薄矿脉深孔空场法.pdf

J 炮孔长 3 . 2 米 ; 起爆药为 2 号岩石炸 药 今 3 0 x 1 10 x loo 克 , 主爆药为含水炸药 饰 3 0 x 1 4 0 x10o克 ; 电雷 管为MS D , 1 9段 , DS D , 1一3段 ; 起爆药包置于孔 底 ; 掏槽型式 见 图 1 。 掏槽试验结果 试 验 结果如表1所示 , 根 据 4 0次试验 , 判断C为本试验隧道的最佳 掏槽型式 。 根据 试验得出 单轴抗压强度 高 时 , 则必须有一定程度过量装药 ; 空孔小7 5 掏槽试验结果表 l 掏槽型式 ⋯ 试验次数 成功次数 平均进 进尺2 . 8m以上 {尺 又m 4 4 4 4 4 l l l 1 1 1 0 0 0。 」」 1 1 1 8 8 8} } } 8 8 8 8 85 } } } } } } } } } } 1 1 1 1 13 3 3 2 2 2 2 2 2 2 种试验 , 选择与实际 情况相适合的型式 。 炮孔直径SB的去祸系数一般最好为 2左右 , 同时 , S B的药 卷直 径为2 0毫 米 , 所 以炮孔 直径与掏槽试验一样取 42毫米 。 装药量关于装药 量没有特 殊规定 , 这 次取 0 . 8 5 公斤/孔 装药密度0 . 2 8 公斤/ 米 、 1 . 0 0公 斤 /孔 装 药 密度0 . 3 3公斤/ 米 2段 。 S B的各参数 岩石主 要是黑色页岩 、 石英斑岩 ; 装药孔 直 径为4 2 毫米 ; 循环进尺 3 . 0米 ; 起爆药为含水炸药饰 25 义 2 85 只 10 0 克 , 主爆破炸药为S B用含水 炸药小20 义 4 5 0 、 1 5 0克 ; 雷管为D SD , 9段 ; 孔 底起 爆 。 S B的试验 结果 由于 SB试验与掏槽 试验同时进行 , 进尺不一定是 3 . 0米 , 各型式 随机抽样结果如表艺所示 。 整个S B试验超挖厚平均1 9厘米 。 由于 凿岩机 向外偏3 “ 时进尺 3米的掘进偏移 1 6 厘 米 , 实际 超挖 相 当于 3厘米 。 毫米与小10 0毫米没有显著差别 ; 成功与否 取决于炮孔精度 , 更取 决于 地质变化 ; 孔 底 几乎没有残孔 ; 爆碎炮孔 孔深最好3 . 0米;岩 碴飞散与掏槽型式无关 , 仅2 4米 。 S B的试验结果 表 2 sB型 式 { S一D S/D 墓霎 成 功次数留 { 需尤势 炮孔者 超挖 厚度 em 5 5一9 0 光面爆破试验 楼5一6 0 光 面爆破 以下称S B的 成 功与否夕 即与深孔爆破的成 功与否 密切 相关 , 所以当 掏槽相 同 时 , 选择 SB的 最佳参 数就 很重 要 。 S B的型式 提高SB爆破效呆的重要 因素是 孔间距 S 、 最小抵抗线 D 、 装药量 L 等 , 特别是S与D的关系 最 重 要 。 此外 , 关于S/D的比值 目前尚无按一定 标 准进行计算的方法 , 一般取 0 . 了一0 . 9左 右 。 但是 , 对弹性波速小的岩层取大些 , 龟 裂多的岩层取小些 。 因 此 , 这次 S B试验装 药量仅限于段 , SD在6一 间进 行数 70一90 5 5一70 167 1 9 2 0 e r l . ⋯ e e s e.s e..s e l s el e s ..r ee s、.1 ⋯ ,二土 JC已口 U八OU刁ǎ bo 卜八行了 叮 才 斤了只 n八 O UnU . . ⋯⋯ 5 0一60 5 5一6 5 60一70 7 0一了O 15 16 平均 1 9 注 超挖厚度为每一次爆破后工作面 测定 位 作为整个试验 , 岩 层 强度越高 超挖 也越 大 。 