构造复杂矿床的开采规范化(1).pdf

构造 复杂矿床的开采 规 范 化 长 . , , . , ,。、、、, 、 , 。 , *,一 . , ,,、 , . , 、、 、 ,。,,,、 、, , ⋯ , , 、** 卜 一、 卜 . , . 了 提高采矿效率和安全 、 缩短科技成果 在生产中的推广周期 , 乃是一项重要任务 。 解决问题的途径之一是建立综合了科学技 术成就和先进经验 的采矿规范 , 以便于矿 山根据具体生产情况采 取措施 。 由于矿 体赋存条件 、矿 岩硬度 、 稳固性 蘸蘸纂纂 丝户 ’ 于州 ,长 矛 7 图 l 分段 平巷a 和分段恢巷6 剐后胶 结 充坡采矿法 1一运摘平巷,2一通风平巷,3一集风道,4一 斜坡道 . 5一矿块夭井 . 一矿石油并 ,7一分 段平巷或横巷 . 8一分刻巷道 , 9一拉底平 巷 , IOe e 切例天井 .1 1一放 矿 油眼门2一通 道 .① ④一矿石回采步砚 , II一采准 矿l和回采矿 t 和裂隙度的多变性 , 制定统一的采准 系统 、 确定矿块参数 、 规格和底部结构 、 巷道断面 形状和尺寸 、 凿岩爆破参数以及表 内矿量 的采准和回收指标十分困难 , 因而实现 矿 床开采的规范化相当复杂 。 概言之 , 应 当在 考虑 矿床开采地质和技术条件 、 经济和 生 态 状况的前提下 , 确定规范化的适用范围 。 作者考虑了 地 下 开采的以下 基本条件 矿 岩 稳 固 、 裂隙中等 、 普氏硬度系数 f 一1 2 一 18 , 矿体倾角大于5 0 “。 在乌克兰和哈萨克斯坦已广泛采用胶 结充填采矿 法 开采结构复杂的矿床 , 其 中 也包括按不同顺序沿走 向或垂直走向布置 矿块的矿房法图 1 。 综合乌克兰工业科学 研究设计院的 科研成果 , 确立了所用采矿 方法的近化 技术水平 , 制定了采矿方法 要 素和工艺过 程规 范 。 研究结果表明 , 采矿方法参数主 要决 定于岩体和人工岩体暴露面的稳 固性 。 确 定矿房儿何尺寸时 , 取 B 、几、 斯列萨列夫和 r 、月、 菲先 科法的等值跨度作为暴露面稳固 性判据 。 如果矿房宽度小于水平暴露面的 等值跨度则矿房 长度 依采场定向受制于上 盘岩石或矿桂垂直暴露面的稳 固性 。 矿房 的几何尺寸和暴露面的稳固性决定于 开采 强度和采空 区的充填速度 。 同时 , 要根据充 填体强度 、 固结时间 、 开 采 深度 、 矿 石和围 岩硬度 、 矿体倾角来计算与胶结充填体相 邻的矿房尺寸 , 以补充现有的方法 。 研究结果已成为东方采选科研生产联 合公司所属矿山建立分段平 一巷 横巷胶 结充填 采 矿法参数和尺寸基本规范的实 际资料 。 此规范可根据采矿地质条件确定 一步骤 、二 步骤 和三步骤 矿房的长度 、 宽度 和高度及其极 限允许值考虑充填体在固 DOI 10. 13828 /j. cnki . ckjs. 1992. 34. 002 参数 矿房尺 t n、 高 f 凳 长 度 宽度 O _ 如平矿体厚度 t , 时的指标值 60 7 0 4070 60 , 0 36 1 于一90 121 5 高 度 , 。 分段高度 底柱高度 止 一艾三一 上 {{ 1013 8 1 3 放矿毖道间距 , m 采准工程量 ;矿 矿块 内「可 采储量 1来 矿 体万度 11070 2 3 . 0 8 8 8 8 810 0 0810 0 0 7 7 7 7 7勺 、 之8 8 880 ,一 42 2 2 4 4 4 4 4 . 7 7 71污污 矿块矿量回采顺序瞩一个了 一房 80 ,一 42 1污 步贾回不矿量隔 两 矿广 ,二步骤回采矿 隔三个矿房 矿房矿氯的稍矿方向 分段矿量崩矿方式 切割 槽的形 成方式 由但 l翼向 于, 心或 从 r- f , 仓向侧翼 从上盘.f ’ tJf盘或反之 下向梯阶式 自下而上 布孔方式 讨 扇形 一Jl阮 」 内O门0 口tJ 内h户己 5765 8 5 在出 矿水平 3。