有底柱分段崩落法工艺与采矿方法的改进.pdf

筹 ， 稍 举， 锋撬 路洛 ， 缈 ’ 有底柱分段崩落法工艺与 采矿方法的改进 ， 7 “9 弓- 弓 l a ●， 昆 明 丁 学 院刘 罾 辕 ／1 抽要 】有席 枉舟 段崩 落 怯回 采强 度 高， 但采 矿 成本 也较 高， 损失 贫亿 也比 较 大，影响 经 济 效益 的提高．易门矿务局凤山铜矿 ，依靠技术进步 ， 改进工艺与采矿方法．自1 9 8 年以来．持皱B 年进行了卓 有成艘的努力。在实践中职得了羽显效果，经济效益有所回升 ， 井视累了经验 可供类似的矿山参考． 关镰饲，技术进步改进工艺与方法阶段崩落法振动放矿 风 山铜矿 日产矿石2 0 0 0 t ，投 产 后2 0 多 年来，成功地使用有底柱水平扇形深孔分段 强制崩 落采矿 法 见 图1 。该 方法 阶 段 高 5 0 6 0 m，分段高2 5 3 0 m，矿块长一 般等 于矿体厚 不大于4 0 4 5 m，垂直走 向布 置电耙道，耙道问距I O ta，上底柱高6 m ，大 巷底 柱7 ml碾 斗对 称布 置，间 距5 m，每个 斗受矿面积为2 5 m。 ，矿 房用 YQ一 1 0 0 型 潜 孔 钻机钻 凿水 平扇 形 深 孔 1 0 6 - vl l O mm， L l S m，用浅孔钻机扩漏，一次 爆 破落 矿。该方法的技术经济指标均较理想，但仍 存在采掘千吨比高，成本难于降低。1 9 7 0 1 9 8 2 年，采掘比 为3 5 4 2 m ／ k t 其 中 采准 切割 的 比例 占6 4 ． O 3 ～7 7 ． 5 4 ％， 开拓和生 探 占2 2 ． 4 6 N 3 5 ． 9 7 ，面 在采切工程 总量 中，采 准只 占2 7 ． 8 ～4 5 ． 3 ，切 割 则 占 5 4 ． 7 ％～7 2 ． 2 。采切工程 占整个原矿成 本的3 3 ． 6 7 ， 比开拓成 本 高1 5 ，因此， 必须改进采切工艺，特别是切割工艺。 l 对拉底工 艺的改进 该矿选用适应性 强且灵 活的 一种拉底 形 式 见图 2 ， 以改进切 割工程 。此 方 案是 将原方案的每一个爆破单元 两个采场的 4 条拉底平巷合并为 3 条堑沟拉底平巷，而且 图l 有底柱 水平扇形深孔分段 强科崩 落采矿 法采切布置 示意图 1 一 切割平巷；2 一营岩横巷 ；卜 天井 ；4 一 临时 矿桂，} 一讶封平巷j 6 一罱斗颈 ； 7 一运输搪巷 8 一凿岩峒宣 9 上席柱【 o 一落矿深孔1 】 一 电耙道 ；1 z 一出矿疆井 有扁拄分段崩落法工艺与采矿方法的改进刘国栋 邮编6 5 0 0 9 3 维普资讯 圈2 改进 后的分段崩落 法拉 底示意 图 l 一堑淘拉底平巷 i 2 一深孔拉底凿岩撮巷 3 一 蔼斗甄，4 矿石藩井 l 5 一电耙道 ； e 一运输横 巷 7 一凿岩天井 8 一营岩垌室 9 上麝盎 1 0 一 落矿 深孔 i儿一 爆破 矿 柱 的深 孔 平巷的断面从原来的 2条2 m3 m 和 2条3 m 3 m改成3 条均为3 m3 ． 5 }将3 条凿岩横 巷改为 2条凿岩横巷 其它基本不变。此 方案使拉底减少一条平巷和一条凿岩横巷， 同时用堑沟拉底， 使每个斗颈从原来 的4 m变 为2 ． 5 ，每千吨原矿切割工程减少了4 m， 并 减少了扩漏工序 ， 域少掘进费 用0 ． 4 1 6 元／ t ， 全矿壤步掘进工程1 4 0 0 1 6 0 0 m ／ a ，节 约费 用 1 4 ～ 1 6 万 元。 2 用阶段崩落法取代分段崩落法 在有底柱崩落法中，阶段崩落法比分段 崩落法的千吨比要小得多，因为阶段崩落法 将分段崩落法的两层采准工程和底部结构台 为一层采准工程和底部结构，所 以采准 比将 下降5 左右。