工程 W E S TCHI NA EXP L0R AT1 0N ENGI NEE RI NG s e r i e s NO． 9 4 M at ．2 004 文章编号 1 0 0 4 5 7 1 6 2 0 0 4 0 3 ～0 0 8 9 0 3 中图分类号 TD 8 0 4 文献标识码 B 爆力运搬采矿法在北区的应用与效果 贝建 刚 邯邢矿 山局西 石门铁矿北 区技 术组 ， 河北 武安 0 5 6 3 0 3 摘要 简要 阐述 了在对合理爆 力及重 力运距进行 理论探 讨的基础 上 ， 在我矿 北 区缓 倾斜矿 体 中对爆 力运 搬采矿 法进 行 了实验 ， 取得 了显著的效果。 关键词 构筑物矿 柱； 爆 力运矿 ； 不 留矿柱 ； 应用与效果 爆力运搬采矿法主要是凭借炸药爆破时的能量， 把矿石抛 离矿体一段距离， 并借助动能和位能， 使崩落矿石在采场底板滑 行、 滚动一段距离。利用矿石抛掷、 滑行、 滚动这一特点把矿石回 采出来的一种采矿方法。 我矿北区 1 6 0中段构筑物矿柱采场矿体倾斜度大， 厚度在 5 ～ 1 2 m， 适合运用爆力运搬采矿法。经我们设计与实施后 ， 效果 十分理想， 节省工程 4 8 0 m， 加快了施工速度和回收期限。 1 北区中段构筑 物矿柱 采场概况 北区 1 6 0中段构筑物矿柱南接进风斜井矿柱。1 9 0中段北 接 1 9 O 一9 采场。1 6 0中段北接 1 6 0 1 6 采场。1 6 O中段 ， 1 9 0 中段井口构筑物矿柱范围是 一1 4 ， 一1 4 A， 一1 5 勘探线剖面 东翼矿体。该矿段矿体走向NE ， 倾向S E， 矿体倾斜度大， 倾角为 2 5 。 ～3 5 。 ， 平均 3 O 。 ， 矿体厚度 5 ～1 2 m， 平均 1 0 m。矿体呈似层 状， 矿体内有少量 S K岩夹层 ， 矿石为原生磁铁矿， 矿体顶板为灰 岩， 局部为 S K岩。矿体底板主要是 S K岩， 局部为闪长岩， 矿石 及顶、 底板稳固， 底板较光滑， 摩擦系数为 f 一1 ． 8 1 。 2 适用爆力运矿 条件 1 矿体倾角为 3 o 。 ， 能保证有效运距和不使底板残留矿石。 2 矿岩属中等稳固， 采用高分段爆力运矿采矿法。 3 矿体底板摩擦系数为 f 一1 ． 8 1 。 4 矿岩之间有明显的分界线。 5 矿体厚度 5 ～1 2 m， 符合爆力运搬条件。 3 1 6 0构筑物矿柱 采场设计 方案和特 点 1 方案 根据矿岩稳固程度为中等， 矿体倾角为 3 O 。 ， 矿体 厚度为 1 0 m及沿倾斜变化程度， 此 1 6 0构筑物矿柱采场采用分 段爆力运矿空场法中的高分段爆力运矿法 。 2 特点 爆力运搬采矿法解决 了不开掘底盘漏斗， 能使人 员不进人暴露顶板采场内的问题， 改善了生产条件， 消除了安全 隐患， 同时提高了回收效率 。 4 采场布置和构成要素 4 ． 1 采场布 置 1 6 O 一构筑物矿柱采场中， 直接把阶段划分为三个矿块 ， 采用 矿块不留矿柱的连续回采。 4 ． 2 构成要素 1 分段高度依据矿岩较为稳固， 抛掷距离较大确定分段数 为 3 ， 此采场采用高分段爆力运矿空场法， 分段高度为 1 5 m； 2 矿房长度根据采场允许暴露面积和最佳凿岩设备效率 确定 北采区中深孔设备为 Y G 9 0型钻机 ， 设备控制长度为 1 0 m。 凿岩天井控制长度为 2 0 m， 每个矿柱内有两个凿岩天井， 矿块长 度为 4 0 m； 3 顶柱 宽度为 5 m； 4 在此 采场 留底 柱宽度为 6 m； 5 漏斗 间距 为 6 m 6 放矿溜井 间距 为 2 O m； 7 采场下部漏斗与崩矿步距成正比例； 8 岩天井间距为 1 8 m， 采用中孔落矿； 9 1 电凿岩天井与 2 电凿岩天井交错布置， 以适应矿体 变化程度 。 