倾斜切割天井与中深孔联合拉槽的研究.pdf

2 0 矿 业 工 程 M i ni n g Eng i n e e r i ng 第 4 卷第 5 期 2 0 0 6 年 1 O月 倾斜切割天井与中深孔联合拉槽的研究 刘 轲 曲 长 波 庄 培 新 通钢集 团板石矿业公 司井下矿 ，吉林 白山 1 3 4 3 O 4 摘要 以无底柱 为代表 的崩落采矿法 中，切割拉槽 至关重要 ，而 目前无底柱 采矿大多 采用垂 直切割天 井与切割平巷并配 以中深孔 联合拉槽 的切割方法 ，但该 方法在对 矿体上盘 回采过程 中损失贫化 较大 。本文 对此进行 了分析 ，提 出推广 应用倾 斜切割天井与 中深孔 的拉槽方 法 ，对资源 的利用 以及创 建节 约型矿 山具 有重要意义 。 关键词 倾斜切割天井 ；联合拉槽 ；采矿 方法 中图分类号 TD 8 5 3 ． 3 6 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 8 5 5 0 2 0 0 6 0 5 0 0 2 0 0 2 1 矿 山现状 通钢集团板 石矿业公 司井下 矿 1 8 矿 组现 采用 的是无 底柱分段崩 落采 矿法 ，中段 高6 0 i n ，分段高 l O i n ，进路 间 距1 2 ． 5 i n ，矿体倾 角 5 5 。 左 右 。切 割工 作 采用 垂 直切 割天 井与切割平巷配 以中深孔 联合拉槽 的方 法拉 出切割槽 作 为 最初的 自由面及 补偿 空间 。 采用该方法具有 施工 简单 ，工程量 小 等优点 。但 由于 矿体倾 角较缓 ，采用 该方法 时考虑 到矿体 上盘 的损失 贫化 等原因，通常将切割天井向下盘移 3 ～4 i n ，即将切割天井 布置在铁岩各半 的位置 ，如 图 1所 示 。而 中深 孔的布 置方 法是中深孔 平行 于 切 割天 井进 行 垂 直 上 向凿 岩 ，排距 为 1 i n 。拉槽时 采用 逐排 爆破 的方 式拉 出 切割 槽 ，如 图 2所 刁 。 线 图 1 垂直切割天井与矿体界 线位 置 切割平巷内 图 2 倾斜切割天 井的切 割平巷内中深孔布置图 收稿 It 期 2 0 0 6 0 4 1 8 ；修 回日期 2 0 0 6 0 7 --0 7 作者简介 刘轲 1 9 7 7 一 ，男 汉族 ，吉林 白山人 ，通钢集团 板石矿业公 司井下矿从事采矿管理工作 ，采矿技术员 。 采用该方法布置切 割天井 ，将 使 回采巷 道前方 的部 分 矿石在本分段 内损失 ，而切割天 井处 后方处 于矿 岩界线 的 位置决定 了在 回采时 将混入一 部分 岩石 ，从 而造成 该处 矿 石的损失贫化 。而该方 法在矿体 上盘 进行 切割拉 槽时 ，切 割天井的上半部分是 岩石 ，因此 在 中深孔爆破 时矿 体上 盘 也将崩落一部分岩石 ，导致矿体上盘有 4 ～5 ID - 的矿石在崩 落后有岩石混入 ，也将 造成矿石 的损 失贫 化 。由于 采用该 方 法布置天井造成矿 体上盘矿 石 的损 失贫 化较大 ，增 加采 矿 成本 ，导致矿 山的经 济损失 ，从 而影 响 了矿山 的经济 效 益 。 2 课题 的提 出 2 1 选用切割机 首先 在矿体上盘切割 平巷 内测定 出矿 岩界线 ，然后沿 矿 岩界线钻 凿一 个 D 1 0 0 mm的上 向深孔 ，将 切 割机 放人 深孔 中沿矿 体走 向拉出一个1 0 0 mm宽的 自由面形 成补偿 空 间 。该方法 可有 效地控制 矿体上 盘 的损失 贫化 ，但 由于该 设备造价较 高 ，在中小型矿山难以推广应用 。 2 ． 2 采用倾斜切割天 井配 以中深 孔的拉 槽方法 即将原来采 用的垂直 切割天井 布置方 式改 为倾斜 切割 天井 的布置方 式。倾 斜角度与矿体倾角一致 ，如 图 3所示 。 } 图 3倾斜切 割天井布置 图 在掘凿倾斜 切割 天井 和布 置切 割炮孔 时 应注意 控制 矿 岩界线 ，确保切割天 井 的角度与矿 体倾 角 一致 。在 回采 巷 道 中布置扇形 中深孔 时 ，第一 排 中深孔 应根据 切割 天井 的 倾 斜角度确定孔 深。依此类 推 ，直到 扇形 中深 孔孔底 与倾 斜切割天井边壁无 接触 时 ，再正 常钻 凿扇形 中深孔 ，如 图 4所 示 。 