规模高效采矿方法优化研究(1).pdf

技术与市场技术应用 ２ ０ １ ９ 年第２ ６ 卷第６ 期 规模高效采矿方法优化研究 鹿联合，苗红杰，赵士磊 （ 河南神火集团有限公司，河南 永城 ４ ７ ６ ６ ０ ０ ） 摘 要 充填采矿法是常用的采矿方法， 尤其是中深孔分段侧翼崩矿和中孔分段崩矿嗣后填充法为规模高效的两种开采 方法， 从采矿方法应用现状入手， 探讨其优化问题， 以期为采矿技术的提升提供参考。 关键词规模高效；采矿方法；中深孔充填法；中孔分段崩矿法 ｄ ｏ ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６－ ８ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ９ ． ０ ６ ． ０ ８ ６ 引言 良好的采矿技术能够提高矿山开采的效率和质量， 增强采 矿施工的安全性和可靠性， 并为采矿作业的顺利进行提供技术 保障。但采矿作业的工艺技术较多， 其中常用的有充填采矿技 术、 溶浸工艺、 空场开采、 崩落技术等技术， 而充填采矿法的应 用最为广泛［ １ ］， 特别是中深孔分段侧翼崩矿、 中孔分段崩嗣后 填充法两种规模高效方法的应用， 不但能够提高采矿效率， 还 能提高采矿安全性。 采矿工艺方法应用现状及评估 当前， 在金属矿产开采中， 常依据围岩及矿体稳固性来选 择不同的采矿方法， 其中应用最多、 技术最成熟的有上向水平 分层干式充填法和潜孔留矿嗣后填充法两种方法［ ２ ］。而潜孔 留矿嗣后填充开采技术中， 应岩矿脉走向布置采场， 矿块去 ５ ０ ｍ长， 采场宽度应是矿体实际厚度， 高度可为 ４ ０ｍ ， 底柱为 ２ ． ５ ～ ３ ． ６ｍ ， 顶柱 ３～ ５ｍ ， 间柱 ４～ ６ｍ ， 联络道间距应为 ５～ ６ｍ ， 底部有密集型漏洞， 装岩机出矿， 由首个分层开始垫矿， 由下至 上回采。 上向水平分层干式填充法技术主要应用于矿体低于１ ５ｍ ， 岩矿体走向布置采场， 长度通常为 ３ ０～ ６ ０ｍ间， 矿体水平后端 超过 １ ５ｍ时采场布置应垂直于矿体走向， 宽度通常 Ｗｉ ｅ １ ０～ ２ ０ｍ 。间柱宽度为 ６～ １ ０ｍ ， 阶段高度 ４ ０ｍ ， 顶住 ３～ ４ｍ高， 底柱 ４～ ６ｍ高。分层回采高度 ２～ ２ ． ５ｍ 。如果矿石稳固， 可 用两采一填充方法， ４～ ６ｍ的分层高度， 上向孔或水平落矿。 崩落矿石用电耙送至溜井， 放矿方式为振动放矿斗。完成单个 分层回采后， 用废石直接充填采场。填充分层时， 留 １ ． ８～ ２ｍ 的继续上菜空间， 回采过程只能严格控制分层回采边界。 当前， 现有的采矿方法生产工艺及结构都较为简单， 管理 边界， 采准工程量不大， 能够较好地控制贫化损失。不过， 现有 工艺技术对矿体变化的适应性不强， 砌筑假巷及假底时， 施工 难度大且工期长， 给正常的生产组织及进度带来极大影响。同 时， 采矿施工的假底假巷在采空区， 安全性差， 生产效率不高， 矿 块生产能力也不高， 且施工人员的工作强度大， 采矿成本较高。 规模高效采矿技术的优化选择 ２ ． １ 斜道中孔分段采矿技术 矿房布置为沿矿体走向， 矿房长度设计为５ ０～ １ ０ ０ｍ ， 高度 设计为 ４ ０ｍ ， 矿体宽度设计为 ４～ ２ ４ｍ ， 矿体倾角设计 Ｗｉ ｅ ７ ０ 度。回采高度设计为 ９ｍ ， 底部结构为 Ｖ型槽， 顶柱厚度 ４ｍ 。 该技术中主要采准工程有脉外运输巷、 折反式斜坡道、 ４条切 割天井、 １条人行天井、 ４条分段切割巷和 ４条凿岩巷等。 切割采准环节中， 其工程主要有１条脉外运输巷、 １条折返 式斜坡道、 间隔 ８ｍ左右有铲运机出矿巷， ４条凿岩巷， ４条分 段切割巷、 ４条天井切割巷、 联络通道和４条措施短天井。各个 工程的施工程序为 在底部施工拉低凿岩巷 １条， 于矿体内及 穿脉内施工 １条设计坡度 １ ８度的折返式斜坡道， 且将其布置 与矿房一端。每隔 ９ｍ垂高联通每分段脉内凿岩巷， 各相邻分 段施工贯通 １条措施短溜井， 既能用于凿岩巷施工及斜坡道施 工时的溜井， 又可提高铲装机的出渣效率， 同时回采期间还能 提供爆破自由面。