阶段深孔崩矿嗣后充填采矿法.doc

阶段深孔崩矿嗣后充填采矿法 方案说明书 长沙矿山研究院 草楼矿业有限责任公司 2006 年7月 目 录 1 前期深孔阶段空场嗣后充填采矿法方案1 2 矿块布置1 3 采场结构参数1 4 采准切割2 4.1 采切工程量计算2 4.2 采准工程施工2 5 回采工艺3 5.1 凿岩3 5.1.1 孔网参数设计5 5.1.2 VCR法掏槽孔参数5 5.2 装药6 5.3 爆破9 5.3.1 VCR法小区掏槽爆破9 5.3.2 回采爆破9 5.4 出矿10 5.5 采场通风12 5.6 采场充填12 6 采矿主要设备12 7 主要技术经济指标和材料消耗13 7.1 主要技术经济指标13 7.2 回采主要材料消耗13 13 1 前期深孔阶段空场嗣后充填采矿法方案 前期阶段深孔空场嗣后充填采矿法是对前期采矿超前拉底采矿后的矿房上部矿体的回采设计的。见阶段深孔空场嗣后充填采矿法方案图。超前拉底采矿方案在草楼铁矿前期60万吨采矿方案报告中已有论述，本说明为阶段深孔采矿说明。 2 矿块布置 矿块垂直走向布置。具体在11线和19线之间视-170m工程进度确定位置。矿块划分为矿房和矿柱。首采区矿块总体布置见-230m中段首采区矿块布置图。先采矿房，嗣后全尾砂胶结充填，充填体养护达到设计要求后可采矿柱。 3 采场结构参数 矿块结构参数矿块长为矿体厚度，宽30m，阶段高60m ，底部结构高15m。矿块划分为矿房和矿柱，其结构参数分别为矿房长矿体厚度，宽15m，阶段高60m；矿柱长矿体厚度，宽15m，阶段高60m。 4 采准切割 采准工程有采场凿岩硐室联络道、采场凿岩硐室、出矿平巷、出矿进路（拉底采矿时已施工完毕）和回风平巷。 切割工程堑沟拉底在前期采矿已完成。利用深孔，采用VCR法切槽，拉底上部矿房回采没有切割工程。 4.1 采切工程量计算 采切工程量计算见表4-1。 表4-1 采切工程量计算表 分类 工程名称 数目 长度（ m） 断面 工程量（m3） 矿块工业矿量 （t） 矿块采出矿量（t） 副产矿石量 （t） 岩石中 矿石中 合 计 规格（m）宽х高 岩 石中 矿 石中 合 计 单长 总长 单长 总长 采准工程 凿岩硐室 1 10 10 80 80 90 16х3.2 512 3536 4048 12022.4 装矿平巷 1 40 40 80 80 120 4.0х3.8 608 1216 1824 4134.4 装矿进路 10 11 110 110 4.0х3.8 1672 1672 5684.8 小计 50 270 320 1120 6424 7544 21841.6 切 割 工程 采切比 37.54m3/kt 244800 221054.4 21841.6 4.2 采准工程施工 1）在斜坡道未形成时 在斜坡道未形成之前，通过采区人行、材料天井，溜井使其与上、下中段联通，人员、设备、材料从天井上、下；掘进废石（矿石）通过溜井下放到-230m中段。在-170m中段巷道向采场凿岩硐室掘联络道，采场顶部掘凿岩硐室。凿岩硐室长为矿体厚度，高3.2m，宽为16m，比矿房宽1m，即矿房两边各超出矿房边界0.5m，方便矿房两边边孔的凿岩施工。为了减少硐室的垮度和暴露面积，在硐室中央设计预留一条宽2.5m的条状矿柱，将凿岩硐室的垮度由16m转变为两个6.75m，暴露面积由1280m2转变为两个540m2。为了作业安全，凿岩硐室顶板应进行锚喷支护。 底部结构在前期拉底采矿时已施工完毕。 2）采区斜坡道形成后 采区斜坡道形成后，人员、设备、材料通过采区斜坡道进出。其它采准工程施工同前。 5 回采工艺 回采分三步骤进行，第一步回采拉底层，第二步回采矿房，第三步回采矿柱。 5.1 凿岩 采场凿岩采用T-150或simba261在凿岩硐室内钻凿下向深孔，孔深约45m，钻孔直径Φ165mm。原则上尽量多打垂直炮孔，炮孔具体布置由施工设计来确定。