月C一ZC 饺车 卜lf l 月11一 l 、 ’犷 T一l 、 B一 50 0/2 2哎O 、 LT 毛一 125/ 10 0 0 、 U L E一2铲运机 45 自溜 振动放矿机 l ǐ 习 1 1 炮 孔直径 .。、 n l ; 矿房崩犷 开切割隋 找材 ] ’式 放矿设 备Tl「飞r ’一 1 IB「 ’一 1 . 谁/ ’ 4 . 0移 3/3 . 1 人决产出率 . 57 丁 胶结充填科的强度 . MPa 一 介介川旷物的回收指杯 . 4 . 2 2 2 损损失率 率 } 32 2 2 贫贫化术 { { { { { 矿矿量保有期 , 月月 心八 八 采采准矿童 童 了了 备备采矿量 量 1 1 1 矿矿块月产量 . k t t t 8 8 8 l l 可 结过 程 犷 1 ,强度 的变化和 开采深度的变化 , 同时 也可根据矿体厚度和阶 段高度确定分段高度 、 矿块长度 、 放矿 和出矿 巷道问距以及主要侧面 巷道断而的形 状和规 格 。 也要根据前面确定 的规范 化矿房参数和尺 寸确定采矿方法的工艺 参数 采用的设备 、 放矿 力 式和 机诫化 、 矿房开 采顺序和崩矿 方式 、 布 孔方式和孔 径 见 上 表 。 为了对主 要参 数 考虑所用采矿方法的 结 钩特点 的选择和用 夕夕 口 产尹 - .... . .. . .... . .. - . ,..叫 . ... . . . . .口... ........ 口 肇肇肇蘸蘸孽孽 图 2 确定结构块 尺寸的方法示您图 a一含裂欧系的天然块体,6一含天然裂隙系 的块体顶板平面 . D一恨据胃落分析确定的 结构块尺寸 胶结充填料充填采空区制定严格的规则 , 也 应根据矿床的具体采 矿地质条件 , 制定其他 工艺过 程和 工艺要素规范 。 为了提高作业安全 , 已制定和执行 了 采空区胶结充填规范 。 对 矿房充填准 备 、 胶结充填料调节制度和质量以及对木隔墙 和钢筋混凝土 隔墙都提出了基本要求 , 对 矿 房充填的准备程序 、 充填料制备及充填 制度 也作有规定 。 例如 , 在作矿房充填准备时 , 爆 破最后 几排密集的扇形炮孔 , 在矿房下部留 一 层 过碎矿 石 垫 层 , 从拉底平巷底板算起 , 其最小厚度应当不小于 6m 。 在各个分段和下部运输 水平 的联 络道 架设木隔墙或钢筋混凝土隔墙 。 为防止胶结 充填料或含水采掘物流 入生产巷 道 , 在 陷筛 水平的横巷和平巷端部至 少 要用 二级圆木 架设隔墙 , 其安 设地点不应有浮 石 和破 坏 , 而 底板应清理到未破 坏的岩体 。 在隔墙下部 充填料的压力侧应铺垫厚 0 . 7m 的块石 , 而 周边裂 隙用木楔 、 麻絮和水泥浆填塞 。 若钩 筑钢盘混凝土隔墙 , 至 少 要养护 1 0天才能 进行充填 。 充填矿房不得 留下 空 洞 。 为 防止隔墙破 坏 , 当胶结充填料 充填到 隔墙以上 不 到 Zm 际高后 , 至少应停止 3一4天浇 注 充填料 。 在 上述范围内的空间应 当连续进行充填 , 间断 时间不得超过 2一3h 。 采矿规范化方法也已推广应用于构 造 复杂矿床的嗣后 胶结 充填矿房法和分段平 巷法的开采 , P 。 为扩大基本规范的 使用范 围 , 限据 ,央 化学 矿山公司所属 企 业矿床的 采矿地质条{j和采矿技术条件 , 研究修正 了 采矿方法参数 。 该公司所采矿床的特点是矿体形 态复 杂 , 岩体吸其破碎 , 矿体不连续而 且规 模不 大 。 按照 C . B . 维特罗夫法以极限平衡理沦 确定 稳定的跨度 。 为此 , 根据地质编录 平面 和剖面 , 在巷道 顶板上 显示 出将岩体分割 成i乍多单元块的弱化裂隙系 , 确定了这 些裂 隙系的尺寸印空间位置 。 