采矿方法转变中的生产衔接问题.pdf

S e r i e s No． 2 1 0 De c e lr ll b a r 1 9 9 3 金 属 矿 山 M ETAL M I NE 总 第 2 1 0 期 1 9 9 3 丰 第 l 2期 。／弓 采矿方法转变中的生产衔接问题 邯邢冶 金 矿山 管 理局 连民杰 本文以 酉石门 铁矿中 采区 为实 例 探 讨 有 底柱 缝 墨 法向 无 底柱 垦 转 变中 的 底柱处 理、 釉 ‘ 街接 伽 豸 册弓 关 键 调采 矿 方 法转 变街 接 像 历痒 t 砌f舌 习 [ 0 f ． 弓 - _ ～● -一 r 。 ’ ‘一 Pr o du c t i o n Li nk i n g-- u p i n t h e Tr a n s f o r ma t i o t i o f M i n i n g M e 4 h o d s L i a n Mi n g j i e Ta k i n g t h e e n t r a l mi n i n g d i s t r i c t o f Xi s hl me n I r o n M i n e a 5 e x a mp l e ， t h e p a p e r d u s s e s t h e flo o r p n l a r d i s p o s i ng - s t o p e s t r u c t u r e p a r a m e t e r s a n d p r o d u c t i o n l i n k i n g u p i n t h e t r a s f o r mstl o n o f t h e mi n i n g me t h o d f r o m s u b l e v e l C a V i n g wi t h flo o r p i l l a r s t o t h z t wi t h o u t flo o r l a r s ． 一 在 井 下矿 山的生产实践 中， 由于矿床赋存 条件和矿体形态的变化 ， 采矿设备的更新 ， 采矿 强度的要求以及采矿工艺的改变等原因， 有时 必须改变原来的采矿方法。倒如邯邢冶盘矿 山 管理局符 山铁 矿三 采区经历过空场法 向无底柱 分 段崩 落法 的转变 ， 玉 石洼铁矿 和西石 门铁矿 中采 区经历过有底柱分 段崩落法 向无底柱分段 崩落法 的转变 ， 西石 门铁矿北 采区经历过无底 柱分段崩落法向有底拄分段崩蒋 法的转变等 等。随着采矿方法的改变， 必然要涉及生产组 织、 损失贫化指标、 采场结构参数等 一系列问 题 。 西石 门铁矿 由马鞍 山钢铁 设计院设计 ， 华 北冶盘矿 山建设公司组 织基建麓工 ， 1 9 8 6年 由 基建转入生产 矿山基建时期， 中采区已经完成 了 2 0 8 米水平以上的采准工程， 提交采准矿量 4 5万 t ， 这一部分 采准矿量全 部按 有底柱分段 崩落法设计和麓工 。在 2 0 8 米水平按 1 5 m 间距 和 4 0 m长度布置电耙道 2 4条， 电耙道方向沿 矿体走向布置， 每排 3 ～6 条 ， 前排耙道 联巷作 为后排耙道 回风巷 。矿 山投 产以后决 定改变采 矿方法， 在 2 0 8米水平以下采用无底柱分段崩 落法回采， 以加快中采区的下降速度 ， 提高生产 能力。 根据 无底柱分 段崩落法采矿的工艺要求 ， 覆盖层的形成是其必要条件， 面底柱的处理是 使无底柱与上部 覆盖层联通的关键 ， 因此 ， 如何 处理 好 7 m 至 1 1 m 高 的底部结 构 及相应工程 ， 使其充分崩落 松散， 使无底柱第一分层、 底柱 崩 落体及上部覆盖 层形成 一十联 通的崩 落体 ， 这是实现采矿方法膜利转变 的关键 。 