具体的选用何种型号的钻机，由草楼矿业有限责任公司决定。 在凿岩过程中，每个钻孔孔口安装长0.8m的孔口管，孔口管为薄壁钢管，直径与炮孔略小。 Simba261潜孔钻机基本参数表5-1。 表5-1 Simba261潜孔钻机基本参数表 设备型号 序号 Simba261潜孔钻机 备注 1 制造商 瑞典Atlas-Copco 2 底盘 DC10D 3 推进器 BMH265 4 动力箱 BHV46 5 控制台 电液遥控装置 6 电缆卷筒 容量为100m 7 冲击器 Cop62 Cop42 8 回转头 BHR30 9 旋转装置 DHR62 10 行走部分 F4L912W 57HP/2300rrm 11 工作装置 380V 50Hz 45Kw 12 车速（ km/h） 前进、后退相同 0～12 13 爬坡能力 25 14 最小转 弯半径 内侧（m） 3.5 外侧（m） 4.88 15 外形尺寸长宽高 664516502000 16 机重t 9.90 17 主要工作性能 风压6～18bar；孔径115～165mm； 孔深下向220m，上向180m， 3600环形孔； 耗风量Cop62，6bar时6.0m3/min， 12bar时13.8m3/min，18bar时21.0m3/min。 5.1.1 孔网参数设计 根据我国大直径深孔采矿的经验，其孔（排）间距可按下式计算 （5-1） 式中B孔（排）间距（m）； Rj最佳比例半径（m.kg-1/3）； Q分层装药量，kg。 其计算参数选取参照安庆铜矿的经验参数。最佳比例半径Rj取0.71；分层装药量Q取30 kg。计算结果 B2.7～3.1m 矿房宽度为15m，考虑布孔施工的方便，设计确定排距为3.0m，矿房共布置6排炮孔；孔距2.8m，按矿房长80m考虑，则每排60个炮孔。 5.1.2 VCR法掏槽孔参数 采用小区掏槽，掏槽区一般布置在采场中部。掏槽孔网参数与采场孔网参数相同，为排距3.0m，孔距2.8m。采用12孔掏槽，掏槽面积50.4m2。 5.2 装药 装药结构是调节炸药能量分布与控制爆破效果的重要因素之一。采用空气间隔装药结构时，由于空气层的的气垫作用使得爆破的初始峰值压力降低，药包近区矿岩的粉碎作用因而减小，但由于爆破作用时间的延长，反而使爆破冲击量比密集装药结构的爆破冲击量更大。安庆铜矿矿房爆破实践证实，当空气间隔长度取值1.2m时，采场爆破大块率与粉矿率均较低。 草楼铁矿采用与安庆铜矿相同的普通乳化油炸药，钻孔直径ф165mm 的炮孔，采用人工间隔装药。其装药结构分两种情况 1） VCR法掏槽孔装药结构 VCR法小区掏槽采用普通乳化油球状药包爆破，其分层装药量一般为30～35kg，药包长径比（7～8）1。药包中心埋置深度为1.6～2.0m。药包下部采用岩粉堵塞，堵塞长度0.5～0.8m。药包上部采用细粒岩粉、河砂与水封联合堵塞技术，堵塞长度0.5～0.8m，水封长度1.2～2.0m（即吊装0.5m长的水封袋3～4个）。VCR法小区掏槽爆破采用水封堵塞爆破技术，可从根本上解决掏槽爆破后炮孔堵塞与孔口反冲的技术难题，保证掏槽爆破质量，提高采场掏槽效率。VCR法小区掏槽爆破一般采用单分层爆破，其装药结构见图5-1。 2）采场炮孔装药结构 采场院采用侧向崩矿，炮孔采用多层球状药包空气间隔装药结构，分层装药量一般为30～40kg。最下层药包进置深度1.6～2.0m，其下部堵塞料为岩粉，堵塞长度0.5～0.8m，层间空气间隔长度1.2m 。最上层药包上堵塞料为岩粉或河砂，堵塞长度1.2～1.4m。其装药结构见图5-2。 5.3 爆破 5.3.1 VCR法小区掏槽爆破 VCR法小区掏槽爆破掏槽面积50.4m2，掏槽孔个数12个，采用单分层爆破，分层平均崩矿高度3.0m。各次掏槽爆破的装药总量为300～400kg，其一次崩矿量600～800t。采用双发长脚线非电毫秒雷管孔内延时起爆方式。