以白然 平衡拱压力 分布规律为基 础 , 确定了拱顶 形 矿房的跨 距 。 当相对于水平面具有最大弱化裂隙的单 入命 . 个 . 尸 令 , 今二李 卜一卜一争 今 令 今令 今 奈 合 奈奈卜卜 李二奈 十 各 令 令 今 奈 令 今.今. 令 今 奈 . 4 , 奈 今 铭矿床开采工艺的发展 和完 善 卜 之一者一 卜一卜卜 . 嘴, .哈 尸含 ,. 尝 嘴 , 小二 二卜 言卜李 ,. 哈 寻 老; . 弓 。谧,. 含卜”心 ,. 嘴一寸二号 ,一令。 一。弓. 嘴 . 厂 令 . 小 饭 哈萨克斯坦共阳国比旷石的主 要 勘探 含量都蕴藏在南肯皮尔赛超碱性岩{们勺 。 这 些 矿床不仪在储呈规模而 且 在 矿 石质量方 面都是独一无二的 。 顿斯克采选公司开采这 些矿床 , 该公 司 可探证国民经济铭原 半 、} 需求 量 的 98 . 而且有部分商品 出r 1 。 在 南肯皮 尔穿矿区内己发现 3 座人型 优质格铁矿矿床 哈萨克斯坦 4 0 周年矿床 、 阿 尔 马 兹一热姻丘任矿床 、 米利翁诺矿床 , 8座 } , 型矿 J术 、 5座小型 矿床 . 60 多个没有工 」} 意义的矿化点 。 这些矿床的围岩是原始超基性岩经 过 自变质作用 形 成的纯 橄榄岩 、辉 石纯瞰陇宕 和钊方辉橄榄岩的蛇纹岩类岩石 。 在复杂的 地 质钩造f 1 J原始超墓性岩蛇 纹 石化条件下 形成矿床的过民中 , 困岩 和矿体被许多裂隙 分割 , J戊为失状结钩 。 矿体形状为透镜状 和层状 , 倾角从 0 列 60 0一 65 “。 百 , } 卞尺寸从儿米压 ;.】1 600n飞 不等 。 矿体与围岩的搜触而清晰 明显 。 造矿旷物为 含镁铭铁矿成分的铬尖晶 石 , 其 仁, 格氧化物 含 量 贫矿 3 8一材 , 富矿 5 4 5 7 。 富矿 平 均密度为3 . 8一4 . h /m 3。 用露天阳地下法开采各矿床 。 目前 一育 哈 萨克斯坦4 0 周年 、 和 平和联合三 个露天矿 在进行开采 。 后两 座露天 矿的储量即将采 完 , 很决就会闭坑 。 波伊斯科内露天矿在进 行建 设 , 根据沃斯霍德矿床储量编写该露天 矿的工艺设 计任务书 。 各工艺过程都装备有现{七高效率没备 。 用c I ; f I T一250 型牙轮钻机进行穿孔 。 为了提 高边 坡隐定吐和作业安全性 , 在台阶削坡时 采用 了周 边料孔 。 采用加大药 包密集系效的 刘 角式炮孔烬破 法 。 一般同时爆破两个台 阶 。 为了实现 这种方法用 包含 23 个台阶 的垂直盘区开拓矿沐 。 露天矿用载重量 100 t 和 1 54 t 汽车运输 矿岩 。 一辆重 1 5奴 汽车的年运输量为 1 . 5一 2 . 0入t 。 J{J只一 、T一 811型电铲装车 。 年生产能 力达至 11一 咬00 1 60 0km 3。 顿斯克 采 选公司的发 展 前景与地 下 采 矿方法有关 。 近期露天 矿的矿石产量比重不 会超过 20 。 莫洛焦日矿开始掌握铬矿 石 地下开采 工艺 . 开采哈萨克斯坦 4 0 周年矿床一莫 洛 焦l[ 矿床 。 开采的第一 个矿块表明 , 采矿地 质条 ’t和岩体物理力学性质不容许形成未 支护回采空 问 , 即使很小 的空问也不能形 成 。 因此 继续采用挤压分段爆破的崩落采矿 法 。 结钩坎 , 其倾角一定时 , 可 按图 2 所示的方 式确 定 计算参数 d , 和d Z 图中 n飞一岩层 最 大弱化裂隙间距 ;a 一白然平衡 供跨度的一 半 ; l一垂直于层 面或最大弱化裂隙面的裂 隙间距 ; 一自然 平衡拱的高度 ;。一层 面或 最大弱化裂隙面的倾角 ; d 一多裂隙岩体单 元块的水平尺寸 ; d Z一单元块的 竖向尺 寸 。 然后 , 可汁算支承极限自然平衡拱内岩体的 矿桂问长支护顶板的稳定跨度 。 R 一3 尹慰农子彦 ho l 92o 7 7