采矿方法 (33).doc

6 无底柱崩落法放矿时矿岩移动的特点 1 基本上与有底柱崩落法放矿差不多。但也有不同之处。对于无底柱崩落法放矿时，崩落的矿不是从回采巷道的端部放出，因而使放出椭球体，松动椭球体和废石漏斗的发育不完全（它受到垂直采矿工作面矿壁的影响）椭球体略多于6个的一半。而且轴心有所偏斜，和矿壁成一不大的夹角。而在垂直于回采巷道的剖面上，放出椭球体的形状没有什么变化。（轴心偏斜角度可取4） ① 矿壁上，90，此时除截切椭球体外，椭球体长轴略向前倾斜，与矿壁面斜交成一个不大的角度。 ② 矿壁前倾，椭球体被矿壁截切，且发生前倾。 ③ 矿壁后倾。椭球体被截切部分减少。松动椭球体与放出废石漏斗也随着相应变化。 ④ 在垂直回采巷道的剖面上，放出椭球形状，没有什么变化。 [参考]轴线偏斜的原因是矿石的内摩擦角小于外摩擦角，阻力大的地方，矿石运动的速度就慢。 2 两个相邻回采巷道之间，存在着脊部损失。 在两条回采进路之间，所存在的矿石损失称为脊部损失。脊部损失的矿石可以在下分段回采时收回。 但如果回采进路（上下分段）不是呈菱形布置，则脊部损失就很难以回收。 图中1放出废石漏斗，漏斗中充满了废石。 2相邻回采巷道放矿后留下的脊部损失。 3已被回采过的回采巷道。 3 关于正面损失 在回采巷道的正面，由于崩落矿石层厚度大于出矿设备铲入深度，出矿后留下一斜条崩落的矿石，我们把这些损失称为正面损失。 正面损失的矿石很难回收，因为在下分段回采时，正面损失的矿石混杂在一起了。如果能回收出来一部分的话，那也是贫化了的矿石。 [注意问题]正面损失的矿石和脊部损失的矿石，实际是连成一体的。 7 回采巷道布置 1 回采巷道间距在矿山生产中，回采巷间距一般取用8～12米，略小于或等于一个分段的高度。有不少矿山（如大庙铁矿）采用10米间距。回采巷道的间距过大，过小都不合适。 ① 从放矿角度看，当回采巷道间距增大时，则相邻两条回采巷道的放出椭球体不相切，因而矿石损失加大。（两个椭球体分离） 进路间距↑→巷道掘进工程量↓→巷道稳固性↑→矿石损失↑。 ② 两个椭球体相交。当椭球体B和C相交时，当椭球体矿石放出后，再放椭球体C的矿石，而A已是废石，因而贫化增加了。 进路间路↓→巷道掘进工程量↑→巷道稳固性↓→矿石贫化率↑。 ③ 两个椭球体相切时，也正是两条回采巷道间距选择的合适时，损失、贫化指标都比较好。由此可见，在确定回采巷道间距时，应当考虑到放出椭球形态，与贫损指标的相互关系。 当矿石稳固时，回巷巷道间距主要取决于矿石的损失贫化指标。 另外，当崩落矿石的粉矿多、潮湿、流动性差时，回采巷道间距应取得小一些。 2 回采巷道断面尺寸 ① 回采巷道断面尺寸大小取决于矿石和稳固性，及选用的装矿、凿岩设备等。如选用ZYQ-14装运机和CEE-700型凿岩台车时，则进路断面可为，宽高33或43米2。 ② 回采巷道断面与放矿时矿石流动规律有关。 i 进路宽度从降低矿石损失贫化的角度看，进路宽一些好。进路宽、装矿设备可以在巷道的全宽上装矿，使矿岩呈水平接触面下降，这样就可改善矿石回收指标。因此，当矿石稳固条件允许条件下，使进路宽些好。 ii 回采进路高度从放矿角度看，进路高度小一些好。因为巷道高度大时，将导致上部废石提前混入到进路中的矿石中，使进路内正面损失加大。而正面损失难以回收。（何况正面损失又占有相当大比重） 一般情况进路高度为3～3.5米左右。 3 回采巷道断面形状 回采巷道断面形状可有矩形和拱形断面两种。