横向与纵向联合采矿方法初探.pdf

2 0 0 0 年第9 期 轻金属 。 轻 金 属 矿 山 。 7 r 1 横向与纵向联合采矿方法初探 彭正群， 赵其祥 釜 兰 麓 TD804 蒹。 ⋯ 10021752200009 000703 ’ 美 量 词 横 向 开 采 纵 向 开 采 ；三 角 矿 n 西 l 中 瞳 分 类 号 立 麓 标 识 码 B 立 章 一 号 一 一 I g 『 ， 龙门山石灰石矿属缓倾螽 } 矿体， L期设计中采 完整台阶上作业的矿量只占全部台阶矿量的 剥顺序为由南向北， 从矿体底板向顶板推进， 存在着 3 7 ． 6 ％． 即有近三分之二的矿量位于上三角或下三 三角剥离、 三角采矿的难题． 从目前看， 三角剥离的 角范围内， 而开采下三角矿时电铲长时间在斜坡进 技术难题已解决， 但由于三角采矿没有明确、 合理的 行采矿作业， 工作条件恶化， 影响设备寿命和工作效 采矿方法， 导致多次发生三角采矿矿石质量事故． 所 率。由于龙门山石灰石矿是单台铲采矿， 当集中开 以对采矿工作进行分析研究． 找到一个合理的采矿 采靠近底板的下三角矿石时， 采矿贫化问题表现突 方法． 对今后石灰石矿的生产． 如采剥顺序、 开段沟 出， 采场配矿工作无法进行， 难以保证供矿质量稳 1 龙 门山石灰石矿概 况 I 1 地质概况 龙门山石灰石矿位于 山西省河津市下化乡， 矿 床为中奥陶系马家沟统顶部第七段灰岩， 矿床呈单 斜构造， 层位稳定， 矿体走向N E ， 倾向N w， 倾角 5 ’ -- 1 5 。 ． 平均8 。 。在露天开采境界内． 矿体垂直厚度 4 --4 8 m． 平均 1 7 m． 覆盖层厚度 1 0 ～1 7 m， 覆盖物主 要是三种 未选指标灰岩、 石炭系山西式铁矿、 第四 系黄土。 l 2 开拓运输 系统 根据矿山地形条件、 矿体特征， 采矿采用电铲 一 汽车一破碎机 一 溜井 一 胶带运输机运输的联合开拓 运输系统。采矿台阶高度 1 2 ． 5 m， 设备 为 WD一4 0 0 型电铲． Y Q一1 5 0型潜孔钻， B J 3 3 6 4型运矿车。 2 三角采矿问题的提 出 因为龙门山石灰石矿矿体厚度较薄， 倾角较缓， 台阶高度为 1 2 ． 5 m， 所 以按常规方法开采在开采过 程中会出现大量的三角矿， 见图 l 。 按矿体垂直厚度 1 7 m， 倾角8 ’ 计算， 主要设备在 收稿日 期 1 9 9 9 一 艚 一】 1 整台阶 田1 矿体开采示意田 3 采矿方法探讨 3 1 纵向开采方法 纵向开采就是工作线沿矿体走向 露天矿长轴 布置。并起始于底帮或顶帮， 工作线发展方向是向 底帮或顶帮推进 见图 2 。 圈 2 纵向开采路蛾圈 维普资讯 8 彭正群． 赵其祥 横向与纵向联合矿方法初探 2 0 0 0 年第9 期 就本身来讲， 由于矿体空问形态的特殊性， 决定 了采用纵 向开采方法进行采矿， 无论起始位置在何 处， 都不可避免地存在着在很长 的一段 时间 内采三 角矿的问题， 此时台阶高度降低， 电铲生产效率大幅 度下降， 不能满足生产要求， 另外， 紧靠 围岩的三角 矿易于贫化， 三角矿 与整 台阶矿分别在某一时期集 中开采， 作业条件单 一， 生产 中无法进行采场配矿， 采矿效率和采出矿石 质量都会大幅度波动， 这 对生 产是极为不利的。