维普资讯 2 0 0 6年第 5期 刘 轲等 倾 斜切 割天 井与 中深孔联合拉 槽的研 究 2 l ／ 3 ／ ／ 3 ／3 ／ AA B B C C ／ 3 } 一1 D D EE 图 4 中深子 L 剖面 示意图 1 回采进 路 ；2 一 一 扇 形 中深 孔 ；3 已爆 破 成 的切 割 槽； 4 上分段 回采巷道 回采 时将靠 近切割天井 处 的前 几排较 浅 的扇形 中深孑 L 如图 4中的 AA、BB、cc、DD采用分 段微 差 爆破 ，一次 崩落 进 行 回 采 ，其 它 深 孑 L 进 行 正 常 爆 破 回采 如 图 4中的 E E 。同时在倾 斜切割天井的切割平巷 布置 中深孑 L 时 ，应确保 中深孑 L 角度 与切 割天井 角度 一致 。并 且 中深孑 L 的排距仍为1 m，爆破 时逐排 爆破拉出切割槽 ，如 图 5 所示 。采用该方 法在 回采 时矿体 上盘 无损 失 贫化 或有 极 少损失贫化 ，但在钻 凿中深孑 L 时对角度要求 较高 。 图 5倾斜切割天井 的切 割平 巷内中深子 L 布置 若矿体厚度在 3 ～1 0 m时 ，应 采用沿 矿体 走 向布 置 回 采巷道 。此时 ，由于 回采 巷道 与矿 体走 向一 致 ，而切 割平 巷与矿体垂直 ，因而布置 切割 天井时 仍可采 用垂 直切 割天 井 。若矿体厚度3 m时，如果有 回采价值 ，可根据矿 山采 掘技术条件和矿体实 际情况 决定 ，必 要时 可采用 壁式 崩落 法 。 3 综合技术分析 两种切割方法工程量 的比较 在首次采用倾斜切割 天井 配 以中深孑 L 拉槽 法 ，即采用 该方法的第一分段 ，由于上一分段 采用的是垂直切割 天井 ， 所 以在上一分段的矿 体上盘 仍有 一部分 矿石未 采 出来 如 图 1 中 “ 本分段 损失的矿石” 的三角 区位置 ，因此在第一 个分段 需要将倾 斜切 割天井 起 的高一 些 ，以便 将 上一 分段 未 采出的矿石在本分 段 回收。在该 分段采 用倾 斜 切割 天井 与垂直 切割天井拉槽法 的工程量如表 1 所示 表 1 第 一分段 两种切割方法 工程 量的 比较 而采用该方法 以后 ，即下一 分段 ，由 于上一 分段 矿体 的上盘矿石 已经崩落 ，所 以在 下 一分段 采用倾 斜 切割 天井 配以倾 斜 中深孑 L 的拉 槽法 时不需 要考 虑上 一分段 残 留矿体 的问题 ，因而在本分段 钻凿倾 斜 切割 天井 时只需 将切 割天 井与上一分段 的切割 巷道 和 回采 巷道 留 出一定 的安全 距离 即可 。该分段 的切割工 程量如表 2 。 表 2下一分段两种切割 方法工程量的 比较 由表 1 、2比较可知 ，在采 用垂直切割天井 时其长 度较 短 ，工程量小 ，且施 工简 单。但有 时会 由于人 为原 因造成 切割天井规格不 够 ，主要 是矿体 上盘 容易 造成 在 回采矿 石 时矿体上盘有岩 石的混 入 ，因而损 失贫化 较 大 。而采用倾 斜切割 天井 时 ，在采用该 方法 的第 一分段 时倾 斜 切割 天井 的长度较 长 ，且 工程量 较大 。但 在下 一分 段 时倾 斜 切 割天 井 的长 度比垂 直切 割天 井 的 长度 要 短 ，且 工 程量 也 较小 。 但是 ，在掘凿倾斜 切割 天井时施 工 比较 复杂 ，要求 施工 人 员素质较高 。 4 采用倾 斜 切 割 天井 配 以 中深 孑 L 的 拉槽 方 法 的可行性 探讨 由于采用垂 直 切割 天井 在 矿体 上 盘进 行 回 采 出矿 时 ， 矿体上盘 中的岩石无 法剔 除 ，因 而造成 采矿 、运输 和 选矿 磨选 的费用 大量增加 ；而当采 用倾斜 切 割天井 配 以 中深孔 联合拉槽 法时 ，采用倾斜 切 割天 井 的工 程量相 对 于垂直 切 割 天井 的工程量小 ，同时可 减少 岩石 的大 量混 入 ，并 可将 本分段 矿体上盘 的矿 石充 分 回收 ，获得 效 益 。但 在钻 凿 中 深孑 L 时往往因设备 和施工人 员素 质等 其他 原 因，会有 可能 使倾斜 中深孑 L 的角度 有所偏 差 ，以及 当矿体 上盘 矿岩 界线 极不规 则时会有少量 的损 失贫化 。因此 ，在 实际 施工 中应 根据具 体情况进行解决 。 