5 采准切 割 1 此采场为堑沟、 漏斗、 脉外电耙道结构。布置了 1 电耙 道。 2 电耙道， 3 电耙道三条电耙道， 单侧堑沟布置。1 电耙 道， 2 电耙道布置有凿岩天井， 1 电耙道， 布置有 6 条凿岩天井， 2 电耙道布置有 3条凿岩天井。 2 每个电耙道布置一个沿脉堑沟， 距矿体底板 8 m。 3 漏斗用于将采场矿石溜放到电耙道内， 再由分段直溜井 运出 。 4 凿岩天井用于回采采场内矿石， 利用该井布置沿脉倾斜 扇形中深孔， 该井决定矿石贫化， 损失的大小， 位于底板矿岩接触 线上， 并且照顾了矿体沿走向的变化。 5 切割平巷由堑沟内沿走向布置扇形中深孔， 该巷道位于 漏斗上口脉内下盘接触处 ， 该巷道爆破后保证漏斗上 口的坡面 角为 5 5 。 ， 有利于溜矿。 6 切割井位于凿岩天井与堑沟相交处 ， 形成切槽 ， 堑沟前 的自由空间， 垂直矿体厚度布置。 6回采 回采顺序在阶段和分段矿房内， 沿倾斜由下向上进行回采， 漏斗出矿全部达到一半时， 对应的凿岩硐室进行分次爆破， 爆破 步距为 3 m。凿岩硐室以相同的速度推进 。 回采方式 每个分段矿房， 先形成垂直走向的切槽做为形成 补偿空间的自由面， 补偿空间及堑沟形成后， 可以进行矿石回采。 1 切槽的形成。先用切割槽布置扇形 中深孔。利用切割 井和切割形成垂直走向的拉槽， 槽宽为 4 m。 2 补偿空间切槽的形成。先用切割布置扇形 中深孔， 由下 维普资讯 9 O 西部探矿工程 Ma r ．2 0 0 4 No ．3 向上分段曝破 ， 爆破步距为 3 m， 最后一个步距在覆岩下放矿。 3 矿房的回采 在凿岩硐室施工倾斜扇形中深孔， 由下向 上分次爆破， 爆破步距为 3 m， 回采顺序依次为 3 电耙道， 2 电 耙道 ， 1 电耙道 。 4 在凿岩硐室内的孔底距 为 1 ． 5 m， 排距 为 1 ． 2 m， 以增 强 爆力运搬效果。 5 采场运矿 爆力运矿是采场工作面的运矿方式， 主要是 爆力运距和重力运距 。 1 6 0中段构筑物矿柱采场中的矿体情况如下 倾角取为 3 0 。 ， 其崩落矿石虽无 自重运搬的能力， 确有向下 运动的趋势。因此在倾斜面上利用爆破的能量将矿体做抛掷和 重力运动 ， 从而扩大 了爆力运搬的范 围。 爆 力运矿 的距离计算分 下面两个 阶段 第一阶段崩落矿石的爆力抛体运动， 即爆力沿斜面的运距。 参数 L⋯爆 力运搬的斜面距离 ， m； L l 一 爆力斜面运距 ， m； 一 重力斜面运距 ， m； l ⋯一崩落矿石自由落体下的斜面运距 ， m； l 一 一 崩落矿石爆力作用下增加的斜面运距 ， m； V 一 一 崩落矿石与底板接触的速度， m／ s l V2 一崩落矿石至漏斗的末速度， n 1 ／ s ； h ， ⋯ 崩落矿石自由落体的垂距 ， m； h 一 一 崩落矿石爆力作用下增加的垂距， m； H， 爆力运距 的垂距 ， m， H 一重力运距 的垂距 ， m； W一 最小抵抗线 ， m。 总斜面运距按下列公式计算 LL1 1 ①爆力运距计算 见图 1 圈 1 计算示意筒圈 L一 1 l 1 2 1 1 一M／ t g a 1 2 M／ c o s Q x 5 n w 式中 n 一 一 爆破作用指数。 w 式 中 d 炮孔直径单位 ， c l“ n 2 3 4 5 △ 炸药密度， k g ／ c m3 ； t _ 一中深孔装药系数 ； q r I ⋯ 炸药单耗 ， k g ／ c m3 ； K 炮孔密集系数。 