金属矿山井下开采采矿方法分析.pdf

M 洲 ⋯ 金属矿山井下开采采矿方法分析 宋金国 辽阳弘信安全评价有限公司 ， 辽宁 辽阳 1 1 1 0 0 0 摘要 金属矿山的井下开采作业以连续开采技术为主。我国在金属矿 山的井下连续开采领域 已经基本达到与处于世界先进 水 平， 初 步完成 了井下作业的 自动化 、 机械化、 连续化。 本文将以当前金属矿 山的井下开采现状 为研 究出发点 ， 分析常用金属矿 山 井下开采方法 ， 并提 出井下矿 山开采问题与应对措施 ， 希望能够为业内提供 一定经验 的帮助。 关键词 金属矿 山 ； 井下开采 ； 采矿 方法 ； 研 究 中图分类号 T D3 2 5 文献标识码 A 文章编号 1 1 5 0 0 4 2 0 1 8 0 4 0 2 0 7 2 金属矿山的井下连续作业受限于矿体开采限制多、 环境较 为复杂， 以及采矿技术要求高等原因， 在一定程度上限制了采矿 技术的选择。 从 目前的情况来看， 全球范围内最常用的方法为连 续开采技术。 1 金 属矿山井下开采现状 以笔者的经验和对文献资料的查阅， 当前矿山开采方式大 体可以分为两种， 分别为露天开采以及地下开采。 如同字面意思 一 样 ， 露天开采就是在暴露的环境下进行开采作业 ， 地下开采即 井下作业。 地下开采步骤可以被划分为四大阶段 矿床开拓、 采 准矿块、 切割矿块、回采矿块。 近些年伴随着国内对于金属矿山 的井下作业不断投入更多的人力 、 物力用于改进和研究开采方 法， 使得国内井下作业机械化水平均得到了大大的提高。当前 国内已经实现了大部分的金属矿井井下 自动化开采 l 。其中的 井下连续开采已经成为国内最常用的技术。 根据矿体的硬度不 同， 可以将井下连续开采分为两种方式。 第一种是在矿体硬度较 低的J 隋况下， 采取连续切平行的方式进行施工。第二种为在矿体 硬度较高的状况下 ， 将开采流程划分为多个独立施工段 ， 在每一 个施工段内独立、 连续的完成开采施工。 需注意的是必须要协调 好每一个工序的节奏， 才能够保障所有工序一同完成。 相较于国 外的井下采矿方案有着完备的配套设备和较高的机械化水平 、 自动化、 液压化、 无轨化特点。 我国在近些年开始了对机器人作 业、 无人驾驶等技术的研究， 这表明我国也正在朝 向自动化开采 方向发展。 2 金 属矿山常用井下 开采方法 2 1充 填采矿 在金属矿山开采工作不断进行的同时， 之前挖空的区域就 很容易出现围岩崩落问题。 面对这一问题就需要应用充填采矿 的方式将填充料送入采空区， 用于支撑采空区防止发生崩落。 这 是保障矿山安全 、 正常工作的重要手段 】 。 在开采稀缺矿体， 但 围岩并不稳定的矿山时填充采矿是一种很好的方式。 填充采矿 常用于开采条件较为复杂的区域， 如易受交通、 火灾、 水体影响 的情况下都可以使用这种方式。 填充采矿能够大大加强金属矿 山的井下开采安全性， 此外这种采矿方式对于环境造成的影响 也相对较小。 根据填充料以及填充料输送方式不同， 一般将充填 采矿分为三种方式。第一种方式干式充填。干式充填即将砂石 收稿 日期 2 0 1 8 - 0 4 作者 简介 宋金 国， 生于 1 9 7 1 年 ， 男 ， 汉族 ， 河北承德人 ， 大专 ， 注册 安全 工程 师， 研究方 向 采矿安全。 用风力输送或是机械输送带方式送入矿区。这种方式常用于不 发达 区域 ， 不过在采矿 技术越发 进步的今天 ， 这种采矿 方式便显 得过于落后且比较复杂。较高的作业成本使得人们在近些年已 经不再使用这种方式。第二种方式为水力充填。水力充填如字 面意思已将试将水与填充料充分搅拌制成砂浆， 之后用泵压将 砂浆填充料送入采空区域 ， 在填充料硬化后就能够为采空区提 供较为坚固的载体。第三种方式为胶结充填。胶结充填将水泥 、 石灰、 沙子 、 细碎的石头混合 ， 之后用管道将混合料送入采空区。 因为胶结填充不仅流程简单，同时作业速度相对较快 ， 所以成为 了目前矿山企业最常用的方式。 2． 2空场采 矿 空场采矿方式即利用采矿回采时， 将矿场分为两个部分先 后开采。 先开采的部分为矿房， 另一部为矿柱。