分段连续空场采矿法的实践.pdf

⑦ W 竹 1 9 9 5年 第 1期 情 盘矿山设计 与建设 M c t z J mi n e d l g 口 a n d c 。 r Ls “u d n 分段连 续空场采矿法的实践 山 东 全 岭 铁 矿 赵 洪 涛 晏 光 炜7 弓 提要简介分 段连 续 空场采 矿{ 圭的工艺特 点 ， 舟 铝丁利 用 此种 方诖 开 采 倾角 小 于 4 5 a 中厚 矿 体 的宴 践 ， 井 对 主募 约技 术经 济指标 进行 了分析 ， 通 过实 践 ， 获 得 了较好 的 效 关 键词 ／ 下采 矿法 段法 场法中厚 矿体 一／一／ 一／ ． _ 一 Pr a c t i c e of c o nt i nu ous Ope n s t o pi ng m i ni n g Zh a o Ho ng t ao W u G u a n g w e i AB STRACT Th i s p a p e r b r i e f l y 2 a d r od u e e s t h e t e c h no l o gi c a l f e a t u r e s o f c e nt in u o u s s u b l e v e l o p e n s t o p i n g m e t h o d a n d i t s u s e i n he m i ni ng o f t he m e di u m - t h i c k - ne , s s o r e b o d i e s wi t h d i p a ng l e b e l o w 45 。 ． Th e mai n e c h ni c e c o no lT l i e i nd e x i e s we r e an a ／ yz e d an d g o o d r e s ul t s h a s b e e n p r o v e n t h r o u g h t h e m in i ng p r a c t i c e ． KEYW ORDS Und e r g r o u n d mi n i ng me t h od Su r f - l e v e l s p o p i ng Ope n s t o p ing M e d i u m- t hi c k n e s s o r e b o c l y 在地下采矿工程中． 对于倾角小于 4 5 。 ． 厚 度 4 ～ 1 O m 的 中厚 矿体一 直 是一 个难题 。 从国内的统计资料表明 用传统 的一些采矿 方法开采这类矿体， 大都未取得较理想 的技 术经济指 标。金岭铁矿针对铁 山矿床七号矿 体的地质 条 件 ， 采 用了分段连 续空 场采 矿法 回采 ， 通过 几年实践证 明是成功 的。 1 矿床地质特征 及开采 技术条件 铁 山矿 床属接 触交 代矽卡 岩型 ． 由 7个 矿 体组成 。一号 、 二号 矿体全部 用露天开采 ； 三号 至六 号矿 体困位于 矿床 的最北端 ， 且 地 质条 件复 杂 ． 设计全部用地下开 采 矿体沿走 向 N4 2 E] 呈 不规 则 扁豆 状 或 透镜状连续分布， 向深部呈舌状或柱状延深。 奥陶系灰岩为矿体的上盘 ． 距矿体较近， 受热 液变质作用成为结晶灰岩和乳白色太理岩， f 8 ～ 1 2 ， 体 积 密度 2 ． 7 t ／ m ， 岩 溶裂 隙发 育 ， 含水丰沛。 中生代闪长岩为矿体的下盘 ， 结构 致密、 坚硬， f 8 ～1 2 ， 体积密度 2 ． 7 t i m ． 节 理不发育 ． 为弱含水层。 矽卡岩位于矿体与闪 长岩 之 间． 分 布 不均匀 ． 断续 出现 ， 岩性软 至 坚硬 ， 遇承 膨 胀离 解 ； 干 燥状 态 时稳 固 ． f 3 ～ 8 。矿石为磁铁矿 ． 伴生有铜、 钴、 硫等有用 元素， f 6 ～8 ， 体积密度为 4 t ／ m 。 七号矿 体距六 号矿 体 约 3 0 m． 为 一独立 的盲矿体。平均 厚度 7 m， 倾角 4 5 。 以下 ， 不能 靠 自重放矿。倾向 5 E ， 走 向长 3 0 0 m， 赋存标 高为1 4 ～一2 2 5 m之间 矿体上部有 良田、 村庄和工业设簏 、 地表不允许陷落。 