含岩石夹层的倾斜矿体的采矿方法探讨.pdf

湖南有色金属 第 8 卷第 2 期 1习92 年 3 月 含岩石夹层 的倾斜矿体的 采矿方法探讨 李绍禄 长沙有色金属专科学校 摘要 本文利用创造工程 原理 , 在研究分析国内外采矿实践经验和科研 成果 的基础 上 , 提出 了一种适于开采矿岩中等稳固 、 矿体 内 有倾抖夹石层 的倾 针薄矿体的新型采矿方案 。 介绍了新方案的结构参数 、 回采工 艺 。 关键词 矿床开采 采矿方法矿石贫化 对我国近30 0 个金属矿山的统计分析表 明 , 倾斜薄矿体 、 中厚矿体的矿山占统计矿 山 总数的20 . 6 。 此 类矿体的有用成分含量 分布不均匀 , 有的矿体中有几米 厚的 夹石 层 。 在矿床开采过程中 , 往往将夹石层与矿石 一起崩落 , 从而大大增加了矿石的贫化率 , 降低了矿石的出矿品位 , 提高了矿产品成 本 , 恶化了矿山的经济指标 。 由此可见 , 寻 求带有倾斜 夹石层的 倾斜矿体的最优开 采方 案实属必 要 。 5夹石层弃而不采 , 留在采空 区内 。 为此 , 在采矿方案设计中 , 运用采矿创 造工程组 合技术 , 将 空场采矿法 、 爆力运搬 矿石采矿法和壁式 崩落采矿法的优化结 构 和 工艺 进行有机地组合 , 从而创造出连续 回采 爆力运矿空 场采矿法新方案 。 其创造过程框 图如图 1 所示 。 空场法 主体结构 1 采矿新方案的提出 为了获取优化的技术经济指标 , 取得 良 好的经济效益 , 作为创造目标的新方案应满 足下列 条件 1矿石贫化 、 损失指标应低 于传统 开 采方法的正 常水平 ; 2 安全可靠; 3采场生 产能 力大 ; 采矿成本低于传统采 矿法 成本 ; 墅竺堆丽刻 后厅式些堕些 连续回采爆力运矿空场采矿法 图1 新采矿方案创造过程框图 图 表明 , 连续分步回采爆力运矿空场 4 1 第 2 期李绍禄 含岩石夹层 的倾料矿体的采矿方法探讨 法新方案 , 是取分段 崩 落法 、 爆力运矿法和 壁 式采 矿法 三者之优 , 进行 优化 组合和创 新 , 从而得出 的一种 具有优 化结构和工艺 、 能满足创 造目标 各项要求的联合 采矿法新方 案 。 2 新方案的结构及其特点 连续分步 回采爆力运矿空场法新方案的 结构 如图 2所示 。 _, , 一 厂 l一I 厂. n i , 皿一u 蜘蜘蜘 牛 暇仑益 盔 盔 长长长 。 添添 寻寻寻寻寻寻寻寻寻寻 入入入入又又至玉又交滚滚 淤淤淤淤宋冷爪不渊 ; ; ; I I I I IU e 寸- - -} .’ ’ ” ” __ _ _ 十十十伟林什科科科林伸伸 图 2 连续 分步回采爆 力运矿空场法 1一倾斜隔离顶柱 ; 2一炮孔3一回采巷道 ; 5一堑沟凿岩巷道6一电耙道 ; 了一分支溜步 长 4一夹石层; 8一切割上山 。 新方案的特点是 其结构与一般分段崩 落法 结 构基本相同 。 不 同的是 在矿 块一端 , 沿矿体倾 斜方 向掘进切割 上 山 , 并扩大成切 割槽 , 相距 一个矿块 长 度抛掷距离 , 同样 开挖平行的上 山 , 开切割槽 。 两上山之间的 矿 量 为一回采单元 。 在分段中 , 沿倾斜夹 石 层掘 进一 条回采 巷道 , 以切割槽为自由面 , 然后逐排爆破 , 将夹层上部矿石抛掷 到切割 槽放矿 堑沟 , 夹层 下部矿石以后退式回采 。 