图 1 为 2 0 8 米水平分层 电耙道难置形式简 化图 ， 其 中 AA 剖面 为垂 直 电耙道方 向剖面 圈， B B为电耙道布置平面田。从图中可以看 出， 造成底柱采矿方法不能按正常结构参数布 置的因素有四部分 电耙道桃形矿柱 、 各斗穿间 隔墙、 各电耙道间隔墙 、 电耙联巷和回风巷道矿 柱 。 1 电耙道挑形矿柱的处理 维护好电耙巷道， 使其在整个采场的回采 过程 中不塌落 ， 这是 有底 拄分段崩落法 提高矿 石回收率的关键。桃形矿桂是保护电耙道的主 要因素， 因此在有底柱分段崩落法的采矿过程 中都保护比较完整。龟耙道底部结构参数见图 2 。 29 维普资讯 总第 2 1 0期 金 属 矿 山 I 9 9 3年 第 l 2期 厂 米水 平 、 、 一 Ⅱ - F - 匿 ] r - 臣 -一 { L _ 1 丰 匿 一 斗 删 飚 圭 J 三 I 墓 图 l 圜 匿 j 巨 刁 桃 彤 矿 柱 豳斗 穿 间 隔 墙 臼 隔 警 围 1 电把道布置形式简化示意 圉 2 电耙淮赢部钴构参敷 如 图 2所 示 ， 槐形 矿柱 断 面 为 3 2 ． 1 6 m ， 一条 电耙道 的桃形矿柱体积 y t为 一 40 1 286 ． 4 m 3 0 2 0 8 米水平桃形矿柱的总体积 为 t 一2 4 X V t 一3 0 87 3．6 m 如此 巨大的基本上完整 的矿 岩体 ， 必须 充分崩 落才能保证下部无底柱采矿的回采效果。从下 分层进路钻凿的中深孔由于电耙道、 斗穿、 斗颈 的隔离 很难控 制到桃形矿柱 内 ， 必须 在 2 0 8米 水平以上 实现桃形矿柱 的崩落 如果能在 电耙道 内向上钻凿扇形或束状孔 实现桃形矿柱的崩落 ， 当然是较理 想的 ． 但存在 如 下问题 ① 团采结束后 ， 电耙道内堆积有许多 岩石无法清理 ； 在回采过程中 ， 由于采场大爆 破和二次破碎的影响 ， 电耙道破 坏较严重 ， 在其 内凿 岩不安全 ； ③ 电耙 道多采用钢筋谲 凝土或 喷锚网支护 ， 开孔困难- ④桃形矿柱高度 4 ． 8 ～ 8 ． 6 m， 用浅孔爆破效果差 ， 由于耙道断面较小 及积碴的影响 ， 无法实现 中深孔凿岩 鉴于上述 原 因， 西石门铁矿 中采区实际选 用的办法是 在 电耙联巷 内， 与每一条 电耙 道相对应开 凿一个 凿岩硐室， 使用 YQ 一 1 0 0 潜孔钻机 ， 沿电耙道方 向在 桃形矿柱 中钻凿 l o o mm 深孔 ， 采用深孔 崩落桃形矿柱。 l O O mm 深 孔 断 面 积 为 o ．0 0 7 8 5 m ， 按 l O O k g ／ m 的 装药 密 度 ， 每 米炮 孔 的 装药 量 为 7 ． 8 5 k g 。根据挑形矿 柱的 断面积 ， 如果布置 两 个孔 ， 则单位炸药消耗 Q 为 Q 2 7 ． 8 5 ／ S 一 2 7 ， 8 5 ／ 3 2 ． 1 6 一O ． 4 8 8 k g ／ m 如果布置三个孔， 则炸药单耗 为 0 ． 7 3 Z k g ／ x -B 。桃形矿柱 四周均为崩落岩石 或巷道工程 ， 自由面充分， 炸药单位消耗控制在 o ． 4 8 8 0 ． 7 2 k g ／ m。 ， 则能达到较好的崩落效果 。 深孔布置方式有两种 一种为半扇形孔 ， 如 图 3 a所示 男 一种为平行孔 ， 如 图 3 b所示 。 平行孔凿岩硐 室掘 进工 程量较大 ， 实际施 工 中大多选 用半扇形孔 布置方式 ， 一条 或几 条 耙道桃形矿柱一次爆破 。 凿岩 硐 室 断面为 3 3 m ， 扇 形 布置 时 高 3 m， 平行 布置时高 7 m。 