5 结语 采用倾斜切割天井 并配 以 中深孑 L 联 合拉 槽法 适用 于矿 体倾 角较缓 的急倾斜 矿体 ，并且 有效地 控制 了矿 石 的损失 贫化 ，减少 了因采 出大 量岩 石而 增加 的采 选成 本 ，提 高 了 矿 L U的经济效益 ，为创建 节约型矿山创造有利 条件 。 参考文献 [ 1 ] 采矿手册 ，冶金工业出版社 ． 1 9 9 o 一0 4 ． 维普资讯 2 2 矿 业 工 程 M i n i ng En g i ne e r i ng 第 4 卷第 5 期 2 0 0 6年 1 O月 营盘山采场中深部开采境界优化探讨 沈世 荣 攀钢集 团矿业公司兰尖铁矿 ，四川 攀枝花 6 1 7 0 2 5 摘要 攀钢 兰尖铁矿是 西南的特大型露天铁矿 ，经 过 3 O多年 的生 产 ，目前采场 已进入深 凹露 天开采 。 文章结合生产 实际 ，对 营盘 山采场中深部设计进行 了优化探 讨 ，提 出了修 改意见 。通过对 境界优 化后 ，可 使采场 的开采更 趋于合 理 ，经济效益十分显著 。 关键 词 设计 ；露天边坡 ；开采境界 中图分 类号 TD 8 2 4 ． 7 文献标 识码 A 文章编号 1 6 7 1 8 5 5 0 2 0 0 6 0 5 0 0 2 2 0 3 0 引言 营盘 山采场是 兰家 火山矿 区 的一 部分 ，该矿 区是 兰尖 铁矿 的主要采场 。兰家火 山矿区在 2 0 0 0年完成 了中深 部开 采设 汁，年产铁矿石 4 0 0万 t 。而营盘山采场 目前开拓最低 水平 为 1 3 4 5 m，1 4 2 0 ～ 1 6 4 5 m水 平 的 工程 边 坡 已经 形 成 ，高2 2 5 m， 自然边坡 高2 1 9 r n ，露天底标高 1 0 7 5 m，整 个 营 盘 山 采 场 最 终 边 坡 高 将 达 7 8 9 m左 右 ，边 坡 线 长 1 5 0 0 m左右 。 2 0 0 1 年开 始实 施 中 深部 开 采 设 计 ，在 实 施 过程 中于 2 0 0 1 年 9月 2 2日营盘 山采场在 8 勘 探线 发生 了宽 1 5 ～ 3 0 m、长9 5 m、高 9 O余 m 1 4 2 0 ～ 1 5 1 0 水平 的滑 坡 ， 滑方量 3 ～5万 m。 。本 文就该 滑坡 的产 生 ，探讨 营盘 山采 场中深部开采设计与生产之 问的关 系。 1 采场工程地质条件 及滑坡 原 因分析 1 1 工程地质条件 1 ． 1 _ 1 边坡 岩 组 的 特 征 组成营盘 山采场露天边坡 的岩石 主要 为大理 岩 M ， 厚 2 0 0余 m， C一8 9 0 ． 6 k P a ， D 3 8 。 ～ 4 O 。 厂 一8 ～ 1 0 ； 角 闪片岩 t Is 。 厚 2 ～6 m， C4 ． 9 k P a ， D 3 O 。 ～3 2 。 ； 细粒流层状辉长 岩 s ， 厚 2 O ～4 0 m， C8 9 0 ． 6 k P a ， D 一3 8 。 ～4 O 。 ， ， 一8 ～ 收稿 E j 期 2 0 0 6 0 4 0 4 作者简介 沈世荣 1 9 5 9 一 。男 汉族 ，四川 I自贡人 。攀钢集 团 矿业公 司兰尖铁矿计划科 ，水文、工程地质 高级工程 师。 1 2 ； 钒钛磁铁矿 F e ， C1 4 7 0 ． 9 k P a ， D 一5 5 厂 一 1 2 ～1 6 。 其 中 M、 c t ，。 。 、 F e的工程地 质条 件较 好 ， 是组 成边 坡 的 良好 地质体 ； 而 c t ， 较差 ， 岩 体产状 与 大边坡 几 乎平 行 ， 是边 坡破 坏潜在 的滑动 面。 1 _ 1 | 2边 坡 的 构 造 特 征 营盘 山采 场的地 质 构造 较 复杂 ，原 生 和次 生 的均 有 。 断层按力学性质 划分两 组 压扭性 和 张扭性 ；按 产状 划分 4组 NE、S N、NNE 、N W ；大小 断层 共 1 O余条 。另 外 ， 角闪片岩 c t ，。 是 c t ，。 s 在 动力地质作用 下变质形 成的 ，处于细 粒流层状辉 长岩和大理 岩之 间 ，厚度不 大 ，其工 程性 质特 别差 ，从边坡稳定性 角度 分析 ，应该 将该 岩层作 为一 个软 弱结构面进行研究 。除断层 比较 发育外 ，节理 也 比较发 育 ， 节理通过详 细线 调查统计整理主要有 3组 4 7 。 