把 3 ， 4 ， 5 式代入 2 式得 L1 一 Mt g a 5 n W - 6 - C O S 6 Ll t g a 十 一 ②重力斜面运距计算 重量为 G的矿石， 当其崩落在倾角为 a的斜面， 在重力的作用下， 以 a 的加速度向下运动 见图 2 。 圈 2 计算示意筒圈 参数 ～重力斜面运距， m； V 一 一 崩落矿石沿斜面的初速度， m／ s ； V。 一崩落矿石沿斜面的末速度， m／ s ； N 一正压力 ， k g ； f 一阻力系数 ； P⋯ 一 下滑力 ； 、厂重 力， mg ； a 一 一 矿体倾角， 。 ； 一一 总斜面运距 的垂距 ， m； P G s i n a f c o s a 根据 动量守恒原理可得下式 1 P L 2 一m 一、 ， i 厶 式 中 H。 ／ s i n a ， H。 为垂直运动的距 离。 PL 2 一 G s i n a f c o s a H2 ／ s i n 令 8 式等于 9 式得 一G s i n a --f c o s a H 2 2 g s i n a 由此求得重力运距的垂直距离为 7 8 9 1 0 H2 一 、 ， l v} s l n a ／ s i n a --f c o s a 2 g 1 1 崩落矿石的末速度为 V。 一0 ， 则由 1 1 式得 H2 一v { s i n a ／ s i n a --f c o s a 2 g 1 2 式 中 V V { 的斜面分量 ； V{ 一 崩落矿石的切向速度， 方向垂于大地 即和轴方向一 致 ， Vl V{ s i n a 1 3 则 Vj 可按 自由落体运动计算 V{ 一 v ／ g H 1 4 崩落矿石的自由轨迹， 假设为一平面抛射体运动， 则 Y轴 V 一0 ， 而 X轴上的 V 一c ， C为恒量 见图 3 。 H2 s i n M／ c o s a 5 n Wt g a ／ f c o s a --s i n a 维普资讯 总第 9 4期 2 0 0 4年第 3 期 西部探矿工程 WES lTCHl NA EXPI ，0RATI oN E NGI NE ERI NG s e da sNo ． 9 4 Ma y o 2 0 0 4 文章编号 1 O O 4 ～5 7 1 6 2 O O 4 O 3 一O O 9 1 0 2 中围分类号 T V2 1 4 文献标识码 B 群孔干扰抽水试验在 评价水量 中的应用 何宝林 陕西省煤田地质局一三一队， 陕西 韩城 7 1 5 4 0 0 摘要 水量评 价是水源地建立的主要依据之一 ， 其评价 方法多种 多样 。水源地在 建立后 ， 实际 出水量往往 与群孔干扰 抽 水试验抽 水量接近 ， 相应的流量与降深也最直观 地体现 在 以后 实际运作 时相应 的数值上 。因此， 群 孔干扰抽 水试验 计算在评价 水量 中的应 用是 水源地建立与否而验证的必要 手段 。 关t词 降深 ； 流量 ； 干扰值 根据区域水文地质条件和补径排条件， 陕西省白水新力电 厂北寨水源地位于白水县城东南的北寨村， 是为了解决新力电 厂生产、 生活用水而建立的。水源地开采奥陶系岩溶水， 在水文 地质单元上属于合阳一耀县单元， 地貌为渭河二级阶地黄土台 塬， 塬面高程 7 4 0 8 5 0 m， 水源地勘察范围 1 2 6 k m2 ， 水源地开采 范围 2 ． 5 6 k in 。水源地附近有郭家围正断层 、 王家窑正断层和杜 康沟正断层， 具有明显的构造控水特征。水源地含水层主要为奥 陶系上马家沟组一、 二段及下马家沟组二段碳酸岩岩溶裂隙水。 