济良诺夫地区各地下矿采矿方法的发展.pdf

济 良诺 夫 地 区各 地 下矿 采矿 方 法 的 发展 苏联济 良诺夫铅公司采矿工程师A． H．加诺维切夫 H ． 索波列夫 全 苏有色金属采矿冶金科学研究所技术科学副博士B ． B ．什卡 尔佩金 济 良诺夫多金属矿床矿化带的长度 、厚 度和 深度 尺寸都很大 。在此矿化带范 围内各 种金 属矿 物的分布很不均匀 ，从致密的硫化 矿块 到表外的浸染矿变化不一 。矿体的边界 有时需要根据取样数据来确定 。矿体基本呈 急倾斜透镜状 ，由于 出现分枝 、岩枝和岩石 夹层 ，使矿体很不规则 这些矿体 与围岩呈 整合接触 ，其走 向长度达 2 0 0 0 m，厚度为 5 0 ～ i 0 0 m。厚矿体通常被一些岩石夹层或级外 矿脉分割 。 矿石和岩 石 的物理 力学性 质变化很 大 ， 其普氏坚固性 系数为 6 ～3 _ 8 。各种 矿石的密 度为 ； 氧化 矿 2 ． 6 t ／ m } 混合矿 2 ． 7 t ／ , m。 }致 密矿 3 ． 3 t ／ m’ ；浸染 矿 2 ． a t ／ m。 ；表外矿 2 ． 6 t ／ m 。 在矿体 与岩体中裂隙很发育 ，形成一些 裂隙组 ，但无明显的方向性 。 矿体 与岩体的稳定性 由西翼 向东翼逐渐 降低 ，即由非常稳定降到非常不稳定 格列霍夫矿床大部分为多金属矿化的急 倾斜厚 矿体 最厚达 5 0 m 。 矿体有的地方放 2 ～d m厚 的岩 石夹层或级外矿脉分割 。在细 脉性 石英一 绢云母一 绿 泥页岩 中成矿 。 围岩同样是页岩 ，下盘为不含矿石的页 岩 ，上盘为含有少量矿石 成分的页岩 。矿体 与围岩接 触不明显 。矿化带边界依靠取样确 定 矿 体和岩体基本上是 中等稳定 的。在构 造破裂区矿 、 岩都 不稳 定 ， 具有塌落倾 向。 主 要矿块 的普 氏坚 固性 系数为 l 0 ～3 _ 2 。 各矿床的含水量也不 同 r济 良诺夫矿床 西翼和格 列霍夫 矿 田含水量较低 ，至济 良诺 4 O 夫矿 床东翼 则含 水量 极大 。 鲁德内阿 尔泰 P y ／ I H “ A a r a a 矿区是在 3 0年代初 为增 加 国内有 色金 属 产量而 决 定 开发的 。 例如 ， 在 3 _ 9 3 2年 召开过研 究哈萨克 斯坦生产力 的会议 ， 1 9 3 4年 苏联科 学院开会 研究了发展 东哈萨克斯坦 生产力 同题 在这 些 会 议 的 决 议 中 着重 指 出 了 加 逗 勘 探 与 开 发 三个地 区 ，即里 得杰 尔、济 良诺夫和额尔齐 什地区的矿 床的必要性 。这些决议 实际上在 卫 国战争 以后才开始 实施 。 济 良诺 夫矿 在生产初 期采 用了 自下而上 和 自上而下水平分 层采矿 井对采 空区支护和 充填的方法进行开采 。 由于缺 乏深 孔凿岩工 具 ，预先 决定了要 采用 留矿法和分 段平 巷法开 采。长期应用阶 段矿房法开 采了济 良诺夫 露天 采场 底部以下 及边帮部分 的矿石 。 济 良诺夫 矿于 1 9 5 1 ～ 1 9 5 8年 间普 遍 采 用了分层崩落采矿法 。多工作 面同时进行 回 采 ，使单个 采区或全 矿的生产能力达到较高 的水平 。但 由于此法 的劳 动消耗量很大 ，大 量的坑木都遗弃 在崩落 区会造 成 自燃和发展 成为地下火灾 的危 险， 于是 需要寻求更有效 、 更 安 全 的 采 矿方 法 。 