2 分段连续空场 采矿法 所谓分段连续 空场采 矿法就是 在一个阶 维普资讯 冶金矿山设计与建设 1 g 9 5 年第 i 期 I -、 圈 i 分 段连续 空场 采矿 法示意 图 段 内 自 上而 下 ． 从一翼 向另一翼后退式 连 续 采 准工程和切割工程 在施工 中没有 严格 连行 回采。 为 了减少 矿石的损失和贫 比， 采用 的界限 ， 其顺 序主要 由施工 条件确定 。 一般情 分 殴凿岩 、 分段 出矿 ， 且上分段 回采超前下分 况下 ， 首 先施 工矿体下盘脉 外人行通风上 山、 段 。空区随着回采妁进行运步暴露 ． 最终形成 矿岩溜井等 ， 形成 人行 、 通 风 、 矿岩溜放系统 ； 的空场 用充填法 处理 ， 详见丹段 连垂 空场 采 其次开 掘各 分段 凿岩 出矿巷道 、 拉槽平 巷及 矿 法示意 图。 脉 内拉槽上 山 ； 其 三 以拉 槽 上山和 拉槽 平巷 2 ． 1 矿块布 置厦结构 参数 为 自由面 ， 开掘切割槽 。 靠近拉槽上 山的拉槽 在坑 内阶段高 度为 6 0 m 的基 础上 ， 矿块 炮孔呈垂直扇形 ， 最后呈束状 拉槽顺着 拉槽 划分 为矿 桂 和 矿房 。矿 块 沿 走 向布 置 ， 长 平 巷 由矿 体 的上盘 向下盘后 退式 施工 ， 炮 孔 2 S m 其 中 矿柱宽 5 ～8 m， 矿房长 1 7 ～2 0 m， 排距 O ， 5 m， 孔底距 i ． 1 m。 矿 津厚度 郎为矿房 的宽 度 。 不设 顶、 底 柱和底 2 ． 3 回采工艺 部结构 ． 分段高 1 0 m， 间柱不回收作为永久损 切割槽形成后 、 矿房即开始大量崩矿。 采 失 。矿房上盘暴露面积控制在 2 0 0 0 m 以内， 用 B B C l 2 o F型或 YZ G- 9 0型凿岩机 ， 在分段 顶板暴露面积控制在 2 0 0 m 以内。根据矿岩 巷道 中向上凿垂直扇形中深孔 ， 扇形面平行 的稳 固性 ． 可相应的调整矿房和矿柱的尺 寸 ， 于切 割槽 排距 1 0 m， 孔底 距 1 ． 8 ～2 ． 0 m， 为 但矿房的长度应和出矿设备的有效运距结合 便 于凿岩时排粉， 炮孔的最小 倾角应大于 起来考虑 一般情况下， 矿柱的位置应尽量选 5 。 择在矿脉较深 的地方布置 ， 以减少矿柱矿量 ， 提高矿块 回收率 。 2 ． 2 采准与切割 沿矿体 走 向 5 0 m 设置 一条 倾角为 5 0 。 的 脉外 人行通 风上 山 用于 人员和设 备上 下及 采区通风 。 各分蹬每 4 0 ～5 0 r a 布置一条惯角 为 5 的 弥补 矿岩 溜 井 ， 直 通 阶段 运 输大 巷 水 平。 分段巷道 格矿体走 向下盘脉 内布置 ， 用 于矿 房 躬凿岩和 出 且 起到 一 定的探 矿作 雕 垃搐 土 d f 沿 体 段向 、 靠矿体 上盘和 间柱 一一 端市置。拉搪 i 转萋直于矿镕走向。 一 般情况下 ， 当矿房 的炮孔凿至三分之 二时， 郎开始大量回采 ， 但为了避免爆破对中 深 孔凿岩 的影 响 。 最好 在炮 孔 全部 凿完后 再 大量 回采 。 回采是 由切 割槽 开始 ， 沿 矿 体走 向 一 恻 后退 ， 每 『丈爆破 l ～2排 炮孔 ， 到 矿柱边 界 为止 。 鉴于保护地表民房和工业设施等方面的 原目， 中深孔爆破应控制地表建筑物质点震 动速 度 不得 超过 2 c m／ s ， 并 据此 确 定 一 次装 药量 爆破采用多孔粘性粒状铰油炸药或 2 君石 硝铵 炸药， 非电导爆 系统起爆。 若一次 维普资讯 1 9 9 5 年莽 】 j 钳 冶金矿山设计与建设 4 3 装药量超过其控制最大量， 则须采用孔 内微 差起爆 。 回采顺序宣上而下 ， 但下分段要滞后上 分段 l o re 上 。 采用- 0 7 5型 电动铲运机在 分段巷道 出矿 ． 为确 保安 全 ， 出矿设备禁止进 入采空 区装运 作业 。 对于 因矿 津倾角较 缓 ， 本 分段 出矿后残存在矿体下盎的部分矿石 ， 可 待下分段 回采 ， 依此类 推 。 除最 终分段 采用平 底装 车方式 将矿石 装运 外 ， 其 它分段 的矿石 均 由出矿设 备转卸 到矿 岩溜井 ， 再经 溜 井下 部扮振动放矿机放入矿车中， 连 同最终分段 鹄矿石一起甩 7 t 架线式电机车运至矿仓。 