图 4 为 2 0 8 ～6 号 电耙道桃形矿柱处理凿 维普资讯 总 第 2 1 0期 金 属 矿 山 1 9 9 3年 第 1 2 期 岩硐室及深孔 布置实测 图 ， 表 1为该采场深孔 参 数 ， 采场实际炸药单耗为 0 ． 6 0 7 k g ／ m 。 囝 3 崩落橇形 矿柱深 孔布置 形式 围 4 2 O s -6号电靶道桃形矿柱处理嚣孔布置实测图 表 1 2 0 s 一 电靶道橇形矿柱处理深孔参数 孔 号 1 0 2 3 合 计 垂 直指 。 3 0 l 0 5 孔 探 阳 8 2 7 2 7 6 2 装药 长度 m 6 2 2 l 7 4 5 装 药量 k g 4 7 l 7 2 l 3 3 3 5 2 2 斗穿间 隔和 电耙道隔墙 的处 理及无底 柱分 段 崩落法的参数选 择 斗穿 隔墙形 状及尺 寸如 图 1 、 2所示 ， 每个 斗 穿隔墙 的断 面积 为 1 3 ． 6 8 m ， 长度 为 3 ． 6 m。 体积为 4 9 ． 2 5 m。 ， 体积较小 ， 处于桃形 矿柱与耙 道 间隔墙之间 ， 并 且被 各斗穿分 开 ， 受 耙道、 斗 穿、 斗颈 和堑 沟掘进 的破 坏 也较大 ， 比较 易塌 落 。 只要桃形矿柱 和电耙道 间隔墙能 充分崩落 ， 仅 斗穿隔墙 不会对下 部采矿造成重大 影响， 故 不专 门增加处理 斗穿 隔墙 工程 ， 只是 在处理 电 耙道间隔墙时结 合考虑 。 电耙道 间隔墙形状及尺 寸如 图 1和图 5所 示 ， 隔墙宽 度 5 ． 4 m， 高 度 7 ． 2 ～9 ． 9 m， 断面 积 4 6 ． 1 7 m ， 是 底部结 构 中体积 最大 的部分 ， 而 且 整体性 也最好 ， 必须充分崩落 。 但 隔墙 内无任何 工程不影 响下部 中深孔凿岩 ， 可与下部 无底 柱 采矿一起考虑 。 以减少掘进工 程量 和对 有底 柱 采矿 的干扰 。 圉 5 隔墙 处理 中深孔布 置 矿 山基建 时 ， 2 0 0米水 平作 为 中段 运输 水 平 已布置 了一些 工程 ， 可以结合使用 ， 因为无底 柱分段 崩落法 第一分层就设在 2 0 0米水平 ， 进 路方 向与耙道方 向一致 ， 沿矿体走 向布置 ， 回采 沿走向推进 。这 样可根据 2 0 8米水平分层 电耙 道的 回采进度 ， 安排 2 0 0米水 平分 层无底 柱的 采准和 回采工作 。 保证生产的正常衔接 。 若进路 维普资讯 总第 2 1 0期 金 属 矿 山 1 9 9 3年 第 1 2期 方 向与 电耙道 方 向垂直 ， 可能造成 2 0 8米水 平 分层耙道大部分回采 结束后才能开展 2 0 0米水 平分层的 回采 ， 很难保证中采区的产量衔接 。 若 进路方 向与耙道 方向一致也有利于上 部底柱崩 落和矿石回收率 的提高 。 2 0 0米水平分层如果按一般的 l o re 间距布 置进路 ， 则由于 2 0 8米水平底 部结构的影响 ， 与 -2 0 8米水平工 程形不成 对应 关系 。中深孔布置 复杂 ， 凿岩 时边 界 不易控 制 ， 不 利 于矿 石的 回 收。如果在每一条电耙道下部和电耙道 间隔墙 中问均 布置一条进 路 ， 即 进路 间距 7 ． 5 m， 这样 每条进 路 内中深 孔布置形式简 单 ， 有利 于边界 控制爆破效果和 矿石 回收 ， 但采准 比大 。 根 据无 底柱分段崩落法上分层损失矿石可在下分层 回 收的特点 ， 2 0 0米 水平分 层 的主要任务 是完成 本分层和上部底 柱的崩落 ， 形成覆盖岩层 ， 为下 部 回采创造条件 。 最后确定的方案是 在 2 0 0米 水平 对应 于上 部隔墙的最高点 布置 进路 ， 进路 间距 1 5 m。