崩落的矿石 , 用电耙 从分段电耙道耙 运到 溜 矿井 。 经 验 , 倾角与运距的关系如图3所示 。 卿幼 . . . 尸口 1218243 0 倾角 . 度 3 主要技术参数及其确定 3 . 1 分段高度 分段高度主要 根据一 步回采 抛掷运 矿空 间的要求及夹石层 的倾角 、 矿体的倾角与厚 度等因素 进行 综合考虑确定 。 本方 案分段高 度定为15m为宜 。 3 . 2 矿块长度 矿块长 度即 为二切割上山之间的水 平距 离 。 它受爆力运 矿距离制约 。 根据生产 实践 图3运 距与倾角的关系曲经 由图 3 可知 , 爆力运搬矿石的距离随矿 体倾角增大而增加 。 但当矿体倾角增至 3 3 。 时 , 爆力运矿距离达最大值 , 并趋于稳定 , 约 5 0m 。 新方案根 据实践经验和具体情况 , 矿块长度取 3 0 m 。 3 . 3 隔离顶柱 在相邻分段之间 , 留连续倾斜隔离顶 湖南有色金属 第 8 卷 柱 , 其作用是为了阻止采空区崩 落废石混 入 。 为此 , 可以考虑使用让 压矿柱作为隔离 顶柱 。 让压矿柱可降低矿柱刚度 , 降低矿柱 所承受 的载荷 。 而在这种情况下 , 矿柱尺 寸可以缩小 。 让压矿柱断面 呈梯形 , 矿体顶 盘的底边尺寸为短边 。 实践证明 , 这种矿柱 会沿垂直于矿体表面的平面被切开 , 稳 定的 顶板将呈悬 臂梁形状 。 让压矿柱的最窄处厚度可用下式计算 H 业业工鱼土宜 竺旦旦 1 00下 式中 m一矿体厚度 , m ; Y一矿石容重 , t/m “; h一顶柱平均厚度 , m ; 洲一崩落矿石的容重 , t/ m 3; h ’一崩落矿石层 的高度 , m ; n 一安全 系数 ; T 一矿石抗剪强度 , MP a 。 由上式计算 , 得出顶柱断面上最窄处厚 度为 lm左右 。 考虑孔底爆破对矿体破坏作 用较小 , 最小厚度取 Zm 。 一端沿倾斜在矿体中掘进切割上山 , 并扩大 成切割槽 , 沿倾斜夹石层顶板 , 在矿体厚度 中央掘进回采凿岩巷道 。 4 . 2 回采工作 在回采单元中 , 先在倾斜夹石层顶板上 方的倾斜回采巷道中 , 用YG 一 8 0或 Y G 一 9。 型 凿岩机 , 钻凿上向扇形中深孔 , 以切割槽 为自由面 , 然后逐排爆破 , 将夹层上部矿石 抛掷到放矿堑沟 。 夹层下部矿石 , 在堑沟凿 岩巷道中 , 用Y G 一 9 0型凿岩机钻凿上向 扇 形中深孔 , 以后退式回采 , 分次微差爆破 。 在形成堑沟的同时 , 崩下夹层下部矿石 , 而 夹石层留在采空区弃而不采 。 崩落下来的矿 石 , 用 电耙 耙运到溜矿井 。 由于在回采过程中 , 废石夹层留在空区 内不 采 , 可大大降低矿石贫化率 。 夹层下面 的矿体采用壁式法 的连续回采取代房式法的 矿房 、 矿柱间隔 回采 , 故可大大提高矿石的 回收率 。 4 新方案的开采工艺 4 . 1 采准 与切割 新方案的采准切割 工作如图 2所示 。 阶 段水平及各分段水平 的采准巷道布置 与普通 分段崩落采矿法基本相同 。 不同的是在矿块 5 结束语 利用采矿创造工程 , 结合国内外矿床开 采的实践经验及有关的科研成果创造出来的 这一新型开采方案 , 可在矿岩中等稳固 、 矿 体 中岩石夹层外形稳定 、 矿岩界限清楚条件 下使用 , 并将获得令人满意的经济效果 。