这种采矿方式根 据矿块、 矿壁的结构差异以及回采作业的特点， 可以分为房柱采 矿 、 阶段性采矿、 全面采矿。这种采矿方式最大的特点便是回采 矿房所留下的空场并不及时处理 ， 而是利用这一空场进行出矿、 回采作业。 在结束矿房开采后， 根据矿房的开采顺序 ， 在空场进 行矿柱的回采作业。 空场的矿柱形式以及是否留下矿柱要根据 矿 岩特 性以 及采 矿方 式决 定 。 一 般来 说这 种采 矿方案 仅能 够作 用 于 围岩 以及矿 石相 对稳 定 的条件 ， 这种 采矿 方式 允许 采矿 区 于特定时间内大范围暴露 。 需注意的是， 因为这种采矿方式有一 定危险性因此安全处理是需要予以高度关注的。 首先要做好顶 板管理工作 ， 用于对采矿中形成的顶板、 围岩 、 空间测定与观察， 了解上述内容的位移、 变形的规律以及变化情况。以便在出现冒 落前就制定出有效的应对防范方法 ， 保障作业人员与作业设备 安全。 其次根据监测数据 、 岩石力学、 矿 山地质决定爆破方式、 回采顺序降低冒落危害。此外还要根据矿石品位高低、 破碎带位 置 、 地质构造 、 采场面积与结构选择合理相撞的岩柱与矿柱控制 地压和保护顶板。最后回采矿房时， 绝对不能够破坏顶板。在使 用深孔爆破时必须做好炮孔深度、 方位的有效控制， 决不允许穿 透暂不回采的矿柱。 事实上我国在多年的发展中早已能够熟练 运用这种技术， 我国对这项技术的理解与运用能力已经非常成 熟 ， 所以有着较为广泛的应用范围。 2． 3崩落 采矿 这种采矿方式的应用 目的在于有效控制地压。使用各种各 样的方式利用围岩崩落填充采空区。这种采矿方式大多用于矿 体围岩不够稳定、 地表状态相对稳定的『青况。 不过需要注意的是 在使用这种方案和采矿方式前 ， 必须做好科学、 全面的计划 。 在 实际作业中必须严格按照预期设计步骤操作，以免发生安全事 故。 在围岩崩落后需要及时运送矿石 ， 将矿石运走， 将费石填充 采矿区。 最后围岩支撑作业也是需要予以重点关注的， 这样才能 够保 障金 属矿 山开采 的I rI． , 0 进 行 。 下转 2 1 0页 20 7 M 。 t 的抗拉强度为 1 7 6 ． 1 MP a， 在 2 3 0 C热 1 小时再冷却到室温后 的抗 拉强度 为 1 6 7 ．8 MP a ， 强度保持 率为 9 5 ． 3 ％。 与没 有添加镧 铈混合稀土相比， 添加0 ． 1 5 ％镧铈混合稀土的耐热铝合金导线 的抗拉强度提高了1 0 ． 5 ％， 强度保持率提高了 8 _ 2 ％。 量 魑 擐 镧铈混合 稀土 添加量 ／ ％ 图 5 耐热铝 合金导线 的抗拉强度 随镧铈 混合 稀土添 加量的变化 曲线 3 结 论 1 添加微量的镧铈混合稀土可以提高铝合金导线的强度 、 导电率和耐热性能。 随着镧铈混合稀土添加量的增加 ， 耐热铝合 金导线的强度 、 导电率和耐热性能逐渐提高。 2 当添加0 ． 1 5 ％的镧铈混合稀土时， 耐热铝合金导线可 以获得最佳的导电性能和力学性能 ， 其抗拉强度为 1 7 6 ． 1 MP a ， 导 电率 为 6 0 ． 9 ％I ACS ，在 2 3 0 C}J H 热 1 ／ J F ,I 后 的强 度 保持 耷 。 9 5 ． 3 ％ 。 3 与没有添 加镧铈 混合稀土 相比 ， 添加 0 ． 1 5 ％镧铈 十 土的耐热铝合金导线的抗拉强度提高了 1 0 ． 5 ％， 导电率提高 r 3 ． 0 4 ％I ACS ， 强度保持率提高了 8 _ 2 ％。 围 参考文献 [ 1 】 邹伟 丰 ． 耐热 铝合金导 线在高架 空输 电线路增容 改造的设 计应用 i j ] 【{ 【 2 】 李宇 ． 节 能 导线在输 电线路 中的应用探讨 [ J 】 ． 科 技风 ， 2 0 1 7 ， 1 9 ’ 【 3 ] 李钊 ，李舂 燕，冯砚厅 ． 节 能 导线在输 电线 路 中的节能 效 果分析 【 】 ] 电 J i 学与工程 ， 2 0 1 6 ， 3 2 1 0 2 8 - 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