桃园钼矿采矿方法存在的问题及对策.pdf

第 3 4卷 第 1 8期 2 0 0 8年 6月 山 西 建 筑 S HANXI ARCHI TECTURE Vo 1 ． 3 4 No． 1 8 J u n ． 2 0 0 8 1 0 5 文章编号 1 0 0 9 6 8 2 5 2 0 0 8 1 8 0 1 0 5 0 3 桃 园钼矿 采矿 方法存 在 的问题及对 策 张少平 吴秀云 摘要 结合桃园钼矿的实际情况， 分析 了桃园钼矿原设计的采矿方法存在的问题， 探讨了无底柱分段崩落法、 有底柱分 段崩落法和留矿法三种方法在工程中的配合应用， 得出了采矿效果较好的结论。 、 关键词 采矿方法， 构成要素， 采准切割， 回采 中图分类号 P 6 3 3 文献标识码 A 0 引言 桃园钼矿为变质热液矿床， 矿床主要受北东向的主干断裂 F 1 9和 F 2 0所组成的断裂破碎带控制。在其中次级构造、 节理、 裂隙、 破劈理发育 ， 这些微构造控制着矿脉的形成及其矿化。位 于黄龙铺背斜南翼的小褶皱构造小沟倒转向斜 ， 不仅为成矿 提供了空间， 而且为矿化热液的运移提供了通道。成矿母岩主要 为变石英砂岩和粉砂岩板岩。脉岩主要为变辉绿岩和长英质岩。 钼矿体受脉岩控制， 长英质脉岩与钼矿化关系密切。 桃园钼矿原设计的采矿方法为无底柱分段崩落法。几年的 采矿实践证明， 该方法在桃园钼矿采矿过程 中有一定的局限性。 在矿体和围岩相对稳固地段， 采矿效果较好。而在矿体和围岩不 稳固地段 ， 由于岩石破碎， 平巷中易冒顶和片帮， 甚至出现巷道坍 塌， 用中深孔无底柱分段崩落法放矿弊大于利。采矿贫化率最高 可达到 3 0 ％， 一般为 2 5 ％， 矿石损失最高达 5 0 ％， 一般为3 5 ％， 矿 石损失较多， 贫化较大。不但使钼矿资源得不到充分利用， 而且 也增大了采矿成本 ， 安全生产隐患较多。 文中采用的计算方法为 G B 5 0 0 2 1 2 0 0 1岩土工程勘察规范 中的传递系数法 ， 选择沿主滑方向的剖面为计算剖面， 计算条分 图见 图 1 。 I 正常蓄水位4 9 0 m 】 1 ． 0 4 1 l 欠稳定 l { 正常蓄水位4 9 0 m 暴雨 1 0 9 8 4 l 不稳定 1 l 4 9 0 m骤降至4 5 2 m l 0 ． 9 4 1 I 不稳定 I I 苎 奎 堡 塞 墨 至 堡 塞 l 果一致； 在正常蓄水位 4 9 0 m十暴雨和4 9 0 m骤降至 4 5 2 m工况 下， 滑坡稳定系数分别为 0 ． 9 8 4 ， 0 ． 9 4 1 ， 滑坡将失稳。 3 结 语 1 通过对滑坡的现场调查研究 ， 查明了滑坡周界， 定性分析 了滑坡 的当前 稳定性 ； 2 该滑坡在正常蓄水的天然状态下 ， 滑坡处于欠稳定状态 ， 这 与通过现场调查所得结论一致， 在暴雨和水库水位骤降至 4 5 2 m 的工况下 ， 滑坡将失稳滑动。 参考文献 [ 1 ] 张倬元． 工程地质分析原理[ M] ． 北京 地质出版社 ， 1 9 8 1 ． [ 2 ] 张成恭， 王思敬， 张倬元 ， 等． 中国工程地质学[ M] ． 北京 科 学出版社 ， 2 0 0 0 ． [ 3 ] 张 玉成 ， 杨 光华 ， 张 玉 兴． 滑 坡 的发 生与 降 雨 关 系的研 究 [ J ] ． 灾害学， 2 0 0 7 ， 2 2 1 8 2 8 5 ． [ 4 ] 谢守益， 徐卫亚． 降雨诱发滑坡机制研 究[ J ] ． 武汉水利电力 大学学报 ， 1 9 9 9 ， 3 2 1 2 1 2 3 ． [ 5 ] 魏丽， 单九生， 章毅之 ， 等． 暴雨型滑坡 灾害形成机理及预测 方法研究思路[ J ] ． 