阶段强 制崩 落采 矿法 在济 良诺 夫铅公司 各矿井是从 3 _ 9 5 1年开始应用 的 。 首先采用 了 以补偿硐室分两 次回采矿块储量的方案 。在 这种采矿方 法的第一个方案中 ，要用桂架式 或伸缩式凿 岩机 打小直径 炮孔来崩落辅助硐 室的矿石 矿柱 里的矿 石用钻探用的钻粒钻 机钻孔。后来钻杆钻机和钻粒钻机被更有前 途的牙轮钻 机所 取代。该公司在哈萨克科学 1 3 3 ]年 第 1 1 期 维普资讯 院阿 尔泰矿冶 研究所 、全苏有色 金属 采矿 抬 金科学研 究所 的配 合下共 同进行 了牙 轮钻 机 的应用研 究。 在 1 9 5 6年到 1 9 6 5年期 间普遍 掌握了阶 段崩落采矿法 。在全苏有色 金属 采矿 抬金科 学研 究所和莫 斯科矿业学院 的参 加下 ，研 制 了分层崩落端 部放 矿采矿法 。 全苏有色 金属 采矿冶金科学 研究所制 定 的分层端部振 动强制放矿 的原理 ，已被应 用 于以苏共 2 2大 命 名的 一个井 下矿第 七水平 №2 5矿块的开采设计 中 。 天井 不包括切割天井 的掘进应 用了 KH B - 1型 机 组 。掘 进 劳 动 生 产 率 平 均 为 2 ． 6 m ／ 人 班 ， 最高 为 3 ． 1 m ／ 人 班 ， 即较该矿 的平 均指标高 0 ． 9和 1 ． 2倍 这 时 掘进 l m天井 的费用降低 了 l 0 ～ 1 5卢布 钻 孔平巷 用普通 的方法掘进 ，掘进 劳动 生产率 为 3 ． 4 m ／ 人 班 出矿平巷 采用从钻孔平 巷钻 L 少装药法 掘进 这 时掘进平 均劳动生 产率为 5 ． 1 5 m ／ 人 班 ， 最 高为 7 ． 6 m ／ 人 班 ； 比该 矿 已达 到的指标高 l ～2倍 。 掘 l m 巷道 的费用 降低 了 3 7 ． 8卢布 。 在上 分段 崩矿钻 L 的直径 为 7 0 ram，在 下分段钻孔 的直径 为 1 4 5 ram。用 “ B a m一 5 M” 型装药机进行 炮 L 装药 。采 用机械化装药 时 的爆破劳 动效 率为 1 0 0 0 k g ／ 人 班 ，而手 工装药包 时仅 为 3 0 0 k g ／ 人 班 。闱直径 圈外 金量 矿山 7 0 mm 炮 L比用 1 4 5 mm炮 L 崩矿 时 的大 块 率 降低 了 3 0 。 从矿块 中采出的矿石 由安装在 上、下分 段 巷道 的两 台振动机组输 出。共计 安装 了两 台 B H ． 2型 振动给矿机 、两 条 B P 一 8 0型各 长 5 0 m 的振 动 输送 机 、一 个 振动 溜 口和 一 台 B r - 4 0 0型振动筛 。 该 振动机组 的平均班效率 为 2 0 0 ～4 0 0 t ，昼夜效率为 4 0 0 ～6 0 0 t 。 开 采№2 5矿 块 的成 功经 验 为其 在 该公 司各矿 井中全面推广提供 了依据 。采用分层 崩矿和端部 振动放矿 的阶段强制崩落采矿法 的方案结构示 于图 l 。 天井掘 进 的 劳动 生 产率 为 2 m ／ 班 ； 掘进 通风巷道为 2 ． 9 5 m ／ 人 班 ； 用 钻孔少 装药法掘出矿平 巷和 钻 L 巷道 为 6 ． 8 和 6 ． 9 m ／ 人 班 ，按 全 矿块 为 3 ． 