因此全断面纵 向开采在本矿 山的 适用性受到限制。 3 2 横 向开采方法 横向开采就是工作线垂直于矿体走向布置， 并 起始于露天矿的某处， 工作线向一端或两端推进 见 图 3 。 图3 横向开采线路囤 采用横向开采方法进行采矿， 在整台阶矿和上 三角矿 区域 内， 电铲作业时可在水平面上行走， 但在 下三角矿 区域 内． 电铲作业期间需要上坡、 下坡交替 移动， 且工作时铲体始终倾斜． wD一4 0 0型 白重 1 9 0 t ， 其行走系统、 回转系统在这样的条件下工作极 易发生故障， 生产效率会受到极大的影响。而且在 同一爆区内潜孔钻钻孔深度变化大， 深度难以控制， 孔深不够， 则产生底根影响电铲铲装； 超深过大， 则 底板围岩大量混入矿石， 易发生采矿质量事故。所 以横 向开采也不能满足生产需要。 3 3 横向开采整台阶矿纵向开采三角矿混合采矿 方法 在生产实践中， 根据本矿矿体赋存特征和多年 工作认识， 我们曾在8 4 0台阶水平试验， 将采矿工作 的开段淘布置在整台阶矿体处， 使工作线与矿体走 向垂直， 即横向开采整台阶矿。整台阶采矿生产效 率高， 当采出矿石量满足某一时期的生产需要时， 再 纵向开采三角矿， 以便生产均衡。从而取 得了较为 理想的效果， 纵向开采上三角矿不存在电铲上坡、 下 坡使铲体倾斜的阅题。纵向开采下三角矿时， 电铲 爬坡每到满足一个采掘带宽度的高度后， 便调整工 作线使之布置得与矿体走向一致， 以便为电铲提供 较长时间在水平面上开采 三角矿的有利工作条件， 减少电铲爬坡和下坡次数， 避免铲体长 时间倾斜作 业， 影响电铲开采下三角 矿的效率。当矿石生产紧 张， 或矿石质量波动， 可能影 响氧化铝生产时， 再把 电铲移到整台阶处， 进行横 向开采， 以及时对生产做 出微观调整。这样有规律交替进行横向开采整台阶 矿纵 向开采三角矿， 可最大 限制地避开前述两种不 利情况的发生。 4 横向开采整台阶矿纵向开采三角矿 的适用性研 究 4 ． 1 生产安全性论证 由图 1可知， 整台阶矿的平均宽度 B为 1 7 1● B ； 3 2 ． O 2 m ￡ go 本矿采用汽车运输， 汽车在采场 内调车方式， 常 用的有 回返式和折返式两种。 回返式调车是汽车以迂回方式在采场工作面附 近改变运行方 向， 空重车人换 时间短， 仅 5 6秒种 即可人换完毕， 能有效提高电铲生产效率。 折返式调车是汽车以倒退方式接 近电铲， 空重 车人换时问较长， 1 5 ～3 O秒 人换 完毕， 电铲效率 比 回返式要低。 为了使电铲与汽车配合协调， 安全入换， 不致发 生事故， 一般 回返式调整车所 需工作面要 比折返式 宽。 生产实践表明， 当采用 2 0 t 汽车运输时， 所需最 小工作面宽度为2 5 ～2 7 m。而整台阶矿的平均宽度 为 3 2 ． 0 2 m， 已经基本满足安全生产调车条件。如果 个别地段连同上三角矿一并开采， 工作面还可扩大。 即便是在整 台阶矿宽度太 小， 上三角矿剥离尚未到 位时， 考虑到 WD一4 0 0电铲的最大挖掘半 径， 保证 电铲在水平面上行走的情 况下， 下三角矿 区域可 以 适当横向开采一定宽度， 实际工作面宽度 L还是可 以加宽的， 其加宽值为 Rr 见图4 。 舜 】 L B Rr 式中 R 电铲的最大挖掘半径， 1 4 ． 