探究分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉中的应用
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急倾斜多层极薄矿体采矿方法研究摘要:针对急倾斜多层极薄矿体开采条件,提出了一种分段空场法相结合的采矿方法。
首先利用理论分析,确定了空场采矿方法中的巷道布置方式、回采顺序、采场结构参数等关键参数;其次针对多层矿体开采条件,采用分段空场法相结合的采矿方法,将多层矿体分为2个分段,分别采用分段空场法回采。
与传统的分段空场采矿法相比,分段空场法减少了巷道掘进量和回采工艺,但出矿能力、生产效率得到明显提高,同时采矿成本和生产成本也有所降低;与传统的分段空场采矿法相比,回采效率高,贫化损失小,矿石回收率较高。
关键词:急倾斜多层极薄矿体;分段空场;分段空场法;回采工艺引言在我国的有色、贵金属矿床中,超细矿脉是一种较为普遍的矿床,而在我国,已有较好的矿床开发技术,如:浅孔留矿法、削壁分层充填法、削壁充填法等。
特别是超细矿体的矿层厚度较小(0.8米以下),品位较高,往往需要高品位的采收率和贫化率。
为了保证充分的工作空间(最小采幅为1.2米),采用浅孔留矿法采矿时,要将一些围岩同矿一同采出,造成了50%~80%的贫化率。
采用分段式充填开采方法,将矿体和围岩分开,使矿体和围岩分开,使损失小于8%;采用分采分离技术可以将废石料的掺入量降到最低,且贫化程度小于20%。
因此,在急倾斜的贵重金属矿脉中,切面填充技术仍然是主要的采掘方式。
一、急倾斜多层极薄矿体采矿方法概述某多层极薄矿体开采厚度一般小于1m,矿体产状复杂,且赋存于较薄的围岩中,开采时巷道掘进困难,导致生产成本高。
为了提高多层矿体的回采效率和效益,降低采矿成本,该矿根据现场实际情况,采用一种分段空场法相结合的采矿方法,对厚大矿体进行采切布置。
根据矿体赋存条件和开采技术条件,将多层矿体划分为2个分段开采,各分段长度分别为20m和20m。
由于分层采切的存在以及分层高度的变化,采空区形态也相应变化。
依据分层采切的布置形式不同,将多层矿体分成2个阶段回采;同时将每个阶段回采方式不同分为2个阶段回采。
急倾斜薄煤层开采工艺的研究与应用(黑龙江七台河 154600)摘要:急倾斜薄煤层开采难度相对较大,主要为走向长壁分带仰斜采煤法、正台阶采煤法,仓储式采煤法、柔性掩护支架采煤法等,均为炮采工艺,作业人员劳动强度大、工艺落后、生产效率低、安全性差、单产水平低等问题,月产量仅为0.3~0.5万吨。
为提高急倾斜薄煤层工作面生产效率,优化安全生产工艺,通过钻机和爬底牵引式采煤机实现开切眼无人成巷,使用截煤机无人化回采,提高急倾斜薄煤层工作面生产效率。
关键词:钻机扩孔;开切眼无人成巷;截煤机回采引言随着经济的不断发展,能源需求逐年变大,煤炭资源消耗逐年递增,伴随煤炭资源的减少,对于急倾斜薄煤层开采具有重要意义。
急倾斜薄煤层倾斜开采难度相对较大,历史上发展了走向长壁分带仰斜采煤法、正台阶采煤法,仓储式采煤法、柔性掩护支架采煤法等,均以爆破方式落煤,主要有作业人员劳动强度大、回采工艺落后、生产效率低、安全性差、单产水平偏低等不足。
走向长壁分带仰斜采煤法工作面走向每20~25米需要施工一条全煤上山,人工施工需要7天左右,回采工作面采用炮采工艺,使用木支护,工人劳动强度大,防窜矸、防人员坠落等问题难以解决,工艺落后,安全管理难度大,坑木、火药材料消耗达到24元/吨,月单产在0.3万吨左右。
为了提高急倾斜薄煤层工作面生产效率,改善回采过程中安全可靠程度,通过对液压钻机的改进,利用钻孔配合爬底牵引式采煤机实现开切眼无人成巷,使用截煤机实现无人化开采,减轻作业人员劳动强度,工作面月产量达到1.5万吨。
1 概述急倾斜薄煤层由于回采工作面设备性能和空间的限制,我国现阶段急倾斜薄煤层综合机械化开采还未普及,大部分采用炮采工艺,以木支柱或柔性掩护支架支护为主,机械化程度低、工人劳动强度大、支护系统不能有效的封闭作业空间、稳定性差,工作面的安全可靠性低、产量低。
按照国家“自动化减人,机械化换人”的指导思想,推广新技术、新工艺,提高安全产能,实现急倾斜薄煤层采煤工作面无人作业,取代炮采落后工艺,取消打眼、放炮、支护等环节,减轻工人劳动强度,安全可靠性得到了进一步提高。
2023年 5月下 世界有色金属35采矿工程M ining engineering急倾斜薄矿脉采矿方法研究温清尧,秦京波(招金有色矿业有限公司,山东 招远 265400)摘 要:对于急倾斜薄矿体,由于是在有限的作业空间内回收矿石,贫化损失率难以控制,难以实现机械化和连续性开采,采矿效率低下,属于典型的难开采矿体。