江西气象科技， 2 0 0 5 ， 2 8 3 1 7 2 2 ． [ 6 ] 矫滨田， 鲁晓兵， 王淑云， 等． 土体降雨滑坡 中细颗粒运移及 效应[ J ] ． 地下空间与工程学报 ， 2 0 0 5 ， 1 7 1 0 1 4 1 0 1 6 ． [ 7 ] 代常友， 杨坤， 石永泉． 桂花村滑坡的形成机制及治理建 议[ J ] ． 山西建筑， 2 0 0 6 ， 3 2 2 0 9 2 9 3 ． The f o r mi ng pr i n c i pl e a nd t he s t a bi l i t y a na l y s i s o f o ne l a n ds l i d e Hu be i pr o v i n c e LI U J i a n - p i n g ZU o Xu Z ENG Bi n A b s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e p r o j e c t g e o l o c M c o n d i t i o n a n d d e f o r ma t i o n c h a r a c t e r s o f t h e l a n d s l i d e i t a n a l y s e s t h e f o r mi n g p r i n c i p l e o f i t ，a n d g e t s t h e c a l c I l 1 a t i o n t o t h e s t a b i l i t y o f i t ，t h e c a l c u l a t i o n e f f e c t s i l l u s t r a t es t h a t t h e l a n d s l i d e i s i n t h e s t a t e 0 f u n s t a b l e i n t h e s t a t e o f 4 9 0 m n o r ma l wa t e r l e v e l ，a n d t h i s ma t c h es t h e c o n c l u s i o n o f f i e l d i n v est i g a t i o n，t h e l a n dsl i d e wi l l d est a b i l i z a t i o n a n d s l i d e i n t h e s i t u a t i o n o f s t o r m a n d t h e wa t e r l e v e l d e c r e a s e t o 4 5 2 m． Ke y wo r d s l a n d s l i d e ，f o r mi n g p r i n c i p l e ，s t a b i l i t y 收稿 日期 2 0 0 8 0 3 0 1 作者简介 张少平 1 9 6 2 一 ， 男， 工程师， 陕西省核工业地质局二二四大队， 陕西 西安7 1 0 0 2 4 吴秀云 1 9 6 2 一 ， 女， 工程师， 陕西省核工业地质局----N大队， 陕西 西安7 1 0 0 2 4 维普资讯 ． ． 第3 4 卷藿 1 8 山 西 建 筑1 0 6 2 0 0 8 年6 月 经过充分研究论证认为， 桃园钼矿工程地质条件复杂 ， 矿体 及围岩受断裂构造破坏严重， 稳定性较差 ， 单靠一种采矿方法难 以解决采矿贫化率和损失率过高的问题， 必须对开拓巷道 、 通风 巷道、 运输巷道进行必要的改造， 采用有底柱分段崩落法、 无底柱 分段崩落法和浅孔留矿法 3种方法配合使用， 可以保证采矿贫化 率小于 1 5 ％， 矿石损失率小于 2 0 ％， 采矿生产成本降低。 