此外 , 开挖 面的 平 滑度与强度没有关 DOI 10. 13828 /j. cnki . ckjs. 1991. 16. 009 2 / 0 . 1 . 0 设备的转移 。 目前趋势是使分段巷道尺寸适 应要求最小宽度为2米的凿岩设备的 需要 , 鉴 衬自 ,, 研究用深孔空场法开采 薄矿脉的意义在 于 1 . 薄矿脉开采现在仍是贵金属供应的 主要来源 , 而在技术上的改善可保持和提高 其竟争力 。 2 。 已发现和圈定的许多不够经济价值 的矿床 , 在其得到经济开发前 , 需有生产效 力高和成本低的采矿方法 。 3 . 现已有可在窄工作面使用 的大功率 的自行式凿岩设备 , 而传统的薄矿脉采矿 法 如留矿法和分层充填法难以雇到熟练矿 工以及深孔空场法固有的安全性大 , 从而使 它成为一种极受关注的方法 。 所称薄矿脉深孔空场法在这里定义为矿 体厚不 大于 2米 , 从分段巷道钻凿 平行孔 , 每 排不超过3个孔 , 孔径不大于 8 0毫米 。 这种方法的采准工作十分类似于较厚矿 体的分段空场法 , 因其 最大采幅不超过2米 , 故每个分段水平仅有一条 平巷 。 此法 适用 于 垂直或倾角至少有5 0 “ 能进行重力放矿的急 倾斜矿体 。 重要的是要求矿体连 续性好和 分 段之间矿体轮廓整齐 , 1 9 89年有人推荐其最 小采幅为O 。 5米 。 此外 , 对采准量 、 凿岩与爆 破过程 , 以及方法的适用性影响最大的因素 是矿量充裕程度和 上下盘 围岩状况 。 因其是 一种空场采矿法 , 考虑到矿体的厚度 , 任何 数量的严重片帮 都标 志着贫化 ; 还要注意凿 岩爆破工艺 , 和自然或人工支护的开销和采 准工作量 , 这在某些场合下将妨碍该法的应 用 。 图1 、 2表 明 了薄矿脉深孔空场法的巷道 布置和 主 要特征 。 图的 最下部是采场的分段 凿岩平巷 、 拉底工程和 放矿点 。 下向孔 要 更 精确和更有崩矿能力 , 而上 向 孔 一般都较 短 。 有人更愿使 上 向孔 向空场前倾6 5 一 75 。 图2 , 以使凿 岩 条件更舒适和安全 、 破碎 更好 , 并使下向孔爆破或底梁矿柱底部形成 更光滑的自由面 。 经由天井或无轨采矿布置 的斜坡道可进入分段巷道 , 斜坡道使于凿岩 卜 图 1 深孔 空场法的横剖面图 1一凿岩平巷,2一下向炮孔;3一 矿体f占计 轮廓 ; 4一矿体厚度;5一上向炮孔;6一 放 犷点 , 7一分段高度 图2深孔空场法的纵剖面图 1一切割天井,2一下向炮孔 ; 3一上同炮孔 前倾 ; 嫂一分段凿岩平巷 ; 5一进路天 井 或斜坡道 ; 6一拉底和运 输平巷; 一放矿点 7 于可买到 的 掘进出碴设备的情况1 。 7 立方米 铲运机宽约 1 . 6米 , 而 3 . 8立方米铲运机则宽 达2 . 5米 , 现常 掘进较大的分段巷道 。 架柱 式装 置一直在使用 , 尤其是在很薄的矿脉 。 推荐 的 最小分段巷道高度为3米 , 以便于1 . 2 米的钻杆容易更换 。 分 段 高度根据穿 体的 整齐度 、 岩层稳固 性和准确凿 岩可能的范围而定 , 一般在 6 20米 。 采场高度变 动 于3 08 0米之间 , 它与 分段高度密切 相关 , 一般最多设计成 4个凿 岩分段 。 矿块长度受作业效幸 、 矿石品位和 是否留自然矿柱的 制约 , 见过的采场长度最 大为 1 0 5 米 。 正常情况下 , 从采场的一端的 切割天井开始后退式回采 图2 。 