为确定合理、经济的采矿方法,以某铅锌矿为研究背景,结合矿脉赋存条件和开采实际,提出将无底柱中深孔分段空场法、削壁充填采矿法和静态留矿法作为三种备选采矿方案,通过对三种方案优缺点和主要经济技术指标进行分析比较,最后确定削壁充填法为最优开采方案,根据优选结果,进行了现场工业试验设计,可以为类似矿山采矿方法设计提供思路。
关键词:急倾斜薄矿脉;削壁充填法;采矿方法中图分类号:TD853.2 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)10-0035-3Study on mining method of steeply inclined thin veinWEN Qing-yao,QIN Jing-bo(Zhaojin Nonferrous Metal Mining Co., Ltd.,Zhaoyuan 265400,China)Abstract: For the steeply inclined thin ore body, because the ore is recovered in a limited working space, the dilution loss rate is difficult to control, it is difficult to achieve mechanized and continuous mining, and the mining efficiency is low, which is a typical difficult mining orebody. In order to determine a reasonable and economical mining method, taking a lead-zinc mine as the research background, combined with the occurrence conditions of the ore vein and the mining practice, three alternative mining schemes are proposed, namely, the sublevel open stoping method, the wall-cutting and filling mining method and the static shrinkage mining method. Through the analysis and comparison of the advantages and disadvantages of the three schemes and the main economic and technical indicators, the wall-cutting and filling method is finally determined as the optimal mining scheme. According to the optimization results, The field industrial test design has been carried out, which can provide ideas for the design of similar mining methods.Keywords: Steeply inclined thin vein; Wall cutting and filling method; mining methods收稿日期:2023-03作者简介:温清尧(1987-),男,汉族,山东招远人,硕士研究生,从事矿山行业管理工作。
56采矿工程M ining engineering井下急倾斜铅锌薄矿脉高效开采方法探讨贺森泉(江西铜业集团银山矿业有限责任公司,江西 德兴 334200)摘 要:银山井下急倾斜铅锌薄矿脉历经60多年的开采,浅部铅锌矿石已基本开采完,现逐渐向深部转移。
现用的传统浅孔留矿法有局限性,作业环境差、招工难的问题日益凸显,急需寻求安全高效的采矿方法来替代传统的浅孔留矿法。
结合矿山生产现状、矿体开采条件、提高井下机械化作业水平和用机械设备完全替代人工进行采矿作业的要求,初步选择机械化上向分层留矿法、机械化上向水平分层充填采矿法进行采矿,采出的矿石经溜破系统破碎后,再经抛废富集系统,获得高品位矿石,以达到高效开采急倾斜薄矿脉的目标。
经比较分析,最终选取具有明显优势的机械化上向分层留矿法开采银山深部急倾斜铅锌薄矿脉。