1 采矿方法选择 根据矿床地质变化情况 ， 在 1 1 号～1 5号勘探线之间钼矿化 主要与热液蚀变有关； 2号勘探线与 3号勘探线之间， 钼矿化与蚀 变岩及长英质脉岩有关； 3号勘探线与 1 号勘探线之间， 钼矿化与 长英质脉岩有关。为此， 将矿体划分为东采 区、 中采区和西采区。 由于对矿床地质条件有了新的认识 ， 根据矿体赋存状态及开采技 术条件， 在矿体的东采区选用无底柱分段崩落法开采， 在 中采 区 选用浅孔留矿法开采 ， 在西采区选用有底柱分段崩落法开采。 2 无底柱分段崩落法 2 ． 1 矿块构成要素 阶段高度 4 0 m， 分段高度 1 0 m， 回采进路采用“ 非” 字形沿走 向布置， 进路间距 7 m， 回采进路规格为 2 ． 5 mX2 ． 7 m， 上下分段 回采进路呈菱形交错 布置。回采进路 与分段出矿穿脉相连通。 分段穿脉出矿巷道布置两条， 间距 1 8 m， 溜井联络道与出矿穿脉 相连， 回采的矿石通过回采进路一分段出矿穿脉一溜井联络道一 溜井。每个分段沿脉将风井、 人行设备井、 分段 出矿穿脉连通。 在 1 4 1 0 m中段施工运输穿脉， 与运输主巷相通， 与回采矿块对应。 运输穿脉间距 1 0 0 m， 在运输穿脉中每隔2 6 m布置一条溜井。 2． 2回采 工作 选用 YG Z 一 9 0型导轨式凿岩机， 配 T J Y一 2 5型台架， 钻凿上向 扇形炮孔， 每次崩矿步距 1 ． 8 m， 炮孔直径 5 5 r n r n ， 炮孔崩矿量 4 t ／ m--5 t ／ m。凿岩机台班效率 3 5 m， 单位炸药消耗量 0 ． 3 1 k g ／ t ， 采用火雷管毫秒微差导爆索起爆。 设计采用 Z 一 1 7 A装岩机 出矿 ， 矿石 装入 Y F C 0 ． 5 6型 翻斗式 矿车， 人工推车至溜井 口， 卸入溜井 ， 装岩机台班效率为 6 0 t ， 每 条装岩机占用 4条回采进路 ， 出矿块度小于 3 5 0 miT t ， 大块率控制 在 1 0 ％以下， 二次爆破在回采进路中班末集中爆破。 3 有底柱分段崩落法采矿方法 通过对 5 0 2 9 ， 4 0 2 9以东 ， 东采区厚大矿体的回采， 遇到了回 采率低， 贫化率高， 回采进路片帮 、 冒顶等一系列难 以解决 的问 题。经充分研究论证， 在 1 4 3 0 分段 以下采用有底柱分段崩落法 代替无底柱分段崩落法可解决上述难题 ， 提高矿石的回采率， 减 小损失率 ， 同时可防止不安全事故的发生。 3 ． 1 矿块结构要素 根据矿体的倾角、 厚度和形态 ， 采切工程沿走 向布置 ， 其长度 为矿体长度。充分考虑落矿和出矿效果及矿石损失 、 贫化等因 素。分段高度定为 1 5 m， 底柱 5 m， 凿岩进路间距 7 m， 耙矿巷道 间距 1 4 m， 耙矿巷道两侧的斗穿交错布置 ， 同侧斗穿间距 6 m， 每 个漏斗上口布置在对应的凿岩巷道底板的中间， 一条耙矿巷道承 担两个凿岩巷道的出矿工作。 3 ． 2采 准切 割工程 上分段 第一个分段 的凿岩巷道布置在 1 4 3 0 m水平， 严格与 1 4 4 0 m水平的凿岩巷道呈菱形布置， 间距 7 m， 断面 2 ． 5 mX2 ． 7 m， 一 条长 8 2 m， 总长 3 9 2 ． 2 m。耙矿巷道布置在 1 4 2 5 m水平， 布设 在对应 1 4 3 0 m水平的两条凿岩巷道的中间， 间距 1 4 m， 断面 2 m2 m， 一条长 8 8 m， 总长 2 9 1 i D - 。斗穿呈“ 非” 字形交错布置 于两侧， 同侧相邻两斗穿间距 6 m， 断面2 m2 r r l ， 一条长 3 ． 