5 2 m ／ 人 班 。 一 个矿块 由两侧 向中间开采 。在形 成切 割 槽以后 ，便在 其中进行分层 夹制状 态下 崩 矿 ，并通过该矿块下部 的临时 顶柱进行分 层 放 矿 。 为放矿和 出矿 ，在矿块 内安装 了由振动 给 矿机 、振动输送机和 振动筛组成 的两条流 水 线。 在矿块 西翼 使用了以下机 械 一 台 B H 一 2型振动给矿 机和两 台 B P 一 8 0 M型 长 2 0 m和 2 2 m的振动输送机 ； 在东翼使 用了一台 B Ⅱ一 2 型振动培矿机和一台 B Y P l 型长 2 4 m的均 衡 式振 动输送机 ，该 输送机是 由全 苏有 色金 圈 1 用振动 机组进 行端 部强制 放 矿的 阶段 崩 落采矿 法 4l 维普资讯 属采矿冶金科学研究所试验 厂制造 的 。这两 条 流水 线将 矿 石运 给 一 台设 在 溜 井 口上 的 B r 一 4 0 0 型 振动筛 。 在 该矿块开 采期 间放矿与 出矿的劳动生产率平均 为 3 0 0 t ／ 人 班 。 整 个 矿块的 劳动 生产率 为 1 5 ． 5 m ／ 人 班 ， 比用一次 回采 、耙运设备放矿 出矿的阶段 强 制崩落采矿法的劳动生 产率提高 1 ． 5 倍 ，而 每吨矿石的采矿成本却 降低 了 3 0 。 在莫斯科矿业学院和全苏有色金属采 矿 冶金 科学 研究所参加下 ．济 良诺夫铅公 司最 先在用探孔大量崩矿采矿法开采急倾斜矿 床 中应用了 自行 式设备 。 在 一个盘区中开采t - 2 5矿块时 ， 采用 了 带 扒矿爪的 MK 一 3型 自行式 装载机进行 分层 端 部放 矿 。 尽管尺 寸为 1 ～ 1 ． 9 m的大块矿产 率 占 8 ～1 2 ，装载机 的 时间利用 系数 为 l 5 ～2 0 ，这种端部出矿的效率仍然 比电 耙 出矿的效率 高 2倍 。 从 1 9 7 5年 起 济 良诺夫公 司各 矿井都 开 始大 规模使用 自行 式设备采矿 。格列霍夫矿 使用 这类 设备 的效果更好 ，因为该矿采用 的 是 自行式 与振动式设备联合机组 。格列霍夫 矿 采用强 制 阶段 崩 落法 开采 了N 9 2 1 ～ 2 5矿 块 图 2 ． 并 且利 用了 自行 与振动设备机组 。 打 7 0 ram和 1 0 5 ram的钻孔崩矿 ，凿岩 劳 动生产率分别为 2 4 3和 1 3 8 t ／ 人 班 。利 用 妇 C1 ”型 自行 式装药机 进行 炮 L 装 药 。装药效率为每班 3 0 0 0 k g炸药 用 I I B Y - 4 ． 5 型 振动给矿机 自矿块 向 Mo A3 - 6 4 0 1型 自 卸汽车中放矿 ，然后该汽车将矿石沿斜坡道 经 1 5 0 0 m 距离运至地表 。用一 台自卸汽 车作 业 时 ， 矿块 的劳动生产率为 2 6 0 t ／ 人 班 ， 用两 台汽车作业 时曾达到 3 5 0 ～4 5 0 t ／ 人 班 。 在个别班 中一个 矿块的班 生产能力曾达 到 全矿井的 7 o oA。 这 时振动给矿机的效率为 7 5 0 t ／ 台 班 。 用 自行式 设备 掘进 、钻孔 爆破 、辅助作业 和振 动式设备 出矿组 成的联合机组开采矿块 ，使 鲁德内阿尔泰矿 区保持 了最高的 劳动生 产率 。采准与切割工 作的劳动生产率为 8 ． 