浅孔留矿法平底栏栅底部结构的应用(1).pdf

浅孔留矿法平底栏栅 底 部结构的应用 宋 浅孔留矿采矿法在中国地下黄金矿山应 用较为广泛 。 它具有结构简单 、 管理方便 、 采 准工程小 、 工艺技术容易掌握 、所需设备 比较 简单等优点 。 在中国的脉状矿床开采中 , 人们 正在继续寻求扩大该法的应用范围 , 特别是 在地质品位不高的急倾斜极薄矿脉开采中 , 至今还没有找到一种技术经济效果更好的采 矿方法来代替它 。 改进浅孔留矿法底部结构 是人们研究较多的内容之一 。 本文探讨浅孔 留矿法平底栏栅 电耙出矿底部结构 。 目前 , 留矿法底部结构型式 , 按出矿方式 漏斗 、 振动放矿机 、 装载机和电耙的不同相 应分为四种 。对于薄矿脉开 采条件 , 装载机出 矿因设备昂贵 , 利用率低 , 尚未普遍采用 。 其 它方式应用虽较普遍 , 但 在不同程度存在着 卡斗 、 跑漏 、 悬拱 、 木材消耗量大木漏斗施 工工艺复杂 、 维修量大 、生 产能力低 、 劳动强 度大 , 且留有大量矿石底柱等缺点 。 为了改善这种情况 , 长沙矿山研究院一 试验组 , 在河南省枪马金矿对平底栏栅电耙 出矿底部结构进行了研究试验 , 取得了较好 的效果 。 嘉 栋 桩 、 地脚固定桩等构成 。 , , 明明 , 叫叫冬 ,,.J. 币币互互 i i il } } }.一一节 节I I{ { { l钾 钾三二{ { { ““ll l ll { { { l I l l l 1 1 舀二 1 1 1 卜卜- , , } } }i . l l l} 卜 巨巨,田田一曰 曰七 二日 日 卜一刊 刊 卜刊 刊 门门门 _ n n n n n 回回回回回 一一一 . . . . . { { { 一 六六 甘甘 邝邝1 1 1 犷犷 平底栏栅电耙出矿底部结构 的构成 平底栏栅底部结构适用于矿岩中等稳固 的倾斜以上的脉状薄矿体 。 它由矿房底部的 拉底巷道原脉内探矿巷道 、栏栅和 出矿巷 道组成如图 。 栏栅在出矿巷和拉底巷道之 间 , 其作用是使留矿法矿房的存留矿石有控 制地流入出矿巷道电耙道 。 栏栅有金属结 构和木结构两种 。 本文只讨论金属栏栅 , 它主 要由立柱 、 横栅 、 竖栅 、 加强横档 、 立柱固定 栏栅底部结构示意图 1一立柱固定桩;Z we e s 翎立柱 ; 3一栏栅 ; 4一竖栅;5一加强横档 ;6一地脚固定桩; 7一书习 轨地脚 ; se s 锚杆 ;9一电耙道 出矿巷道在矿房底部靠矿体下帮一 侧沿脉巷道扩帮而成 , 其断面规格以满足出 矿设备所允许的最小尺寸为准 。 扩帮后 , 巷道 顶板应及时锚固或其它方式力 口固 。 栏栅结构强度分析 栏栅所拦截的矿石呈松散体堆积状态 。 根据其存在状态和流动规律 , 设定 、 矿堆系均质 、 各向同性 , 堆积密集 、 连 续 ; DOI 10. 13828 /j. cnki . ckjs. 1993. 24. 003 1 2 、 作用在栏栅上的力 , 以松散柱的形式 集中在栏栅之上 , 且均匀分布 ; 3 、 矿石在放矿过程中均匀连续流动 , 不 产生突然性的动载荷 。 因此 , 作用在栏栅上的力 , 可以用土力学 和散体力学的原理确定 。 根据作用在栏栅上的力的分析 , 可得 出 栏栅所受法 向压力 F T 为 F 下 一 rH 仁 1一 tg Z 45一司2 ts甲〕 仁 e o s 日 tg , 45一喇2 sin日 〕 1 式中 r 一松散矿石体重 ; H一栏栅上松散矿石柱高度 , H一tL g a ; L一矿体水平厚度; 矿体倾角 ; 甲- 一松散矿石内摩擦角; 日一栏栅面与水平面夹角 。 