关键词:深部转移;招工难;安全高效;抛废富集;急倾斜薄矿脉中图分类号:TD853.251 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)16-0056-3Discussion on efficient mining method of steeply inclined thin lead-zinc vein undergroundHE Sen-quan(Jiangxi Copper Group Yinshan Mining Co., Ltd,Dexing 334200,China)Abstract: After more than 60 years of mining, the shallow lead-zinc ore has been basically mined, and now it is gradually transferred to the deep part. The existing traditional shallow hole retention method has limitations, poor operating environment and difficulty in recruiting workers are increasingly prominent, and it is urgent to find safe and efficient mining methods to replace the traditional shallow hole retention method. Combined with the current situation of mine production, ore body mining conditions, improving the level of underground mechanized operation and completely replacing manual mining operations with mechanical equipment, the mechanized upward layered ore retention method and mechanized upward horizontal layered filling mining method are initially selected for mining, the produced ore is broken through the breaking system, and then through throw away the waste stone to leave the ore system to obtain high grade ore, so as to achieve the goal of efficient mining of sharply inclined thin veins. After comparative analysis, the mechanized upward layered ore retention method with obvious advantages was finally selected to mine the deep steeply inclined lead-zinc thin vein in Yinshan.Keywords: transferred to the deep; difficult recruitment; Safe and efficient; throw away the waste stone to leave the ore;steeply-inclined thin veins收稿日期:2023-06作者简介:贺森泉,男,生于1989年,汉族,湖北洪湖人,本科,采矿工程师,研究方向:井下安全高效采矿。
采矿工程M ining engineering倾斜—急倾斜厚矿体采矿方法的探讨杨卫东(河南发恩德矿业有限公司,河南 洛阳 471700)摘 要:由于倾斜—急倾斜厚矿体开采的环境和条件等比较复杂,开采的难度也较大,本文针对倾斜—急倾斜厚矿体采矿方法进行探讨,希望对此类厚矿体的开采提供一定的帮助作用。
关键词:急倾斜;厚矿体;采矿方法中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2019)07-0054-2Discussion on the mining method of inclined-sloping thick ore bodyYANG Wei-dong(Henan Faende Mining Co., Ltd.,Luoyang 471700,China)Abstract: Due to the complicated environment and conditions of the inclined-sloping thick ore body mining, the mining