从放矿角度来看，矩形断面比拱形断面好。因为拱形巷道的拱越高，则矿石流动面越窄，越易发生堵塞，并且使放出椭球体变得瘦长，而增大了矿石损失。 从巷道的稳固性来看，拱形的比矩形的好。因而当矿石的稳固性差，要采用拱形断面时，就应使回采巷道间距适当缩小。 4 回采巷道的布置 可分为沿走向和切走向两种布置方式。当矿体厚度较大，≥15～20米可切走向布置进路，反之可沿走向布置。（大庙铁矿是20米就切走向布置。） 沿走向布置时，回采巷道尽量靠近下盘布置，这样可以使矿层呈菱形崩落。从而减少矿石损失。 回采巷道布置时应注意 ① 坡度要求为了使回采巷道便于排水，装运设备重载下坡。故巷道应有3～50的坡度。 ② 转弯半径要求回采巷道有转弯的地方，为了装矿设备行走和装矿的方便，应有较大的曲率半径。 一般转弯半径R12米。 ③ 上、下分段的回采巷道应呈菱形布置。 8 分段运输联络道 1 分段运输联络道的作用 它是用来联结回采巷道与溜井，通风天井和设备井的巷道。使之形成完整的运送系统，它的主要作用是运输，因而又叫运输联络道。 2 运输联络道的断面尺寸 基本上与回采进路相同，因为设备要同样的行走，当运输联络道布置在脉内时，实际上它的一部分是一条回采巷道。 3 运输联络道的布置 可分为脉内和脉外两种布置形式。 ① 脉内布置 优点a 可以得到付产矿石；b 减少岩石掘进量；c 当围岩不稳固而矿石稳固时，可以提高联络道的稳固性；d 布在脉内，联络道可兼作回采巷道，可以减少采准工程量。 缺点a 当矿体赋存不规则时，往往影响上，下分段严格呈菱形布置；b 联络道布置在脉内时，往往是最后回采这条巷道，它承受的压力大，易被压坏，这样有时不得不一次崩落多排，造成矿石损失大。（即不能安正常的崩矿步距落矿，正面损失大，且安全性不好。回采联络道与进路交叉口处也不得不加大崩矿步距，一次4～5排，也使损失加大；c 通风条件差（联络道变成了独头巷道）。 ② 脉外布置 从脉内布置存在的缺点来看，分段联络道还是布置在脉外好，虽然增加了岩石掘进量，但其他方面的条件都较好。但是，当矿体厚度大，而又选有ETQ-14型这类装运机时，由于受到设备有效运输距离的限制。此时，不得不把运输联络道布置在脉内。 4 分段运输联络道对转弯半径的要求为了转弯顺利，要求转弯半径R6.5～8米。（指ZYQ-14型）若用铲运机R还应回大。 分段运输联络道与回采巷道之间的交角，应有一定的限制。一般α≤90，目的是运行方便。 9 通风天井 通风天井一般多布置在下盘围岩中。 二 切割工作 切割工作包括掘进切割平巷，切割天井和形成切割立槽。即在回采之前，必须在回采巷道的端部形成切割立槽，作为最初崩矿的自由面及补偿空间。切割立槽的面积和形状要与崩矿的面积和形状相适应。 切割立槽的宽度一般不小于2米。 保证切割立槽的质量很重要，它将影响回采工作能力否顺利进行及矿石回收指标的好坏。形成切割立槽的方法有如下几种 1 切割巷道和切割天井联合拉槽法 1 当矿体边界比较规正时，往往采用沿回采巷道端部矿体边界处，掘进切割巷道，根据切割平巷的长度，及爆破的需要在适当的位置掘进一个或几个切割天井。在切割巷道内，向上打平行的或扇形孔，以切割天井为自由面后退逐排爆破，形成切割槽。 一般每排布置3～5个炮孔，在拉槽过程中，应装运出部分矿石，使崩落的矿石松散，防止回采落矿时，发生过挤压现象。 优点切割井少，使用广泛。 缺点凿岩爆破质量不好时，易形成悬顶，为此可适当增加拉槽宽度，加密炮孔。 