为较稳固围岩的一盘施工 １条脉外运输平 巷， 并于此脉外运输巷中间隔８ｍ左右施工（ 掘进铲运机） 出矿 平巷， 使其通到采场， 并于底部凿岩巷连通， 底部凿岩巷施工呈 “ Ｖ ” 型槽， 且与采场中央近端布置切割天井 １条， 每分段均以 切割天井为中心点布置其切割巷。采场另端布置通风人行天 井 １条， 且连通每分段的凿岩巷。 在回采工作环节， 在分段脉内切割巷中进行凿岩工作， 上 向扇形布置炮孔， 依据每分段切割巷、 钻杆、 切割天井所控制的 矿体形态设计回采爆破范围， 并对其炮孔参数逐一设计。采切 工程到位之后， 采场个分段爆破炮眼施工完成。完成分段炮孔 施工后， 依据回采设计顺序进行爆破［ ３ ］。布置炮孔应依据凿岩 巷道重点凿岩中心， 并将其作为起点， 布置成放射状， 且先由角 边孔布置， 而后依据所选孔底距进行均匀布置其他炮孔。 爆破工作中， 完成分段炮孔施工后， 须要依据设计爆破顺 序和回采顺序分别装药爆破， 爆破炸药为多孔粒状铵油进行爆 破， 起爆装置为非电导爆管。 采场通风设计为由短天井至采场至回风井至上中段回风 平巷。如果采场面积大， 单次爆破量也应大， 为强化通风， 应在 上中段回风平巷出安装局部风机。 在中孔分段采矿工艺的出矿环节， 每个分段落矿后， 分别 用铲运机通过 Ｖ型槽出矿。充填时采用两侧充填， 充填物为废 石胶结料， 胶结厚度为２～ ３ｍ 。中间选用废石干式填充。顶柱 回采环境中采用一次性中深孔回采。 通过应用中孔分段采矿技术， 矿产的生产能力、 回收率和 凿岩效率、 采切比及直接采矿成本、 贫化率等均得到显著优化。 ９７１ 技术应用Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ ＹＡ Ｎ ＤＭＡ Ｒ Ｋ Ｅ Ｔ Ｖ ｏ ｌ ． ２ ６ ， Ｎ ｏ ． ６ ， ２ ０ １ ９ ２ ． ２ 中深孔分段侧翼崩矿技术 沿矿体走向布置矿房， 矿房长度设计为５ ０～ １ ０ ０ｍ ， 高度设 计为 ４ ０ｍ ， 矿体宽度设计为 ３～ ２ ４ｍ ， 倾斜度 ７ ０ ， 分段回采高 度 １ ２ｍ ， 底部结构出矿为 Ｖ型槽， 顶柱厚度设计为 ４ｍ 。在采 切环节中， 依据设计原则采用节省、 简洁的方案布置中央措施、 脉外出矿巷、 脉内切割片、 脉外人行井及分段联络道等。凿岩 设计采用钻机巷道掘进和矿块崩矿。爆破布置为扇形， 填充法 为扇形中孔留矿嗣填充法， 顶柱 ４ｍ ， 回采首个分段时， 自由面 为切割天井， 而后形成较大自由面， 用中孔钻机施工， 上向扇形 炮孔。以扩槽及脉内切割巷后空间为自由面， 由脉外出矿进路 如 Ｖ型槽下方进行出矿。为弱化爆破地震， 选择微差爆破法爆 破。相邻排炮孔的起爆时间间隔应控制为 ２ ５ｍ ｓ 内。侧翼崩 矿， 而后退至人行井处， 再回采对应矿体， 施工人员由脉外运输 巷进入。该方法的应用中， 其采切比、 分化率、 回收率、 矿块生 产能力、 凿岩效率和直接采矿成本等指标都显著优化。 ２ ． ３ 采矿技术优化 上述两种方法在一定程度上解决了采场适应性和安全性 差的问题， 因其凿岩、 爆破均在巷道内上， 回采作业时无须暴露 在顶板下或进入采场， 进而提高了作业的安全性， 也在一定程 度上提高了采矿作业的生产能力。采场中选择中孔分段崩矿、 底部配合铲运机进行出矿， 大大提高了矿山开采的出矿能力和 开采能力， 使其开采质量及产量都能达到相应要求， 且高效、 安 全、 劳动强度低、 成本小。在两种中孔采矿方法中， 方法一能够 利用斜坡道采准， 来提高切割巷、 分段凿岩巷等工程的效率及 进度， 从而降低了施工者的劳动量， 也更加便于设备在分段凿 岩巷内的出入。方法二中， 直接利用天井来实施切割采准工程 和爆破、 凿岩等设备运输， 降低了斜坡道施工量。此方法中， 结 构布置较为简单， 工程量小， 但应用天井提升设备运输则比较 麻烦， 降低了其机械化程度。当然， 上述两种优化技术仍然存 在一定的缺点， 需要在实际应用实践中不断探索创新， 以不断 提高采矿技术水平和其生产的安全性。 