5 m， 总长 2 6 6 r I 1 o斗颈下口在斗穿的端部 ， 上口在对应凿岩巷道的中 间， 断面2 m2 m， ～条长 3m， 总长 2 8 8 m， 分段凿岩联络道一条 长 8 6 m， 总长 8 6 m， 断面 2 ． 5 m2 ． 7 m； 分段运输平巷 穿脉 长 度 9 0 m， 断面 2 mN 2 m。溜井联络道断面 2 mX 2 m， 一条长 8 m， 总长 1 6 m； 通风联络道断面 1 ． 5 mN 1 ． 8 m， 长度 4 5 m； 切割 平巷断面 2 ． 5 mX2 ． 7 m， 间隔 1 4 m， 布置一条 ， 一条长 4 9 m， 总长 2 9 4 m； 切割天井断面 2 ． 0 mX 2 ． 8m， 布置在切割平巷中， 一条长 7 m， 总长 4 9 m。 3 ． 3 回采 工作 回采工作中采用 YG Z - 9 0型凿岩机， 配 F J Y - 2 5圆盘式台架 ， 钻凿垂直扇形中深孔， 炮孔直径 5 5 r i l l n --6 0 r f l i n 。落矿炮孔最小 抵抗线 2 ． 0 I l l ， 孔底距小于 2 ． 0 m； 扩切割槽炮孔最小抵抗线 1 ． 6 I l l ， 孔底距小于 1 ． 6m。毫秒微差非电导爆管雷管起爆 ， 微差 挤压爆破， 一次崩矿步距 1 2 ． 6 I l l ， 切割槽与落矿炮孔同期分段起 爆， 耙运层以上的补偿空间有 1 8 ． 2 ％左右。 凿岩机台班效率为 5 5 m／ N班 ， 一次崩矿需用炸药约 6 0 0 k g ， 一 次崩落矿石量 1 5 1 2 t ， 单位炸药消耗量为 0 ． 3 9 7 k g ／ t 。用耙岩 机在耙岩巷道中把矿石装入 Y F C 0 ． 5 6 型侧翻式矿车中， 人推车 卸入溜井， 耙岩机绞车功率为 3 0 k W， 耙矿距离不大于 4 1 I l l ， 耙出 矿石最大块度 3 5 0 mi T t ， 大块率控制在 1 0 ％以下， 二次破碎在耙岩 巷道内进行。在覆盖层下放矿 ， 为了减小贫化率、 加大回收率， 所 以各采场严格按照均匀放矿的原则出矿。 4 浅孔 留矿采矿法 1 矿块构成要素。阶段高度4 0 m， 个别矿脉阶段高度 6 O m。 矿块长度 5 0 I l l ， 两端布置天井； 顶柱厚度 3 I l l ， 底部采用漏斗结 构， 斗颈 3 r I l ，m 斗穿长 4 I l l 。在矿脉下盘施工耙矿巷道， 由耙岩机 装入矿车。矿房宽度等于矿脉宽度， 当矿脉宽度大于 7 I l l 时， 改 用其他采矿方法。 2 采准切割。运输巷道位于矿体的下盘 ， 出矿穿脉与运输巷 道相连通。阶段天井在矿脉中靠近下盘； 天井的上、 下 出口位于 巷道侧壁内， 联络道沿天井向矿房掘进 ， 沿天井每隔 5 I l l 掘进一 条 ， 联络道交错布置。为适应有 的矿体底部尖、 中间宽 的形态特 点 ， 采场底部用电耙道一溜井结构， 溜井上口一边位于电耙道中心 线， 另一边位于电耙道侧壁内。切割工作 包括拉底和扩漏， 拉底 空间高度为 2 I l l ， 面积与矿房一致； 扩漏是将斗颈扩为喇叭口状。 3 回采。回采包括凿岩爆破、 局部放矿、 平场、 处理松石、 破 碎大块。凿岩用 Y T- 2 8凿岩机钻凿水平孔， 或用 Y S P - 4 5上向式 凿岩机钻凿上向炮孔。爆破用导火索火雷管引爆 2 号岩石炸药。 每次崩下的矿量放出 3 5 ％， 然后平场 ， 处理顶板松石 ， 在采场内就 地破碎大块。 5 采空区及顶板处理、 地压控制 无底柱分段崩落法要在 2 0 I l l 厚的覆盖层下放矿。设计在上 分段只采富矿 ， 然后崩落贫矿， 逐渐形成覆盖层， 在覆盖层下正常 出矿。