2 当矿体不规则时，或回采巷道沿走向布置时，则在每个回采巷道的端部都要掘进切割巷道和切割天井。这种拉切割槽的方法质量好。但掘进工程量较多。 2 切割天井和扇形炮孔拉槽法 这种拉槽方法是不掘进切割巷道，而是在每个回采巷道的端部掘进切割天井的方法。 切割天井位于回采巷道的端部中间，天井的长边与回采巷道的方向一致（切割天井的断面可为1.52.5米2）。 在切割天井的两侧用台车打三排扇形深孔，用微差爆破一次成槽。 优点① 这种拉槽方法只要保证切割天井有足够的高度，就能保证顺利的形成切割槽。 ② 不用掘进切割平巷。 ③ 切割炮孔与回采炮孔一致，都可以用台车钻成，工艺简单。 ④ 各条回巷道可以在合理的位置上独立形成切割槽，灵活性大，适应性强。故这种方法使用的也较广泛。尤其当矿体边界变化大时，用这种方法更宜。 缺点切割天井数量多，采准工作量大。 3 无切割井拉槽法 无切井拉槽法，其实质是在回采巷道或切割巷道中，钻凿若干排角度不同的扇形炮孔，分次（或一次）爆破形成切割槽的方法。 1 无切井分次爆破拉槽方法 这种拉槽方法是在回采巷道中钻凿若干排角度不同的扇形孔，以回采巷道为自由面而分次爆破，爆破后放出部分矿石，为下次爆破创造条件。全部炮孔爆破后，便形成切割槽。 具体作法是在回采巷道端部4～5米处，凿8排扇形炮孔，每排7个孔，按排分次爆破。这相当于形成切割天井。此外为了保证切割，槽的面积和形状，还布置9、10、11三排切割炮孔。 其布置方式相于切割天井拉槽方法。 [缺点]拉槽效果差，不能一次成槽，打眼覆杂，岩工不易掌握。 [优点]不必打切割天井和切割平巷，凿岩也安全。 这种方法大庙铁矿24矿体使用过，用9米高的分段，他们认为高分段不宜用这种方法，因不易保证质量。 2 楔形掏槽一次爆破拉槽法。 这种方法是在切割平巷中，凿四排角度逐渐增大的扇形炮孔。用微差电雷管一次爆破形成切割槽方法。 这种拉槽方法适用于矿石不稳固或不便于打切割天井的地方。如我国程潮铁矿在破碎和夹黄泥的矿段成功地使用了这种拉槽方法。 [参数] 程潮铁矿，由于矿石稳定性较差，切割巷道经常发生局部冒顶很高的现象，造成应用其它切割方法的困难。根据这一特点，该矿采用了在切割巷道中用YQ100钻机或台车凿楔形掏槽扇形孔的方法拉切割槽，并取得了良好的效果。目前程潮铁矿也不用了，仍然用打切巷，切井的方法开拉槽。 三 回采工作。回采工作主要包括落矿，出矿和通风等工作组成。 1 落矿工作 落矿工作包括有凿岩、装药、炸破 1 凿岩工作 ① 炮孔布置无底柱分段崩落法是在分段回采巷道内打向上扇形炮孔。扇形炮孔排面倾角有三种布置方式。 a 前倾布置排面倾角70三种。 a 边孔角为5～15这种布置方式，炮孔深度最小。在覆岩下放矿时，一般倾角在70以下时，矿石放不出来，也得不到松动，因此，这种布置随着爆破的进行，势必产生过挤压，及边孔拒爆等现象。影响下分段矿石的回收。同时45以下的炮孔孔口容易被矿堆堵住，爆破前清理矿堆的工作量大，且不安全。因此，生产中只有个别矿山因凿岩设备生产能力差，又不愿意降低分段高度，采用这种布置方式。 b 边孔角为45～50这种布置方式，炮孔的深度中等，45左右的炮孔孔口，虽然有时被埋住，但清理工作量不大。当分段高度为10米时，最大炮孔深度为15米左右，这与目前国内所有使用的凿岩设备能力相适应。因而，国内外矿山大多采用这种布置方式。 c 边孔角为70这种布置方式，边孔角与极限放出废石漏斗大致相符，爆破后的矿石在未爆破矿石面上流动，能得到较好的回收率，崩落矿石不会将炮孔埋住，装药方便，但炮孔深度最大。 