结语 斜坡道中孔分段技术及中深孔分段技术的应用都具有较 强的适应性。尤其是斜坡道中孔分段技术， 特别适宜在地质条 件复杂的工作区， 利用对采场数量进行合理调配， 能够保证一 定的生产能力。本研究中的中深孔分段采矿方法较为高效， 规 模化程度高， 适宜于矿山内部稳固性及中厚的矿体， 通过铲运 机无轨出矿及中深孔落矿， 可以大大提升井下生产力， 从而满 足企业提质扩能的产量要求。 参考文献 ［ １ ］ 田小平． 缓倾斜极薄矿体高效开采新技术及应用［ Ｊ ］ ． 黄 金， ２ ０ １ ８ ， ３ ９ （ ８ ） ３ ８－ ４ ２＋ ５ ２ ． ［ ２ ］ 梁伟． 煤炭企业高效采矿工艺与技术［ Ｊ ］ ． 能源与节能， ２ ０ １ ７ （ １ １ ） ４ ９－ ５ ０ ． ［ ３ ］ 姜仁义． 露天转地下规模化开采采矿方法的研究［ Ｊ ］ ． 现 代矿业， ２ ０ １ ６ ， ３ ２ （ ５ ） ４ １－ ４ ２ ． （ 上接第 １ ７ ８页） 信息技术对教学的促进作用。还有一点突出的表现就是， 智慧 教室集中体现了校园教学精细化的管理。通过收集和分析人 和物两方面的相关信息， 通过云计算和大数据技术实现对教室 内环境的监控， 并进行自动调节， 有效辅助教学。智慧教室能 够通过对教室内部的大环境进行感知分析， 来营造出一个更加 适宜的学习环境以此来达到促进教学的目的， 推动师生在教室 之中进行一个更加和谐的交流， 促进教学的和谐进展。 智慧校园建设中大数据信息安全问题 数据越来越多的情况下， 对数据信息安全的保护也就越来 越困难。因为互联网等信息技术的流行， 我们都多多少少在各 种平台上留下个人信息。这些信息的安全性其实并不是都得 到很好的保护。因此， 在智慧校园建设中存在一个非常重要的 问题， 那就是对大数据库中的信息数据安全的保护问题。 首先， 在一个系统的平台之中， 一定要做好数据安全的保 护问题。对用户数据进行安全加密服务工作， 重视信息安全问 题， 避免出现数据信息泄露的情况。特别是校园中的很多数据 信息其实都是直接关系到学生与老师的一些私人生活的问题， 一旦出现信息泄露的情况， 将会使师生受到异常的骚扰与攻 击。所以要建立一个专业的团队进行网络数据的管理与保护。 其次， 当出现问题的时候， 一定要及时进行弥补， 采用有效的措 施， 最好雇佣专业的运营管理团队， 保证校园共享平台的安全 运行。无论是校园视频监控系统还是校园内部的一些智能传 感器系统， 这些技术最开始的出发点都是为了能够更好地建设 智慧校园， 更好地为校园中的师生生活进行服务。因此， 数据 信息的安全管理问题一定要放在重中之重， 这样才不会使得一 件好事变成具有不良影响的错误。最后， 学校最好专门针对信 息安全问题展开一些讲座、 讨论或者举办一些学习活动。重视 信息安全从来都不是单纯某一类人应该重点关注的， 对于学校 内部的每一位师生而言， 信息安全问题都是值得学习和关注 的。因此， 必要的时候， 学校可以专门对此问题进行一些宣传 讲座， 或者在学校的管理制度上进行强调， 这也是强化信息安 全管理的有效方式。 结语 大数据技术为智慧校园的进一步发展提供了强有力的技 术保证， 让智慧校园迈上一个崭新的台阶。但是现在关于大数 据技术的研究其实还在刚开始的阶段， 所以还存在很多的问题 需要进一步研究解决。其中最重要的就是信息安全问题。我 们不能否认大数据在智慧校园建设中的巨大作用， 所以我们应 该努力研究， 将数据技术的发展潜力充分激发出来， 并以此来 推动智慧校园朝着更好更快的方向发展。 参考文献 ［ １ ］ 翁锦榕， 吴礼裔， 吴文浩． 云计算及大数据技术在智慧校 园中的应用研究［ Ｊ ］ ． 中国新通信， ２ ０ １ ８ ， ２ ０ （ ８ ） １ ７ ０－ １ ７ １ ． ［ ２ ］ 杜艳绥． 基于云计算技术的智慧校园建设研究［ Ｊ ］ ． 辽宁 行政学院学报， ２ ０ １ ６ （ １ １ ） ９ ３－ ９ ６ ． ［ ３ ］ 周建坤． 探析高职院校智慧校园中云计算技术的应用 ［ Ｊ ］ ． 电脑编程技巧与维护， ２ ０ １ ６ （ ２ ２ ） ５ ２－ ５ ４ ． ０８１