固此在矿体赋存条件适台用 阶段崩落法时， 则使用阶段崩落法，为确保 落矿质量，在使用时应注意下面几个问题 1漏斗底部结构是否采 用 堑 沟 形 式 ，要视矿岩的稳定性而定I 2拉底面积 必须 等于整 个矿房爆破 的最 大横 切 面积， 3 补偿空间必须满足强制崩落的要 求， 4无论回采是 从中央 向两翼推进， 还是从一端向另一端推进，其放矿线必须使 矿岩呈倾斜接触面下降。 3 用振动放矿机装矿 3 ． 1 振动放矿试验 从 1 9 8 3 年 起，该 矿把振动放 矿机安装在 采场运输横巷 中，将矿石直接装 入矿车的底 部结构 方案进 行 了6 年试 验，使用 振 动 放矿 机3 l 台，采 出矿量2 4 4 1 7 3 t ，效果 较 好 。其 试验方案的采场构成要素为阶段 高5 0 m， 采场垂直矿休走向布置，宽1 5 m，矿房 长等 于矿体厚度，底柱高8 m， 无二次破碎 巷道， 装矿巷道 闻距1 5 m，振机间 距7 N8 m，交错 或对称布置 ， 每个振机受矿面 积5 2 ～6 0 ， 见图3 圈3 阶段崩落振动放 矿采场布置示意 图 二 苄 笠 蔷 蔑 霁 ； 善 鞋 畚 垂 辇 遣 ；7 一中间拉底平巷和爆破矿桂凿岩横巷 ；8 一 落矿 深孔 一 8一 有色矿山f 9 9 6 t 维普资讯 该方案的特点如下 1 水平扇形深孔强制崩 落，矿块落 矿炮孔与爆破矿柱深孔及扩漏浅孔一次爆破 落矿， 2为保 证足眵的补偿 空间和使 空间 分布 均匀达到 预期爆破效果， 在矿 块底 部和 中部 作两段 “ 井”字形拉底层 ； 3为 增大矿石与振机 台 板 接 触 系 数 ， 在 台板 后沿线与井壁 交点上 方0 ． 4 m处， 开掘“ 丁 字形扩漏凿岩巷道，并钻凿竖向扇 形浅孔，爆破后使斗颈形成小型矿仓，使振 机放矿 从溜井型过渡 到矿 仓型，减少 卡斗 、 悬顶 和堵塞，从而提 高 了供矿效 率； 4 由于振机 直接 在采场底部 平面的 大巷中放矿装车，简化了崩落 法 的 采 切工 艺， 使千吨矿 石掘进 量 减 少 了l O 1 2 m左 右 。 3 ． 2 阶段崩 落法 振动出矿技术经济 效果 1提高 了采场 生产 能力 。 由于振动 机在 中段 运输巷道直接 向矿 车连续装矿 ，把 架场电耙出矿和风动闸门放矿 台为 一道工 序，矿石在 激振力和重力 作用下 ，不 仅增 大 了流通断 面并产生畅行效 应， 减少 了二次破 碎工作量 ，矿 车装满 系数可选O ． 9 2 以上 ，提 高了采场 生产能 力 见表 1 ，最高 班 产量 选7 2 0 t ，但这还 未达到振机的 生产能力 I 寰 l 电耙出矿 与振动放矿 的生 产效率 比较 电耙出振 动放振 动放矿 试 验 时 间矿 能力矿能力实际 最高 t ／ d t ／ d 能 力 ． t ／ d 第 一 敬1 9 8 4 年1 1 2 ． 0 3 2 2 ． 2 1 2 0 4． 4 第二 孜l 9 8 B 年1 2 ． 0 4 2 T ． 3 5【 6 4 3 ． 0 2 降低 了千吨采切 比。阶段崩落法 振 动放矿不仅 改变 了放矿特 性， 还提高 了供 矿 强度，每 台振 机的 合理 受矿 面积均 增大到 5 0 左 右， 从根 本上简化 了采 场底 部结构， 改变 了采场切割布置 。从两次试验 与原设计 有底柱分段崩落法工程量 比 较 表2 可看 出，每采出l O 0 0 t 矿石 ， 掘进 量减 少5 ～7 i 寝2 分段崩落电耙 出矿与阶段崩落振动出矿的采切工程比较 3缩 短 了生产周 期。据 统计，原万 吨生产周期为6 个月左 右，若 从采 准 计 算生 产 周期就 更长。