当凿岩技术能在宽度较大的巷道中顺利的凿17米以上的深孔时，这种布置方式效果较好。 但根据我国目前矿山所使用的YG-80型凿岩机，孔深大于15米，效率显著降低。国外有些矿山使用宽回采进路5～6米宽，此时打垂直平行孔及70以上的斜孔。收到了较好的效果。当矿石稳固性允许的条件下，增加回采进路的宽度，应当认为是合理的。 ② 凿岩设备 国内主采用CZZ-700型胶轮自行单机凿岩台车，配YG-80型凿岩机，BBC-120F和YZ-90型凿岩机。 这种台车可打扇形孔，也可打平行孔，移动灵活，操作方便，凿岩效率高，平均生产能力为30～50米/台.班。 中型矿山使用凿岩台架，配YG-80型凿岩机。这种台架结构简单，易制造，维修量小，但凿岩效率比台车低。 ③ 爆破参数。d.w.a底 常用的合金钎头直径为51～65mm。 最小抵抗线w1.5～2.0米之间。一般可按W30d来计算。（d孔径）。若太小时，前排孔爆破时，易破坏后排孔，易带炮。W太大时，易产生大块和爆破立槽，影响爆破效果。 孔底距a底布置扇形孔时，一般使a底≈W。但此时孔口炮孔过密，为了使矿石破碎均匀，可以考虑适当减小W值，同时加大a底值，保持a底W积不变。这样可以获得较好的效果。 2 爆破工作 1 崩矿步距在回采巷道中，一次爆破的矿层厚度叫崩矿步距。一般每次爆破1～2排孔。在生产中常用的崩矿步距为1.8～3.0米。最优的崩矿步距要通过生产实践和试验来确定。过大过小都不好，都会使矿石损失贫化加大。 ① 当崩矿步距过大时，放出椭球体很快伸入上部废石中，即上部的废石很快就会流到回采巷道中，堵住前面大量矿石，使这一部分矿石放不出来，结果造成矿石损失。（如图b） ② 当崩矿步距过小时，放出椭球体很快伸入正面的废石中，回采巷道正面的废石提前出现，增加了矿石的贫化指标。（如图c） ③[参考]如果采用振动放矿机时，可以增大矿石活动带的深度，使椭球体的偏心率变小，从而可以增大崩矿步距。 二 装药工作 可用人工装药包，也可用压气装药。用压气装药可以提高装药密度，达以0.9～1.0克/厘米3以上，而人工装药只能达到0.6克/厘米3左右。 当使用压气装药时，可用FZY-10型、ZYZ-150型、FZY-1型、WZ-200型等装药。（多用前两种）。装入装药器的炸药必须事先过筛，防止堵管。 三 起爆方法对于无底柱分段崩落法，由于爆破次数多，因此，一般都采用导爆线和火雷管起爆的方法。使用这种方法是将每个炮孔中的导爆线并联在一起，第一排炮孔的导爆线用普通火雷管起爆，第二排则是用继爆管起爆。即用火雷管引爆继外管和导爆线起爆。用这种方法起爆，安全性好。 2 通风工作 无底柱分段崩落法的通风条件差，主要是因为分段回采巷道都是独头巷道，数量多、断面大，而且互相贯通，每个回采巷道又都通过崩落区与地表相通。因此，这种采矿方法很难形成贯通风流，管理起来与很困难。 通风问题，目前国内外均未很好解决。随着开采深度的增加和柴油设备的使用，这一问题将更加突出。目前国外矿山都采用加大送风量办法来改善通风条件。 国内矿山主要是回采工作面用局扇通风（见讲义P183图4-71）这种方法按装比较困难，管理也很困难，所以效果也不大好。 现在有不少人在研究如何形成贯穿风流通风的办法，比如采用高分段双进路开采的办法，这样可以在上部凿岩分段中设置局扇增大压差，进行矿堆通风，用以改善装矿进路的通风条件。 另外有的人还在研究采用“地沟通风”、“钻孔通风”都存在一些问题，不成熟。有待于研究。