设栏栅立柱的间距为 R , 则立柱所受均 布载荷Q为 Q R F T 。 2 由此可计算立柱所受剪刀和弯矩 。 枪马金矿试验采场采用无矿柱平底栏栅 底部结构的浅孔留矿采矿法 。 底部矿流控制 系采用金属结构栏栅 。 矿体为石英岩脉 , 围岩 为糜棱岩和混合岩 , 矿体和围岩均稳固 。 矿块 底部有三个小断层斜交矿体和近矿围岩 , 使 出矿巷道顶板稳固性变差 。 矿体倾角7 5 “。 矿 体水平厚度 1 . 0一2 . 组m , 平均 1 . 31m 。 矿体长 45r n架设栏栅长度 。 阶段高度为 4Om 。 根据矿体倾角和水平厚度 , 作用在栏栅 上松散矿石柱的高度 H2 . 4义 tg75 。、 gm . 矿块底部出矿巷道高2 . Om , 即栏栅的承 载长度 L一2 . om , 栏栅面与水平面 夹角日 8 5 “, 松散矿石体重 Y一2 t /m 3, 矿石内摩擦角 甲 4 0 。, 立柱间距取 R一1 . s m 。 将上述参数 代入式 2 , 则得作用在立柱上的均布荷载 为 Q R F T 6 . 69t/m 3 。 立柱的最大弯矩 M mx 一 SQL Z 一3 . 35 。 据此 , 选用热轧普通工 字钢G B7o6一 65作立柱 。 〔 司二 200 0kgc /m Z, 按强度条件 M. /w z 镇〔 司 W z M ma x /〔 a 〕 3 . 345义10 5 /2 又 10 , 167em 3 在立柱间距取 1 . sm , 日85 。的情 况下 , 选用1 8型工字钢w zo 一1 85 cm做立柱 , 其 强度符合要求 。 因采用钢结构 , 栏栅所受剪 力的计算从略 。 栏栅底部结构施工 试验矿块底部原已有脉内探矿平巷和连 通下中段的溜矿井 , 故底部结构的施工只需 从脉内探矿巷一侧矿体下帮扩帮 , 形成 电 耙出矿巷道 , 及加固该巷道顶板 , 架设栏栅等 工程 。 电耙巷道宽 2 . 0一2 . Zm , 高 2 . 8一2 . om , 长度为5 8 m , 其中挂环桐室和绞车嗣室各长 5。 。 放矿溜井侧边距绞车 2 . sm , 绞车酮室底 板低于电耙道底板 0 . 3m 。 用 两排交错布置的管缝式锚杆长 1 . s m , 直径 42mm加固电耙道顶板 。 然后挑顶 、 架设栏栅 。 挑顶按多打眼 、 打 浅眼 、 少装药 、 单个炮孔有序控制爆破的原则 进行 。 孔距 0 . 6m , 孔深 1 . Om , 掏槽孔 深 1 . Zm , 倒 v 形掏槽 。 靠电耙道侧边孔距矿体下 帮边界线 0 . 3m 。 采用 2号岩石炸药 , 装药系 数为 0 . 5 。 用导爆管一微差雷管起爆或导火 索火雷管起爆 。 爆破顺序为 由顶至底逐孔进 行 。 挑顶高度为 l m 左右 。 立柱用1 8型工字钢制作试验中利用 15k g/m 和 18k g/ml日钢轨 , 其长度为 电耙 道高加0 . sm , 间柱为 1 . s m 。立柱安装倾向与 矿体倾向相同 , 倾角 85 0 。 立柱埋人巷道底板 0 . Zm 。 立柱上端与围岩搭接处两侧各置一根 长 0 . smm立柱固定桩用中30中40m m 圆 钢制作 , 并与立柱用电焊固定 。 横栅是一些 中 圆钢条 , 穿过立柱 a 1/4 t m18m m 上的孔 , 并与之焊固横栅圆钢间距 0 . Zm , 使各立柱连成一体 , 放矿 口高度1 . 