采 用阶段崩 落法 振动 出矿， 从采准 开始到供 矿结束， 第一次 试 验 仪 用 4 8 5 天 ，万吨生产周期为2 个多 月；第二次试 验用5 1 3 天，万吨生产周期为 1 个 多月，实现 了强化开采 ； 4降低了矿石 的损失 、贫 化率。矿 石经 爆破 后，在放矿 时有流体 和 固 体 双 重 性，放矿 性质 复杂 ，但最直接的影 响为 内摩 擦角和流通断面大小。振动放矿使内摩擦角 大 大减小 ，流通断面 比重力出矿时加 大，放 出椭球体随之增胖。在操作中关启方便，有 利均衡 出矿 ，矿岩接触 面能均匀下 降，将矿 有 底拄 舟驶 崩 落法工 艺 与采矿方 法 的改 进 翘国 拣 郾缔6 5 O o 9 一9 一 率 一 7 0 维普资讯 石和废石分离，对降低贫化与有效控制空区 垫层有 利J 5 改善了出矿劳动条件。振动放矿 有效 地避免 了挤死 、悬拱 、卡 斗等 事故，在 中段运输巷道装车，改善 了劳动条件，提高 了放矿效率，经两次试验表明，阶段崩落振 动 出矿 比 电耙分段 出矿效 率分 别 高0 ． 4 倍 第 一 次试验 和 1 ． 3 倍 第二次试验 ； 6提 高了劳动生产率 。第 一次试验 为1 5 。 6 t ／ _T _ 班， 比分段崩落法提高6 ． 3 5 t ／ 工 班 ，第二次试验为1 8 ． 5 t ／ 工 班 ， 比分段崩落法提高7 ． 5 t l 工 班 } 7节 约原材料 降低原矿 成本 。由两 次试验表 明能节约大量的 人 力 、物 力 和髓 源。 同时还使原矿成本降刭1 1 ． 4 ～1 3 ． 7 元／ t 。 从而 可认为 阶段崩落 法振动 出矿是 一种 高强度、低消耗的采矿方法，它 的 试 验 成 功，具有深远的现实意义，有推广价值 。 4 采场水平扇形深孔落矿的 分析与工艺改进 采用有底柱分段崩落法的矿山，多年来 大部分使用水平扇形深矿落矿。其参数为； 最小 抵 抗 线w 2 4 N2 9 d ，d 为炮 孔直 径 ， 一般为 1 0 5 N 1 1 0 mmj最 大 服 底 距 b EW 1 ． 2 N1 ． 2 5 w，E 为 炮孔密集 系数。 一 次爆破炸药消耗 量 为0 ． 4 N0 ． 4 fi k g ／ t ，二 次爆破炸药消耗量平均为0 ． O k g l t ，爆下矿 石块度基本满足电耙道出矿要求J但同时也 存在粉矿多 占3 8 ％左右，大块产出率占 1 5 ％～ 2 5 。 4 ． I 影响爆破质量 的原因 1水平扇形孔的布孔特点，决定了 孔口间距小，孔底距大。尽管装药时孔口的 炸药装填位置按最小抵抗线或孔底距的 1 ／ 2 间距的长度形成 锯 齿 状， 但因孔口较近， 孔与 孔间的 矿石都 处于爆破压 碎圈相互迭加 范围之内，矿石爆破后易成粉矿J而孔底间 距较大，加上 施工 时炮孔俯斜，孔底 间的矿 ⋯__ _ ___ _ __ ___ _ __ _ _ _ ___ ●● __ __ _ __ _ __ ⋯●___ _ ___ ______ _ 一 一 1 O 一 石大多处于爆破振动圈之外，往往爆破不完 全，造成大块，同时水平扇形布孔在同一水 平和在整个矿房都分布不均，导致爆能的作 用也不 均，在矿 体有断层 、裂 隙纵横 ，且炮 孔 与断层 ，裂 隙交会 时，就 更增 加了大块产 出的可 能性 } 2炮 孔密集 系数 指孔底 距与最小 抵抗线之比过小，大约有2 1 s 炮孔 之 间的 垂距 与最小抵抗 线的 比值 小于 1 ，同 一 水平 炮孔因径向应力波的作用，迅速形成孔与孔 间的水平裂隙，从而导致整层矿石下落的可 能} 3水平 孔使 用药卷装 药时 ， 由于炸 药的 自重， 全部 聚集 在靠近 孔壁的 下方，当 炮孔较深，个别炮孔的炸药因爆破瞬间产生 间隙效应会出现拒爆，产生大块。 