8 3 。 、2 8 7 。 7 8 。 、2 9 7 。 5 0 。 。除 c t ，。 岩 带外 ，单个 断 层 结构 面对 边坡 稳定性影 响不 大 ，但节理 与节理 、断层 与节理 组合 对小 台 阶的稳定存在 一定影响 。 1 ． 2滑坡原 因分析 2 O O 1年 9月 2 2日营盘 山采 场 8 勘探 线 发生 的滑 坡 ， 通过 调查分 析 ，其 主要原因有 1 中深 部设 计对 存在于 边 坡体 内工程地质条件较差的角 闪片岩 m 。 对边坡稳 定性 的影 响没 有引起 足够的重视 ；2 中深部设 计的边坡境界滞后 于 生产 。因为1 4 3 5 ～ 1 5 1 0 水平 的 边坡 在生 产 过程 中 已经 按 1 9 8 7年设 计的边坡境界靠 了帮 ，该设 计是 将工程 地质条 件 较差的 c t ，。 预 留足够 的保护 层反压在 边坡体 内；而 中深部 设 计是 将1 3 6 0 水平以上挂帮的 c t ，s 要全部 挖掉 。由于受时 、空 条件的限制 ，1 4 3 5 ～ 1 5 1 0 水 平 以上 边坡 不 能按 中深部 设 计 的新境界进 行再 扩靠 帮 ，而 1 4 2 0 ～ 1 4 3 5 水平 的边坡 境 ．．- ◆_ ．_ ．- ．- ．_ ◆- ．- ．_ ．- ．- ．_ ．_ ．- ◆_ ．_ ．- ．- ．_ ◆- ．_ ．- ．_ ．-．- ．- ．_ ．- ．- ．_ ◆- ．- ．_ ．- ．- ．- ．_ ．- ．- ．_ ．_ ◆- ．- ．- ．_ ．-◆- ．- ◆ St u d y a nd a pp l i c a t i o n o f i n c l i n e d c u t t i n g r a i s e h e a d i ng t o g e t he r wi t h i n c l i n e d me d i u m o r d e e p ho l e ke r v e LI U Ke ，QU Ch a n g - b o，ZHUANG P e i x i n B a n s h i M i n i n g Co mp a n y o f To n g h u a I r o n＆ S t e e l C o ． L t d ．。Ba i s h a n 1 3 4 3 0 4，Ch i n a Ab s t r a c t I n p i l l a r l e s s mi n i n g， t h e c u t t i n g me t h o d o f v e r t i c a l l y c u t t i n g r a i s e h e a d i n g o r c u t t i n g t u n n e l t o g e t h e r wi t h me d i u m o r d e e p h o l e k e r v e i s u s u a l l y u s e d ． S i n c e t h e me t h o d c a u s e s s e r i o u s d e p l e t i o n o f o r e d u r i n g m i n i n g o f u p p e r p l a t e ， t h e i nc l i ne d c u t t i ng r a i s e he a di ng t o ge t h e r wi t h i nc l i ne d me d i u m or de e p hol e ke r v e i s s u g ge s t e d． U s i n g t he ne w me t h od， mi ne r a l r e s o ur c e c a n be we l l e xpl oi t e d． Ke y wo r d s i n c l i n e d c u t t i n g r a i s e h e a d i n g； i n c l i n e d me d i u m o r d e e p h o l e ；m e t h o d o f mi n i n g 维普资讯