有底柱分段崩落法的覆盖层的形成要简单些， 计划在上分 段回采时一次崩落， 均匀放矿， 放矿完毕形成空场， 顶部 自然冒落 形成覆盖层 ， 待覆盖层形成后再进行下分段的采矿工作。 浅孔留矿采矿法 ， 拉底之后形成空场， 在空场下凿岩放炮 、 平 场 、 处理大块， 每次崩矿之后 ， 都必须先处理顶板浮石 ， 再进行下 一 步的作业 ， 最后由上盘矿脉开始集中放矿。依此类推。 采矿顺序是先东采区， 后西采区， 最后中采区。东采区比西采 维普资讯 第 3 4卷 第 1 8期 2 0 0 8年 6月 山 西 建 筑 s HANxI ARCHI TE CI URE Vo 1 ． 3 4 No． 1 8 J u n ． 2 0 0 8 1 0 7 文章编号 1 ．0 0 9 6 8 2 5 2 0 0 8 1 8 0 1 0 7 0 2 深基坑土钉支护设计及施工方案 孟 凡 海 摘要 结合具体工程实例， 介绍了土钉支护的优点， 对深基坑土钉支护设计方案进行了说明， 详细阐述 了土钉支护施工 方法及施工工艺， 以提高人们对深基坑土钉支护技术的认识， 推广深基坑土钉支护技术在工程中的应用。 关键词 深基坑， 土钉支护， 设计， 施工 中图分 类号 T U4 6 3 文献标识码 A 1 工 程概 况 某公路施工项 目地处珠江三角洲 中心， 中南部为低 山丘陵 区， 北部和南端为冲积平原。博爱路位于中山市的中南部 ， 呈东 西走向， 沿线地形变化平缓， 全线场地标高在 2 m～1 1 m之间。 根据区域地质资料 ， 场区的岩土层按其成因分类主要有 第四系 全新统人工填土层、 耕植层 Q 、 第四系全新统海陆交互相沉积 层 、 第四系全新统河流冲击层 Q 、 残积层 o 2 及燕山期 花岗岩 、 混合花岗岩类。场区属亚热带季风气候， 气候温和， 雨量 充沛 ， 1月平均气温 1 3 ． 1℃， 7月平均气温 2 8 ．． ℃， 年平均降雨 量 1 7 0 0 mm。 2 土钉支护的优点 1 材料用量和工程量少。土钉支护的土方开挖量和混凝土 工程量较少， 全部土钉连 同面层钢筋网的用钢量也甚为有 限， 材 料用量远低于桩支护和连续墙支护。 2 施工速度快 ， 工期短。土钉支护施工与土方开挖相配合， 平行作业 ， 边开挖边支护， 同步进行， 一般土方开挖结束 ， 基坑支 护也即完成。与钢板桩十搅拌桩等施工方法相比， 大大缩短了施 工工期。在施工速度上 ， 有的甚至可将工期缩短 1 ／ 2 。 3 施工设备轻便， 操作方法简单。土钉的制作与成孔不需复 杂的技术和大型机械设施， 施工方法有较大灵活性， 施工时对环 境的干扰也很小， 特别适合于城市地区施工。 4 对场地土层的适应性强。 5 结构轻巧， 柔性大， 有很好的延性。土钉支护 自重小， 不需 做专门的基础结构， 并具有非常良好的抗地震及抗车辆振动的能 力。土钉支护即使破坏 ， 一般也不至于发生彻底倒塌， 并在破坏 前有一个变形发展过程。 6 安全可靠。土钉支护施工采用边挖边支护， 安全程度较 高； 由于土钉数量众多并作为群体起作用， 即使个别土钉出现质 量问题或失效对整体影响不大。 7 经济。我国的施工现场由于劳动力相对低廉， 机械设备的 台班费用昂贵 ， 所 以土钉支护比起灌注桩等支护可节约造价约 1 ／ 3--2／ 3 。 3 设计方案说明 土钉采用梅花形布置， 竖向间距 1 ． 5 m， 水平孔距 1 ． 5 m， 锚 杆孔径为 1 0 0 mm， 喷锚网的混凝土厚度为 1 0 0 mm。 1 加强降水设计， 尽量提高降水效果 ， 通过提前降水 ， 使土钉 加固区的地下水低于开挖面以下一定深度。土钉加 固区经过降 水以后， 一方面可以提高边坡土层抗剪能力， 减小主动土压力和 水压力； 另一方面可以增强土钉和土体的粘结力， 改善土钉的受 力性能 。 