2一1 sm 。 在放矿口上沿焊接一条 15k g/m 的钢轨 , 纵 贯栏栅 。 在巷道底板紧靠各立柱安置一条钢轨作 地脚 , 并用长 0 . sm 地脚固定桩固定 , 以防立 柱外移 。 根据 1990 年价格计算 , 栏栅底部结构的 工程费用单价为 2392元/m 。 而传统的木漏 斗底部结构的工程费用单价为 3442元/m , 即前者低于后者1050元/ m 。 然而 。 木漏斗底 部结构的工程均在脉 内进行 , 副产矿石 , 而栏 栅底部结构需于底板开帮 。考虑这一差异, 则 两种底部结构的工程费用几乎相等 。 但比振 动放矿底部结构的费用要低 。 结束语 1 、 枪马金矿浅孔留矿法试验采场采用栏 栅底部结构 , 经1 3个月试用 , 证明有如下优 点 1 结构工艺简单 , 缩减了采准切割工程 ; 2 平底电耙 出矿比较安全方便 , 效率高 , 特 别是大量放矿期间效果更明显 ; 3采用栏栅 底部结构 , 不需拉底 , 不留矿石底柱 , 减少了 回收底柱时的矿石贫化损失 ; 幻大大减少了 平场工作量 , 降低了工人的劳动强度 。而且从 根本上解决了浅孔留矿采矿法漏斗出矿时卡 斗 、 悬拱 、 跑漏等问题 。 2 、 栏栅的结构设计 , 满足了承载强度需 要 , 保证了正常回采作业 。 栏栅结构放 出矿石 达万吨未出现明显变形 、 倒塌和影响生产 , 实 现了安全放矿 。 3 、 今后的改进意见 l调整日 、 R 和 L 中任意参数都可以改 变栏栅的强度和刚度 。 根据弯距公式 M ma x - 1邝L Z, 强度对 L 的变化特别敏感 , 另外同时 弯矩亦与立柱间距 R 成正比 。 因此 , 在可能 条件下 , 应尽量减小出矿巷道高度和适当缩 小立柱间距 。 在枪马金矿 , 如果取 R l m , L一1 . s m , 则M o a x 一1 . 806 t . m , 按强度条件 w分 M m。 /[司 90 . 3 em 3, 只需用 14型工字 钢作立柱 , 这将对栏栅的强度和刚度更为有 利 。 此外 , 不难看出 , 当立柱安装角 日等于 9 0 0 时 , 栏栅面只受远小于铅直压力的侧压力 的作用 。 因此应尽可能增大日角 , 通常应大于 85 0。 2设计采用中 1smm圆钢作横栅 , 实践 表明其强度虽够而刚度较差 。 可适当增设加 强横栅 。 3钢质栏栅构件间 、 采用 电焊连接的工 艺有待改进有脱焊现象 。 同时 , 放矿 口矿流 的控制也有待完善 。 上接第1 5页 是针对安全和损失控制管理 。 公司于 199 0年 开始引进I Lc l计划 , 现已在大多数生产领域 达到先进的 “两星”定额 。 设备的安全作业对损失控制计划是很重 要的 。 保证始终如一的产品质量需要设备在 所有主要生产过程中有良好的生产性 能 , 不 会由于故障或非计划的停工而中断作业 。 为 此制定了公司的维修战略论点维修的目的 是在保证最低可能费用的条件下提供最大的 设备效率 , 而且确保人员的安全和作业环境 质量 。 维修计划的关键是上述的计算机维修 和材料管理系统 。 功能公11练 系统是 由M TsT eetronie s 公 司为生产和维修人员制定的 , 熟练人员 的训 练和现场学习是培训工作的基础 。 工作手册 由雇员自己编写 。每当需要时提供室 内培训 。 雇员 的培训工作对 1 5 0 质 量保证程序和损 失预防系统是很重要的 。 33 一 张可能 谢凤琴 E2 901/0 41