据统 计 自 1 9 8 9年开 始至 l 9 9 3年 底 采 用 此方 法 已安全 回采 矿 石 3 9万余 t ， 矿房 回 采率 为 7 0 ． 1 2 ～8 5 ． 0 2 ， 混入率为 2 9 ％～ 3 4 ． 1 2 ， 万 吨采掘 比为 6 6 ． 4 ～l 1 8 ． 4 m。 由于 采用高效 的出矿设备和 每个分段 同时出矿等 原因 ， 所 以矿房 的生产能力达 6万 t ／ 丑以上 2 ． 4 采空 区处 理 针对铁山矿床七号矿体地表不允许陷落 的条件， 在矿块的布置中除留有一定宽度的 间柱外 ， 还 采用干 石 充填 法对 采空 区及 时 处 理。其工艺是将露天坑 内堆积的岩石和坑内 掘进巷道的岩石， 利用电机车和矿车遥至采 空区充填口， 靠翻车器或 人工把岩石直接魏 入采空 区。 根 据采空 区的规 格和 形状 ， 每个采 空区一般布置 2 ～3 个充填 口， 其位置多选在 倾角太、 空区较宽的地方 ． 这样易使块石靠 自 重充分地充填采空区。 随着充填的进行， 块石 在采空区中不断堆积 ， 充填线路也不断向空 区伸展 。当接近 采空区顶板 时 一般垂 高 2 ～ t in ， 上述 充填 方式就不 能满足采空区接顶 的要求， 而是利用水平充填系统后退式接项。 截至 1 9 9 3 年底， 七号矿体栗空区已充填块石 7 ． 6 5 7万 m 。 实践表 明 利用块 石作 为充填料 处理采空区 ， 消除了井下太面积冒落的威胁 ， 延缓 了岩块 冒落的 时间 。到 目前为止 充填 区 未 发现大 规模 的地 压话动 ， 只有 局部地 压显 现， 它对矿床开采无危害。经观测 ， 几年来地 层沉降甚徽 ， 对地 表的工业设施 、 民房及 良田 基本无影 响 ， 达 到了保护地表之 目的 。 3 主要技术指标 ● 利用上述采矿方法后 ， 其主要技术经济 指标经分 析后 ， 分别 列于表 l 、 表 2 ， 表 3 。 4 采矿方法评价与 认识 a - 该采矿方法布置简单， 无底都结构 ， 出 矿和 凿岩 均在 分段 巷道 中进行 ， 故采掘 比低 ， 逋风条件好。采准、 切割工程大部分为平巷、 便于机械化作业和多水平立体施工 ， 掘进效 率高 。 b ． 由于该采矿方法 ， 具有可采用高效率 电动 铲运机和 能在矿房 内几个分段 同时 出矿 的特点． 所以出矿能力大 ， 符合矿山强采的发 展趋势 。 裹 1 采矿主要材料单耗衰 维普资讯 44 冶盒 矿山设 计 与建设 1 9 9 5年第 l期 项 目 年 份 1 99 1 矿房丹化事， 矿房 回采率／ 7 6 5 5营岩 机 台班攮巷道 进尺 ／ m Y z G ． 9 O 凿岩机台班教率／ m 盘一 0 7 5铲 逗机 台班效率 ， t 采掘 比／ m 万 t _ 。 矿痔月生产艟力 t 矿房月 充填熊 力／ m 七号矿体年产量， 万 t 七号矿体年充填量， 万 m， 2 9 0 0 74 ．0 3 1 3 4 2 0 ．7 5 S 3 ．7 8 l 0 2 6 2 5 5 9 7 3 2 ．7 7 8 0 ，4 2 1 07 2 0 ．7 0 6 5 ，7 6 l l a． 4 3 520 1 76 8 5 ．9 8 47 1 ．2 7 20 c ． 该 采 矿方 挂 的上 、 下盘和 顶 扳 的暴 露 面积是 逐步增 大的 ， 因此在开采 中要充分 利 用这一特征 。井 在掌 握了矿岩允许暴露面积 的前提下 ， 尽可 能地增大矿房尺寸 ， 减少矿桂 尺 _ 寸。 d ． 该采 矿方法如能推广应用高鼓能的遥 控电动铲运机 就可进入采空区装矿 ， 及多 排 微差起 爆技术 提 高一次爆 破量 ， 其 采矿 指标则更佳。 f ． 实践 证 明 ， 该采 矿 方法 应 用 于铁 山矿 床 七号矿 体的开 采是 成功 的 ， 它为 倾角 小于 4 5 。 的 中厚矿体 的开采开辟 了一 条新 的途径 。 虽然矿块尺寸 、 爆破参数及 回采工艺受到 了 特定的地质条件的限制， 但其开采过程中的 一 些有益的探索和经验， 笔者认为可供类似 条件的矿山借鉴和参考。 收稿 日期1 9 9 4 - 9 2 0 O ● 曲 ∞ 0 ∞ L - 跎 匏 3 7 l 2 6 6 3 2 l 3 2 2 0 O 8 2 6 l 0 0 2 9 ． 8 7 l 8 ㈣ 龇 维普资讯