4 ． 2 落矿工艺的改进 1用大密集系数进行布孔爆破，即 密集系数从1 ． 2 N1 ． 2 5 提 高 到3 ． 5 N4 ，水平 扇形孔按梅花形布置，其孔Z l 间距相应增大 2 倍左右，并在整个矿房内均匀布孔， 2炮孔深度一律控糊在1 5 m以 内I 3 改变过去每排炮孔装一段雷管为 每4 N5 排炮孔同段雷管爆破。每段爆破 高度 由过去的2 ． 5 N3 ． 0 m增 大 到6 ～8 ． 5 m，这样 爆能得到 了充 分迭加，效果较 好。 按上述爆破参数，进行了7 个爆 破 单元 共1 5 个采场的试验。 试验表现 ， 一次炸药单耗 从0 ． 4 N0 ． 4 5 k g ／ t 下 降 到0 ． 2 9 ～0 ． 3 5 k g ／ t 每米深孔落矿量从过去平均1 I t 提高 到1 4 t } 二次炸药 单 耗 从 0 ． 0 6 k g ／ t 下 降 到0 ． 0 2 9 8 k g ／ t ，块度合格率提高了，并改善 了放矿条 件。 综上所述，6 年来对有底柱分段 崩 落法 采矿工艺作 了以上几方面的改进，取得了如 下的经济效益。 1与1 9 8 3 年前相比，每年减少掘进 量4 0 0 0 NB 0 0 0 m左右 ， 2提高 了供矿 强崖 ，采用 振机供矿 维普资讯 后，从过去每条电耙道 日供矿1 1 2 t 左右，提 高到掘机 台 日平 均约 2 8 0 t j ’ 3 由于掘进 夏支护量减 少，工艺 的 改进，节约 了大量术材、钢丝绳 、炸药等， 使每吨原矿成本 中的材料消耗费用从1 9 8 3 年 开始，每 年 以8 左右递 减，使矿 山 每 年减 少 4 5 6 5 万元的 成本 支 出， 每吨 原矿成本 下 降0 ． 8 ～1 ． 2 元 扣除材料涨价因素。 5 试行 分段垂直深孔连续回采 振机出矿 阶段崩落法”方案 在对有底柱分段崩落法工艺与采矿方法 改进过程中可以看出，崩落采矿方法在地下 开采中有显著的效果，为进一 步 发 挥 其优 势，试行 “ 分段垂直深孔连续回采振机出矿 阶段崩落法 方案 见图4 ，可简 化 采场 底部结构，减少天井掘进量，降低采切比， 降低开采成本，提高回采强度和供矿强度。 该方案采区的开采 长度等于矿体走向长 度，阶段高5 0 m ，分段高1 2 1 5 m，每 次爆 破步距l O m，底柱高8 m， 凿岩巷道间 距1 5 ～ 2 0 m ，振机装载横巷间距1 5 m， 振机间 距7 ～ 8 m，交错或对称布置， 每 台振机受矿 面积约 5 0m。。 矿块底部结构同振机方案的实施，在矿 体上、下盘的沿脉运输乎巷与振机装矿横巷 形成环形运输系统。从拉底水平到上部每一 分段掘进1 条或2 条以上沿矿体走向的深孔凿 B～ 8 圈4 分段垂直深孔连续回采 振机出矿阶段崩落法示意图 l 一中段运输蓑矿巷道 ；2 一扳动放矿机 ； 3 一 丁”字形扩斗j 4 小中段深孔凿岩巷道 5 一行，翻谴和通风无井 ； 0 一拉席墚寝深孔 7 一 落矿 漂 孔 岩巷道，每龋4 5 m左右掘进2 条人 行， 出渣和 通风天井J在电耙遭内向上底柱钻凿束状炮 孔，在分段巷道内钻凿竖向扇形孔，在拉底 层为 了避免爆破 的矿岩堵 孔，故按矿岩 自然 安息角布置倾斜炮孔，然后连续回采。 H } t t - - 々 十 H } 十 H } l 十 H } H } - H } H } 々H}H} } H } - } 欢迎订 阅 有色矿 山 有底 柱靠段 崩 落击工 艺与呆 矿方 弦的 馥进 剂 匿栋 邮编6 5 o o 3 维普资讯