4 ， m； B整台阶矿平均宽度， 3 3 ． 0 2 m； r 电铲 回转轴至张紧轮距离 4 ． 5 m。 即 L3 3 ． 0 2 1 4 ． 44 ． 5 4 1 ． 9 2 m 实践证 明 实际采 场工作 面宽度常 达 5 0 m 以 上， 完全可以保证电铲汽车的生产安全性。 维普资讯 2 0 0 0年第 9期 轻金属 ] [ 一 图 4 最大挖掘半径 R 开采下三角矿． 电铲每爬到一定高度后仍在平 面上作业． 而每次爬高仅为 1 ． 2 6 m， 对于运矿汽车来 说， 道路只要稍做修整， 矿车作业都是 比较安全 的， 因此完全能够保证 电铲与汽车的生产安全性。 4 2 生产能力论证 横向开采整台阶矿． 电铲铲装条件好． 开采上三 角矿的作业条件优 于开采下三角矿 的作业条件， 因 此只对开采下三角矿时的生产能力加以简述。 纵向开采下三角矿 时， 采掘带宽度 9 m， 由图 4 可知， 每个采掘带采完后， 电铲需爬高 h 9 t h 8 。 1 ． 2 6 m， 采掘带个数与电铲爬高、 台阶高度的关系如 表 1 。 表 1 采掘带个数与电铲爬高、 台阶高度关系寰 由表 1知， 经过六个采掘带， 台阶高度降为 4 ． 9 m， WD一4 0 0电铲推压轴高度约 5 ． 5 m． 采装时， 为保证满斗， 爆堆高度不应小于电铲推压轴高度的 2 ／ 3 。近 5 m的台阶高度， 爆破后可满足以上条件， 电铲生产能力降低很小。 横向开采整台阶矿、 纵向开采三角矿的优点是， 避免 了电铲 的频繁爬坡， 大大减少 因爬坡而造成的 电铲故障， 提高了电铲的完好率， 又为在采场内对不 同作业条件 的矿段进行搭配开采创 造了条件， 因而 保证矿石生产的产量和质量不致发生大的波动。 4 ． 3 矿石损失贫化的论证 纵向开采三角矿在每一采掘带的高度变化小较 容易控制钻孔深度， 易于控制矿体底板混入， 减少了 矿石的贫化， 保证了矿石质量， 且由于有整台阶矿备 采， 也易于及时进行质量调配。 1 9 9 8年实践 证明， 纵 向开采三角矿量． 可采 出 厚度为 5 m 的三 角矿，比采矿计划 6 m 三角矿多采 l m． 可以说减少了三角矿量残留损失。 5结 论 横向开采整台阶矿体之后， 纵向开采三角矿， 整 台阶开采工作面宽度可保证生产的安全性， 纵向开 采三角矿， 可有效地降低矿石的损失和贫化。避免 电铲 的频繁爬坡， 大大减少 电铲故障， 增加设备的使 用寿命， 充分发挥电铲的作业效率， 从而提高矿山的 生产能力增加矿山的经济效益。故横向开采整台阶 矿、 纵向开采三角矿是适合龙门山石灰石矿特点的 一 种好的采矿方法。建议通过生产实践， 在对技术 参数进一步优化的基础上， 加以规范化推行。 参考文献 [ 1 】 孙盛湘， 邹氟麟． 露天采矿工程学[ M] I- 、 下册 ． 中南工业大学 出版杜． 1 9 8 8 ， 1 ． f 责任螭辑杜雅君 信 息 苑 天津有色金属集团与荷兰铝挤压公司合资建厂 天津有 色 金属集团与荷兰铝挤压公司就设立大型铝型材合资公司一事达成协议。授责 2 ． 4 亿人民币建设一座年产能力 1万 1 的挤 压厂． 生产 中国 国内夸后需要 的 高速列车和地缺 车用的鲒构部件材料 文华里 摘自 A 1 一中与 1 9 9 9年 7月号] 维普资讯