此 方案采准 比低 ， 中深 孔布置较规 则 ， 有利 于边界控制和上部 隔墙 的崩落。 然后在 1 9 0米水平和 1 8 0米水 平分层 将进 路间距调整 到 l o re， 逐步形成进路的菱形布置 。 2 0 0米水平分 层分 段高度 8 m， 连 同耙道隔 墙一起考虑 ， 中深孔最大深度也 只有 1 4 m， 边孔 角按尽 可能使 2 0 0米水平 分 层矿 量多 崩落 考 虑 ， 以减少 1 9 0 米水平分层的凿岩 深度 。 中深孔 排距 1 ． 5 m， 设计时必须利用 2 0 8米水平分层的 实测 资料 ， 在正常排距不变 的前提下 ， 将 中深孔 延伸到斗穿隔墙内将其崩落 ， 孔底距为1 ． 6 ～ 1 ． 8 m， 实际炸 药单耗为 0 ． 4 k g ／ t 。 图 5为 中深孔 布置形式 图， 实际 回采结果表 明 ， 此方案是可行 的， 2 0 0 米水平分层损失的矿石在 1 9 0 米水平、 1 8 0米水平两分层 已逐步 回收 。 3 电耙道联络巷和回风巷矿柱的处理 电耙道设 计有一些特定要 求 ， 如 斗穿与溜 井间距离不小于 3 m， 溜井与耙座间距离不小于 2 m， 挂滑轮点与斗穿距离不小于 4 m等。这就 使得 电耙 联巷和 回风巷必 须 留有矿 柱 如 图 1 所示 。这些矿柱 的宽度一般为 6 ～8 m， 长度为 矿体水平厚度 3 0 7 0 m， 高度与采矿高度相近 ， 一 般为 1 0 2 0 m。 这 些矿柱处理 比较方便 ， 可以 直接 在 电耙联 巷 和 回风 巷道 内向上钻 凿 中深 孔 ， 用 中深孔崩落矿柱 。 由于电耙联巷和 回风巷 断面较小 ， 有些部位 需要扩帮 ， 还 需增 加相应的 切割工程。中深孔参数与 2 0 0米水平分层无底 柱中深 孔参数相 同。 西石 门铁矿 中采 区按上述方 法组织 生产 ， 顺利地 实现 了采矿方法 的转 变 ， 保 证了正常的 生产衔接。表 2 为采用无底柱分段崩落法后最 上三个分层 的实际回采情况 。 衰 2 实 际回采 效果 2 oo米 1 9 o米 1 8 o来 合计 分 层 分层 分层 地 质矿量 万 t 2 5 ． o 7 3 1 ． o 2 3 1 ． 7 5 8 7 ． 8 5 设计崩落矿岩量 万 t 2 5 ． 7 0 4 O ． 7 7 3 3 ． 1 4 9 9 ． 6 1 宴际采 出毛矿 量 万 t 2 o ． 5 6 3 5 ． 5 9 3 9 ． 3 3 9 5 ． 4 8 宴葡采} I 【 地蠢矿量 万 t 1 4 ． 5 1 2 6 ． 8 o 3 1 ． 0 3 7 l _ 7 4 回收事 5 7 ． 8 B 8 4 ． 4 5 9 7 ． 7 0 8 1 ． 6 6 贫化事 2 9 ． 4 8 2 6 ． 3 8 2 I _ 1 o 2 4 ． 8 6 从表中可以看出 第一分层 2 O 0 米水平分 层 的回收率 为 5 7 ． 8 8 ， 超过 了一般 无底 柱分 段崩 落法第一分层 的 回收指标 3 o ～4 O ， 上三 个分层 的合 计 回收率达到 了 8 1 ． 6 6 ， 也 是采用 无底柱分段崩 落法 矿 山中较 好的指标 。 上两个分层 贫化较大 ， 主要是 崩落岩石 中底部 结构和其 它工程引起 的， 至 1 8 0米 水平分层 时 已接近正常指标 。 根 据西石 门铁 矿中采 区的生产 实践 ， 采 用 有底柱分段崩落法 的地下矿 山在改用无底柱分 段崩落 法时 ， 只要处理好上部底柱 ， 再加无底柱 第一分层采场结 构参数的 合理选择 ， 就能 实现 均衡持 续生产基 础上 的采矿方法顺利转变。 收稿 日期1 9 9 2 ． 1 1 ． 1 3 维普资讯