长壁式崩落法的优化及生产实践.pdf

2 0 o 9 年 6月 第 3 8 卷第 3期 中国矿 山工程 C h i n a Mi n e E n g i n e e r i n g J u n ． ， 2 0 0 9 V o 1 ． 3 8 No ． 3 长壁式崩落法的优化及生产实践 Op t i mi z a t i o n a n d p r o d u c t i o n p r a c t i c e o f l o n g wa l l c a v i n g 孙兆明， 齐 清 ， 董志军 山 东 王 村 铝 土 矿 ，山 东淄 博2 5 5 3 1 1 摘 要 通 过 对 山 东王 村 铝 土矿 采 矿 方 法优 化 的介 绍 ， 提 出了 一种 新 的 采 矿 方 法 人 工 项 柱 无底 柱 长壁 式 崩 落 法 。 经 长期 的 开采实践证 明， 该方法是开采缓倾斜薄矿层的一种好方法。 关键词 采矿方法； 采准； 人工顶柱 ； 长壁式崩 落法 Ab s t r a c t T h r o u g h t h e d e t a i l i n t r o d u c t i o n o n o p t i mi z a t i o n o f mi n i n g me t h o d i n S h a n d o n g W a n g c u n B a u x i t e Mi n e ，t h i s p a p e r p u t s f o r w a r d a n e w mi n i n g me t h 0 d l o n g w a u c a v i n g wi t h a r t i fi c i a l r o o f p i l l a r ． L o n g t e r m mi n i n g p r a c t i c e p r o v e s t h a t t h e me t h o d i s a go o d p r a c t i c e f o r g en t l e i n c l i ne d thi n s e a m． Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d s ； mi n i n g p r e p a r a t i o n ； a r t i fic i a l r o o f p i l l ar； l o n g w all c a v i n g 1 前言 山东王村铝土矿为硬质粘土矿 ， 该矿主要赋存于上 二迭 系 的上石 盒子 统 与下二 迭 系 的下 石盒 子 统之 间 ． 属 内陆湖相胶体化学沉积矿床 ， 该系地层呈层状 、 似层状 和巨透镜状 。 A层矿体走向长约 2 2 0 0 m ， 沿倾向从 1 2 0 m 到一 2 2 0 m， 矿体倾 角 9 。 ～ 2 4 。 ， 平均倾 角 1 4 。 ， 厚度 1 ． 2 m～ 6 m， 平均厚 2 ． 5 m， 矿石 有效成 分 为 A l 2 0 S i O ， 灰 色 矿石 ， 中等稳 固 ， f 4 ～ 6 ， 上盘 为 质 密铝 土 岩 ， 下 盘 为细 粒 长石 石英砂岩或页岩。矿层基本连续 ， 局部被断层切断， 断层 对采矿的影响较大。 地表为山地 ， 允许崩落。 该矿 自建矿 以来 ， 一直沿用普通长壁式崩落法 ， 近十几年来 ， 该矿本 着优化结构 、 节约能源 、 增加效益 、 延长矿 山寿命 的原 则 ， 勇于探 索 ， 大胆 改革 ， 逐 步 形成 了独 具 特 色 的采 矿 方 法人工顶柱无底柱长壁式崩落法。 并继续探索改进 ， 为矿山经济效益的提高发挥 了重要的作用。 普通长壁工崩落法脉内双巷布置，两巷道间留 8 m 矿柱 ， 作为下分段回采时的顶柱 。 每隔 3 0 m掘一风眼， 做 通 风联 络 用 ， 此 外 。 还 要平 行 于提 升 轮 子坡 布 置 一 条人 行 通风 上 山。此 法采 准工作 量 大 ， 工期 长 ， 顶 柱一 般不 予 回采， 回采率低， 见图 1 所示。 2 人工顶柱长壁式崩落法 2 ． 1 矿块 结构 参数及 采 准布置 1 阶段高度。阶段高度取决于允许的工作面长度 ， 而工作面长度 主要受顶板岩石稳 固性和电耙有效运距 的限制。经多年实践证明， 分段斜长 即工作面斜长 以 5 0 m左右为宜。这时电耙耙矿效率高 ， 两昼夜一个循环 ， 顶板容易控制 ， 整修工作量适当， 循环正常。该矿阶段高 8 中国矿 山工程 2 0 0 9 年 第 3 8 卷 7 A部放大B部放 大 图 3人 工 顶 柱 长壁 式 崩 落 法 采 矿 方 法 图 1 一采空 区； 2 一 回柱 绞车 ； 3 一 回风巷 、安全道 ； 4 ～木支柱 ； 5 一 矿石堆 ； 6 一炮 孔 ； 7 一耙斗 ； 8 一单 腿棚 子 ； 9 一混 凝土 预 制块 垛 ； 1 O 一铁簸 箕 ； 1 1 一矿 车 ； 1 2 一 电机 车 ； l 3 一 电耙 绞 车 l 4 一下分段运输平巷 C 2 0 ， 2 8天抗压 强度 标准 值为 2 0 MP a 。 