2 第一排设置较长的土钉是为了控制基坑附近地面的裂缝， 中部设置的土钉最长， 是为了抵抗中部较大的土压力作用， 由于 下部土层较好， 设置的土钉长度较短。 3 不设止水帷幕， 对开挖面不能 自立的情况， 采用超前锚管 桩进行超前支护。 4 对能够成孔的土层 ， 采用钻孔注浆土钉， 采用二次注浆工 艺， 可增加土钉注浆体的有效直径和对周围土层的渗透加固， 提 高土钉的抗拉拔能力。 区提前一个分段。东、 西采区回采时， 中采区采准、 切割、 落矿； 东 和围岩不稳固造成的采矿贫化和损失率过高的问题 。按照 3种 采区采至 1 4 2 0分段时， 西采区采矿完毕， 中采区开始出矿。 方法的技术要求， 增加了部分矿山设备， 形成 日采矿 4 0 0 t 以上， 6 综合经济技术指标 采矿贫化率小于1 5 ％， 损失率小于2 0 ％的矿山生产能力。 采切比2 ． 0标准米／ 千吨； 采矿损失率 1 2 ． 8 6 ％； 采矿贫化率 参考文献 1 6 ． 3 4 ％。 [ 1 ] 吴统顺． 采矿手册 [ M] ． 第 4册． 北京 冶金 工业出版社， 7 结 语 1 9 9 1 ． 桃园钼矿采矿方案调整为无底柱分段崩落法 、 有底柱分段崩 [ 2 ] 张保增， 祝启明． 金堆城黄龙铺钼矿田构造控制条件 落法和浅孔留矿法 3种方法配合使用后 ， 可以有效地减少因矿体 Ⅲ ． 秦岭区测， 1 9 8 6 2 6 0 6 1 ． Pr o b l e m o f t h e mi ni ng me t ho d a nd i t s c o u nt e r me a s u r e i n Ta o y u a n mo l y b d e n u m mi ne Z HANG S h a o - p i n g W U Xi u - y u n Ab s t r a c t Co mb i n e d wi t h t h e a c t u a l s i t u a t i o n o f Ta o y u a n mo l y b d e n u m mi n e ，t h e p a p e r a n a l y z e s t h e p r o b l e ms o f t h e o l d mi n i n g me t h o d o f Ta o y u a n mo l y b d e n u m mi n e ，d i s c u s s e s t he c o o r d i n a t i o n a p p l i c a t i o n o f t he s u b l e v e l c a v i n g me t h od ，s i l l p i l l a r s s u b l e v e l c a v i n g me t h od a n d t he s h r i n k a g e me t h od i n t he p r o j e c t s ，o b t a i n s t h e c o n c l u s i o n o f t h e g o o d mi n i n g e f f e c t ． Ke y wo r d s mi n i n g me t h od ，e l e me n t s ，mi n i ng p r e p a r a t i o n c u t o f f ，s t o p i n g ， 收稿 日期 2 0 0 8 0 2 0 2 作者简介 孟凡海 1 9 7 1 一 ， 男 ， 工程师 ， 中铁十三局集 团第二工程有限公司 ， 广东 深圳5 1 8 0 8 3 维普资讯