掏槽孔间微差间隔时间为25～100ms。 VCR法小区掏槽爆破炮孔少、掏槽断面小，爆破夹制性较大，因而要确保区内炮孔的质量。 5.3.2 回采爆破 回采采用小梯段侧向崩矿工艺。VCR法小区掏槽16～20m高后，即可开始小梯段侧向崩矿。侧向崩矿以掏槽区为中心向采场四周推进，相邻分区在高度上错落布置。一次爆破5排孔，崩矿步距15m，崩矿高度16～18m,一次崩矿量1.5～2.0万吨，最大单响药量控制在500kg以内，一次炸药单耗控制在0.4kg/t以内。 采用孔内双根导爆索、孔口非电毫秒雷管延时起爆方式。小梯段侧向崩矿可考虑应用大孔距小抵抗线爆破技术，尽量减少其动态抵抗线，从而改善爆破效果。段间延时25～50ms，边孔一般采用同段起爆。 采场破顶爆破破顶层的合理厚度根据类似矿山经验选取，一般为8～14m。采场破顶爆破有两种方式，其一为全断面破顶爆破；其二为局部破顶爆破。两种方式在技术上均可行，都有成功的先例。本设计推荐全断面破顶爆破方式。 采场全断面破顶爆破按孔内不同起爆方式来分，可划分为掏槽区和侧崩区两个区域。掏槽区采用长脚线非电毫秒雷管实行分层起爆，侧崩区采用孔内双导爆索孔口非电毫秒雷管延时起爆。 5.4 出矿 爆下的矿石采用Toro400E 型铲运机集中在采场底部出矿，矿石运输有两种方式选择，其一，通过采区溜井下放到-290m中段；其二，采用铲运机装梭式矿车或铲运机装EQ3092F19D型自卸汽车（或采用实际载重5t 的农用车）运输。在铲运机未到货前，可采用ZL-30C装载机临时替代。大规模出矿时必须采用铲运机。Toro400E 型铲运机参数见表5-2。 表5-2 TORO 400E铲运机技术特征表 动力源 电力 斗容（ m3） 3.8～4.6 载重量（kg） 9600 外形尺寸（m）长/宽/高 983326552370 缷载高度（mm） 1700 铲斗举升高度（mm） 5170 行驶速度（km/h） 0～3.5～6.8～12 离地间隙（mm） 370 最小转弯半径（mm） 内侧 3580 外侧 6695 功率（kw） 110 机重（t） 24.1 5.5 采场通风 新鲜风流由中段石门到下盘主运输巷，对前期拉底采矿，-170m回风中段没有形成时，新鲜风流经装矿平巷冲洗工作面，污风从上盘运输巷回风，由北风井抽出。对于矿房和矿柱的回采，-170m回风中段必须形成，此时，新鲜风流经装矿平巷冲洗工作面，或经过中段斜坡道进入工作面，污风由采场空区经上中段回风道回到回到风井排出地表。 5.6 采场充填 采场矿石出完后，集中充填，充填采用全尾矿膏体胶结充填，利用重力，充填料管道自流输送到采场，多点下料，分次充填，以利充填接顶，采场不需脱水。充填料配比、制备及输送工艺详见草楼铁矿全尾砂胶结充填试验研究报告。 6 采矿主要设备 凿岩设备T-150或simba261配VY40/6-18型空气增压机； 装药设备BQF-100； 出矿设备Toro400E 型铲运机； 运输设备梭式矿车或载重5t的农用车。 7 主要技术经济指标和材料消耗 7.1 主要技术经济指标 采切比37.54m3/kt 采场生产能力1000t/d 贫化率10 损失率10 7.2 回采主要材料消耗 回采主要材料消耗见表9-4。 表9-4 回采主要材料消耗表 序号 材料名称 单位 吨矿单耗 备注 1 铵油炸药 Kg 0.4 不含二次单耗 2 非电导爆管 发 0.02 3 导爆索 m 0.35 4 火雷管 发 0.008 5 导火线 m 0.013 6 钎头 个 0.003 7 钎钢 Kg 0.015 8 液压油 Kg 0.02 9 机油 Kg 0.01 10 柴油 Kg 0.18 11 汽车轮胎 条 0.0002 12 装载机轮胎 条 0.0002 13 木材 M3 0.0007 14 充填用水泥 T 0.037 15 尾砂 T 0.423 16 充填用水 M3 0.16