切割槽布 置在采场中部 , 这种方式 常用 于较宽的深孔 空场法采场 , 从两个方向后退回采 , 以保证 较大的作业 灵 活性 , 即 回采面 积较多 、 品位 控制 条件 较好 , 但这将增加掘进费用 。 拉底 是在采场底部沿采场全长进行 , 放矿点间距 为9一 13米 。 所调查的多数矿山 , 一旦较厚矿体中使 用深孔空场法 , 一也就在薄矿 脉 中使用这种方 法 。 旦它 们少 有 去优化炮孔 直径 , 炮孔直径 的范围为4 1 一6 4毫米 , 而多数矿 山是5 1毫 米 , 使用柱齿 钻头 , 钎 钢为圆形 或六角形 。 所用凿 岩机种类很多 , 有DH 一 99和Dl诬 一 123 型 、 T a m r。 。k 3 2 2型 ; 在 B CI钻车上则配用 Se e an S 一 36与Atla s C o pe o B BC120凿 岩 机 。 目前的趋势是使用 配 电 一 液 凿岩机的钻 车 。 上向孔的 最大深度为12 。 2米 , 下向孔为 7 . 316 . 8米 。 上向孔 和下向孔 的 末端相叠长 度宜在 1米以内 。 一般说 , 下向孔均平 行于上 下 盘矿岩接触线 , 而上向孔 则向采场空区倾 斜 。 所查 全部类 似矿体条件采场 的凿岩布孔 及爆破工艺有着 明显的 差异 , 布孔形式有 3 3 、 3 2 、 3 1及2 1, 而 2米与1 . 5米宽采场 的标准形式 分别为3 , 3与”1 图3 。 用2 5 毫 乡微差霭管 起爆 ; 先爆 中间孔后爆边孔 , 在 3 3孔网中先爆下盘孔 , 后爆上盘孔 , 这可保 证上盘孔的爆破 自由面 , 尽可能防止或减少 爆震引起的片帮 。 在2 l孔网中同排孔 同时 起爆3 3 、 32的孔 也有如 此 的 , 因为每 排炮孔设计为同时起爆 , 所以爆下的矿层厚 度与每段起爆的药量成比例 , 当每排炮孔是 3 3孔网 凿岩平巷 困困困}巡亡亡 上盘围岩岩 户户户户体厚度 度 , , , , , 间间间间距 1米 _ _ . 谧谧谧谧 下盘围号 号 注 上下两孔网图中 , 数字表示可 能的迟发顺序 21孔网 间距 1 。 5米 采采场空空 陈藏{ { { 上盘围岩岩 区区自由面, , , 一伏百亩 亩 } } } } } } } } } . 炮孔 图3 标准布孔及迟发顺序 3个时, 中间孔布在偏近下盘处 也是有利的 , 如 198 6年多姆矿将中间孔布在距 上盘1 . 1 米 距下盘0 . 8米处 , 以保护上盘围岩 。 有些矿山 直接在矿 岩 接触处布孔 , 而另一些矿山则使 边孔 与 上下 盘两 帮 保持0 . 1一0 . 2米距离以降 低贫化率 。 薄 矿脉深孔空场 法最 要紧的 矿床条件 是 矿体规则 , 倾角大可用重力放矿 , 上下 盘围岩稳 固 。 此法已应用 于开采厚度小到0 . 3 米的矿脉 如戈登帕特利西亚矿 。 在宽采 场从上盘或下盘混入 0 . 5米厚的岩石并不少 见 , 但就 1 . 5 米的采幅而言 , 这使意味 着有 4 0 的贫化率 。 在调查报告中 , 贫化率有 高 达5 的 。 考虑深孔空 场法的适用性时 , 贫 0 化串并非唯一的准则 , 还要看混入的是什么 岩定位准可取 得满意 的孔底距 , 孔底距不当 岩石 当进行采矿法方案比较时最终是考虑 是打乱崩矿顺 序与爆破震 动过大的实 质因 贫化的后果如 何 。 素 。 电液凿 岩机传递给钻头的能量过多 , 也 据1976年一资料同本法作比较的有留矿将引起炮孔 偏 斜 。 偏斜问题 对分段的 最大高 法 、 分层充填法和天井采矿法 。 当采场两帮 度 、 宽孔网能否采用 、 及凿岩爆破费用是否 稳固时 , 留矿法比分层充填法更经济 , 但也 显著降低 , 都起着制约作用 。 