9 m ／ 人 班 ， 钻 孔为 1 6 ． 3 m。 ／ 人 班 ， 放矿 出矿为 9 3 m ／ 人 班 ，回采工 作的劳动生 产率为 3 7 ． 8 m ／ 人 班 ，该采矿法的劳动生产率为 2 1 m。 ／ 人 ● 班 。 阶段与分段崩落采矿法各 方案的技术经 济指标列于下表 。由表可见 ，应用 振动式 和 矿 石与 围岩大量 崩落 采矿 法 的平均 技术经 济指标 分 两次 回采 接 一戎 回采在央 制状态 下崩矿 指 标 底都 放矿 分段 蛸都放 矿 褂 f 段与 廿段 底都 放矿 阶段 端都艘 矿 ’ 甘 屠 前 矿 一 4 准备 1 0 0 0 t 矿 量的 采准切 割工作 5 5 ～1 5 4 5 ～5 0 量 m0 2 0 0 放 篙 1 0 5 3 0 0 2 6 I 接采 矿方{ 皇的劳动 l 6 生 产率 4 ～ 5 6 ． 5 ～ 7 ． 0 1 4 ～ 1 5 1 2 ～1 3 2 0 m’ ／ 人 班 】 矿石 损失率 5 ～6 贫 化率 “ l 0 ～l 5 l 0 ～ l 5 1 0 ～ 1 3 9 豁 蔷 l 1月0t f l 0 7 ‘ 用振动 给矿 机与 撮动输 选机 放矿与 出矿 t． 分于 为采 用 自行式设 备的工 艺 分母 为采 用 自行 式或与 振动式 设备眭 音机 组工艺 ． 4 2 1 9 9 1 年 第 1 1 期 维普资讯 自行 式 设备 取 得 的 效 果 比较 好 。 济 良诺 夫公 司在最 近五年期间所用的设 备 如 下 作 业 捆进 设备 回采设 备 营 岩 营昔台车 MH 6 y lp ．I F X 型 如 H皿p ． I 型 自行设备 n ‘ pI MK 天 井担进 爆 破 y b 6 I 40 0 C 清麓和 回采 T 日P 0 3 5 0 [ I ／ 1 M铲运 机 T 日P 0 20 0 nⅡM MO A3 善道支 护 矿岩繁运 m P O 2 0 0 且B 拿 - 3 b l o A3 - 6 40 1 且I k．- 4 ．5 轨道运 输 注 一 辅助工 作与设 备维謦工 作用 设备 材辩 运进机 謦道机 、供 油 帆和 自行设备 检修车 ． 所 以开采济 良诺 夫矿 区各矿 床时 采用了 所有类型的采矿方法 在近 O年 来应 用最 普 遍的是阶段强制崩落法 在济 良诺夫公 司各矿 中试验 与采用了许 多新技术和新工艺 。在天 井掘进 上采用了带 出厂号 2的 K I I B - 4型掘进机组 ， 并应 用了一 套首批制造的 2 KB型联合机组 。在苏联 首先 以工业规模应用 了水平巷道钻孔少装药掘进 图 2 使用 自行式 与振动 式设备 联台 机组的强翩阶段崩落采矿法 法 ，在 有色 冶金系 统首 先应 用 了 K y p a M a和 I l t．x I L l 型风动装药机 。 该 公司在矿 山企业中第 一 个在放矿 出矿方面 用风枪清 除漏 斗天 井中 的棚料 ，以及在放矿 出矿 中应 用 自行式 设备 和 振动 技术 由于应 用了 自行式与 振动式 设备联 合机 组开 采矿体 ，该矿 已达到 了最高 的劳动 生产 率 译 自苏联 r o D H u n； ．K y p s a } ， 1 991， № 4， 1 0～ 1 2 王立兴译 宋彦琦校 田外 叠置矿 山 3 维普资讯