由于受断层影响， 岩溶裂隙发育， 富水性较好， 但含水不均一， 静 止水位 3 7 6 ． 1 9 ～3 7 7 ． 4 2 m， 抽 水降深 0 ． 9 7 ～5 8 ． 6 5 m， 涌水 量 1 2 1 5 ． 8 9 2 0 4 7 ． 6 8 m。 ／ 天， 渗透系数 0 ． 2 2 8 6 ． 4 0 m／ 天。水源地 补给条件良好， 径流畅通， 为一理想的供水水源地， 经单孔、 群孔 抽水试验， 水位降深小， 水量稳定， 水质优 良， 开采区 B级地下水 可开采量 1 l 0 1 1 1 。 ／ 天。在该水源地勘察过程中， 我们采用群孔 干扰抽水试验方法进行了水资源可开采量的评价 ， 经过几年的 水源地开采实践， 评价结论可靠， 水源地运行正常。本文对这一 方法进行简要的介绍 。 1 评价方法与结果 陕西省新力电厂 白水县 水源地水量评价采用这一方法， 实 际运作五年来水量， 降深均与评价结果相一致， 现分析如下。电 厂水源地供水的主要 目的层是奥陶系灰岩， 岩溶裂隙潜水。 根据实际所获资料， 将本次群孔抽水所获得部分井水位降 深， 水量与各单孔抽水时的降深， 水量相对比， 计算出单孔同降深 情况下涌水量和降深的干扰值， 根据干扰值来计算 由于条件所 限， 不能同时进行 1 O 个孔的抽水 。现将能够计算的 B D 2 ， B D 3 ， B D 4 ， B D 8 ， B DI 1 5 个供水井进行计算， 因水源地岩溶水其水力 性质属潜水， 又因受潜水泵所限， 各单孔抽水试验和群孔干扰抽 水试验作一次 额定流量 降深 表 1 ， 含水层厚度为 1 7 6 ． 5 4 m， 因此， 选择以下公式较为合理。 n Q x 一面 2 HS x s x 1 式中 S I 一 群孔干扰抽水时的已知水位下降值， m； 群孔干扰 抽水时在降深为 S时所对应 的出水 量， m ／ 天 ； H含水层 的厚度， t n ， 取本 水源 地平均 含 水层厚 度 1 7 6 ．5 4m ； s x ～一群孔抽水时任意一个水位下降值， m； Q 一 群孔抽水时 S x 所对应的出水量值， m3 ／ 天。 圈 3 计算 示意简圈 H1 一 h 1 h 2 M／ 2 c o s a 5 n W t g 将 1 5 式代入 1 4 式得 V { 一2M／ 2 c o s a 5 t g a j Vl 一 2 g M／ 2 c o s a 5 n Wt g a s i n a 1 5 1 6 1 7 将 1 7 式代人 1 2 式得 ． H2 s i n 2 a M／ 2 c o s c t 5 n Wt g a ／ f c o s a --s i n 1 8 L 2 H2 ／ s i n a s i n a M／ 2 c o s a 5 n Wt g a ／ f c o s a --s i n a 1 9 根据 6 式及 1 9 式得 L 】 ， L 2 代人 1 式得 L L 1 一 5 n W／ c o s a s i n 2 M／ 2 c o s a 5 n Wt g a ／ f c o s a --s i n a 2 O 把 t 3 0 。 ； n 一3 ； W1 ． 2 ； f 1 ． 8 1 ； M一1 0代人得 L一 5 31 ． 2 ／ 0 0 s 3 0 。 厶 s i n s 3 0 。 1 0 ／ 2 c o s 3 0 。 5 3 l O t g 3 0 。 ／ 1 ． 8 1 c o s 3 0 。 一 s i n 3 0 。 一 3 0 ． 5 7 m 此采场中的最大运距为 2 6 m。因此 3 0 ． 5 7 m2 6 m， 则适合 运用爆力运搬采矿法 。 维普资讯