现在关于高质 较危险 , 因为在爆下矿堆中可能有空洞 。 在量凿岩及减少偏斜的研究将大大影响采矿方 卢坪矿 , 天井采矿法已被深孔 空场法取代 , 法 的 经济效 果和适i月条件 。 炮孔 偏 斜的测量 因后者的劳力密集度和 作业循环都比天井采及监控 问题 , 在 岩体特性和凿岩参数方 面下 矿法低而劳动生产率则较高 1 98 9年资料 。 功夫是值得的 ; 用 电液凿 岩 机 时限制 其推力 相反 , 多姆矿开采薄矿脉则考虑用 天井采矿 也可 能减 少偏 斜 。 法取代深孔 空场法 , 这是 由于天井法要求的 从 能 控制凿岩过程和爆破参数方 面来分 熟练工较深孔空场法为少 。 天井采 矿 法的选 析爆破效果时 , 爆破震动 监 控仪 表是有用 采性略大于深孔 空场法 , 而在某 些场合下 其 的 。 卢坪矿 进 行了分析爆破震动 的研究 , 以 水平凿岩比深孔 空场法的 更为准确 。 在目前 便 提 出修正值 夕 此研究一有成 效 , 爆破作业 薄而不规则犷脉的开采中 , 留矿 法 与分层充 就 通过测量 其 附近的能量 J 清况按计戈}{进行 。 填法都更具选采性 , 深 孔 空场法则 因不在空 除前述用 偏离中线的 炮孔和控 制 起爆顺序以 场下作业并确保有一安全出口而具固有的安 外 , 用 低威力炸药如加惰性材料的钱 油 炸 全性 。 药也 可减少爆破震动 。 还可进 行单 一 的装 内在贫化是因矿脉不规则 引起的 , 而回药 及爆破试验 , 以确定不同岩石的破碎角与 采贫化是因可采的最小厚度和未按矿体边界 漏斗形状 , 及优化抵抗线 。 回采所引起 , 贫化率的增加是 由于片帮 , 这采场帮壁的稳 固性对采矿 方法 的 成功是 因采矿作业不当所致 。 既定的采幅是不能减 头等重要的 , 锚索 支 护具有很大的 作用 。 少的 。 总之 , 本采矿方法 的多数问题都涉及 总之 , 已知采 矿方法 的特性 , 则 技术上 贫化和片帮 。 调查的 全部矿山破碎 块度是很的 改善应集中在 质量控制 的要素方面 。 用现 好的 , 多数矿 山1 5 厘米的块度高达 8 0 一9 0 ; 在可用 的 “ 科学 的 ” 手段 进 行的一些改善 , 为了获得如此细 的块度并避免 “挂矿”, 一 司用 于采矿方法 作业 的 分析与设计 。 未来的 般采取加密孔网以加强爆破 。 这样可 能 引起解析的设 计方法 、 改善 的凿 岩 准确度和狭窄 片帮 , 但考虑到 凿岩精度 、 拒爆及跳段等问工 作 面用 的凿 岩设备 , 都无疑是未来的薄矿 题而必需这样作 。 脉深 孔 空场 法增加经济效 益和适用范围的途 凿岩精度是采矿 方法必然涉及的一个方径 。 面 , 需有熟练凿岩工保证 正确的凿岩机定位 CIMBl u l 。 , 199 1 , 1 , 和炮孔 开口方位 , 炮孔 偏斜问题 很要 紧 ; 凿3 5 一4 1 吴子振 石 华 上接 第 2 4 页 石水泥浆 胶 结充 j真的技术与工艺 , 只是在几 考察对象内容作充分 准备 。 例如 , 为考察墓个关键技术上需 要验i止 , 如块石 粒级配比的 德 克里克矿 的 块石水 泥 浆胶 结充填 , 我们严 格程度 、 水泥演输送与加 入工 艺 、 搅拌 方 与基矿总工程师进行多次联 系 , 询问有关问式 及可靠程度 、 充填 体 一民期 自立 精况等 。 题 , 翻译和收集有关资料 , 还进 行了模拟 试赴 加拿大技术考察 组 验 。 通过这些工作 , 我们 基术 上已掌握了块 ,, 3 1 99 11 0