2 ． 4 地压 管理 地 压 管 理 方 式 为崩 落 采 空 区顶 板 围 岩充 填 采 空 区。采场顶板采用 t 8 o ～ 2 2 0 ra m木柱支护 ， 木柱 上部用木引板 、 木楔子固定。根据木支柱不同的作 用 ， 采用不同的间距 。第一类为普通木支柱 ， 位于靠 工作面第一排 ， 间距 l m， 单棵柱子 ， 支护凿岩作业空 间 ； 第二类 为密集木支柱 ， 位于靠工作面第二排 ， 随 工作 面的推 进逐 渐 加 密 ． 每隔 5 m 留一 个 0 ． 8 m 的行 人出口。 第三排密集木支柱 ， 回柱前封堵 出15 1 ， 起切 顶和阻挡空区 冒落渣石作用 ； 排距均为 1 ． 5 m 一个 循环的推进距离 ， 按照“ 见 四回一 ” 的规定 回出空 区多余的柱子。回柱 时采用 HJ 1 4 1 5 K W 回柱绞车 将 最外 排木 柱 全部 撤 出 ． 采空 区顶板 沿 切顶 支 柱 切 断 、 自然冒落 ， 充填采空区。同时 ， 在耙出耙道矿石 后 ， 将簸箕迁到新开的簸箕 口， 在原垛底上搭设“ ” 字形 混凝 土 预制 块垛 ，做 为下分 段 回采 时 的顶 柱 ， 平巷采用单腿木棚和混凝土预制块垛支护 ， 做为下 分段 回采时的回风巷和上安全道。 实践 证 明 ， “ ” 字形 混 凝 土预 制 块垛 能 够 起 到 顶柱的作用 。混凝土预制块的投入 ， 维护巷道费用 增加了 1 5 0元／ m． 但与 7 5 0元／ m的采准巷道成本相 比 ， 其优越 性 显而易 见 。 2 ． 5提升 运输 为减少 反 向提升 ， 提升 轮子 坡布 置上 部车 场 ， 回 采 出的矿石提升至上阶段运输大巷 ， 经盲主斜井一 0 m 运输 大巷一 竖井一 地 面料仓 。 2 ． 6优缺 点分析 优点 ①人工顶柱无底柱长壁式崩落法 比传统 的单 层长壁式崩落法 由原来的双巷采准改 为单巷 采准 ， 巷道掘进减少 了 5 0 ％， 不仅节约 了大量掘进 费用 ， 还缩短了盘区的采准工期 ， 赢得 了时间。②由 于上 、 下矿块之间不再留矿柱 ， 从而大大提高了回 采率 ， 减少了矿石损失 ， 充分利用了矿产资源 ， 延长 了 矿 山寿命 ． 从 根 本 上改 变 了矿 柱 回采 中极不 安 全 的劳动条件。 ③采矿工作面生产能力提高了 6 0 ％， 减 少了反向提升 ， 降低了提升费用 。 缺点 同侧布置的采场污风 串联 ， 可通过加强 局扇 通 风加 以解决 。 3 改进地压管理 的新探索 1 随着长壁工作面的推进 ， 顶板暴露面积逐 渐增大 ， 密集木支柱 仅能切 断伪顶 ， 而老顶一般在 采空区面积达到 2 0 0 0 m2 以后才开始活动 ，二次顶 压显现时 ， 虽然加强采面支护 ， 但效果不好 ， 经常是 整个 悬 顶距 全 部 冒落 ， 称 为 “ 塌面 ” ， 被 迫 重 掘上 山 ， 造成 了生产被动和坑木的巨大消耗。为此 ， 将空场 法极 限跨度理论引入长壁法的地压管理中， 将长壁 工作面 的连续推进改为间断式推进 ，从而实现安 全 、 技术和效益的有机结合 ， 达到最佳效果 。 2 本 矿 先后 在 矿块 和 矿 块 进行 试 验 ， 在 采 空 区达 到极 限 面积 2 0 0 0 m z 时 ， 伪 顶 开始 大 面积 崩落 ． 从伪顶崩落到老顶来压一般在 7 ～ 1 O天 。用 回柱绞车撤出采场所有坑木 ，退出 5 m掘一条切割 上山作为新的工作面 ，利用这 5 m矿柱切断顶板和 封闭采空区， 老顶来压后稳定时再 回采部分矿柱 ， 取 得 了 明显 的效 果 ， 此 后 ， 再也 没 有发 生塌 面事 故 ， 矿 石 回采率达到 8 0 ％， 提高了 6 ． 9 ％， 坑木消耗费用在 矿石单位成本中由4 ． 1 下降为 1 ．5 ， 收效明显。 4 结语 采矿方法的运 用达 到安全 、 有效 、 经济 地采出 矿石 ， 是矿山工作者的重要工作 。笔者认为， 采矿方 法的合理采用应综合考虑多方 面的因素 ， 因地制宜 地制定实施方案 ， 不应墨守成规 。王村铝土矿的实 践经验 ， 可供同类矿 山借鉴。 噶 考文献】 『 1 1 刘 会文 ， 高树棠 ． 井 巷工程 [ M】 ． 北 京 煤 炭工业 出版 社 ， 1 9 8 4 ． 【 2 1 陈放 ， 李玉． 矿山采矿手册I M】 ． 北京 北京冶金出版社 ， 2 0 0 6 ． 『 3 1 谢世俊 ． 金 属矿床地下 开采【 M] ． 北 京 冶金 工业 出版社 ， 1 9 8 6 ．