difficulty is also great. This paper discusses the mining method of the inclined-sloping thick ore body, and hopes to provide certain mining for such thick ore body. Help.Keywords: steep slope; thick ore body; mining method倾斜—急倾斜厚矿体是一种比较特殊的矿体类型,其具有着显著的开采特点,为了实现对此类矿体的安全稳顺利开采,经过不断的发展也是产生了诸多的采矿方法,但是在实际的应用中都存在一定的局限性,为了实现更好的矿体开采效果,本文就以某案例进行分析,对其采矿方法进行深入的研究。
急倾斜薄煤层开采技术研究与应用王业常周生伟(福兴集团有限公司山东枣庄277000)摘要本文对急倾斜薄煤层的开采技术进行了综合分析,根据本矿井实际,研究实施了四边形掩护支架开采技术,该技术的成功实施为急倾斜薄煤层运用四边形掩护支架开采积累了成功经验,同时为其它矿井开采提供借鉴。
关键词急倾斜薄煤层四边形掩护支架开采技术一、概述福兴集团有限公司位于山东省南部的韩台煤田中偏西部,地处枣庄市峄城区古邵镇,矿井核定生产能力30万t/a,井田东西长约0.996km,南北宽约1.71km,井田面积1.706km2。
近几年,由于煤炭市场较好,矿井超强度开采,中厚煤层的储量已基本枯竭,剩余部分储量受水威胁严重,面临无煤可采的局面。
伴随着矿井开采深度的加深,薄煤层受采动影响的范围也逐渐加大,基于此,我矿多次派工程技术人员外出调研、考察急倾斜薄煤层开采技术,并成立专门薄煤层开采队伍,通过对14上煤层开采方案进行尝试性研究及可行性论证,目前已成功应用四边形掩护支架进行薄煤层回采。
二、地质条件福兴集团有限公司141101工作面位于第一水平北二采区14上煤北翼,北起井田边界保护煤柱线,南至颜庄保护煤柱线;工作面走向长175m,倾斜长39m。
⑴煤层赋存情况:该工作面设计开采煤层为14上煤,煤层厚度0.51m~1.92m,平均1.22m;煤层结构简单,煤层倾角61~69°,平均65°。
⑵煤层顶底板情况:14上煤层顶板为八层灰岩,厚度2.0~4.2m。
一般4m左右,致密坚硬,有时含黑色燧石结核,属坚硬顶板。
底板为黑色泥岩,厚约2m左右,抗压强度值较低,为中等坚硬岩石。
⑶地质构造:工作面内无较大断层和褶曲发育。
⑷14上煤为低瓦斯煤层,煤尘不具有爆炸危险性和自燃倾向性。
⑸水文地质情况:对该工作面回采有影响的直接充水含水层为太原组的三灰、五灰、八灰;这三层灰岩均为薄层灰岩,岩溶裂隙发育程度较差,各含水层露头均接受第四系补给,但补给条件较差,补给量较少,富水程度由弱到中等,以静储量为主。
关于急倾斜薄矿脉采矿方法的研究田振军【摘要】急倾斜极薄矿脉是一类难采矿体,目前可以用来开采这种矿体的方法并不多,国外也没有可供参考的更佳采矿法,因此这类极薄难采矿脉的开采方法亟需进一步探讨研究和改进,使矿石损失率和贫化率在开采中大大降低的同时,矿山开采的经济效益得到大幅提升,努力实现急倾斜极薄矿脉开采的安全与高效.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】2页(P66-67)【关键词】急倾斜薄矿脉;无底柱分段崩落法【作者】田振军【作者单位】新疆维吾尔自治区塔城地区和布克赛尔蒙古自治县金洲矿业有限公司,新疆塔城834400【正文语种】中文【中图分类】TD853.2对于金属矿山而言,有很多薄矿脉分布其中,特别是金矿床内更是如此。
通过相关研究发现,含金石英脉是国内很多岩金矿的重要组成,此类矿脉中不乏小于1米以下的薄矿脉,而且属于急倾斜特特征的在其中比例有非常大,形态非常复杂,而且这些矿脉的变化不具规律性,变化多样,难以确定[1-3]。
急倾斜薄矿脉安全高效开采历来是个难题,下面笔者就急倾斜薄矿脉开采方法进行研究。
某金矿区域内的断裂构造部位分布着该矿的6#矿体,其产状为脉状特征,长度在180 米的范围,矿脉属于薄矿脉,厚度在3米以下,最薄处达到0.8米,矿脉倾角达到60-75°的,1~3 g/t的工业品位,矿脉为舒缓波状特征,而且其脉壁较为光滑[4]。
破碎蚀变特征的含金黄铁矿是其主要的矿石类型。
而且存在破碎蚀变岩粘结特征,在蚀变特征的破碎岩中分布着很多细脉状以及团块状与侵染状的金属硫化物,顺脉探矿巷道没有较好的稳定性,未进行支护前提下,在掘进阶段大约10米的位置时有坍塌情况发生。
斜长角闪片麻岩是其主要的围岩类型,存在明显的节理裂隙,总体不具很好的稳定性,该矿位置处于荒山地区。
该矿采矿方法选择的为浅孔留矿法以及削壁充填法等手段。
6#矿体总体不具很好的稳定性,破碎特征明显,具有变厚特征,倘若还是利用过去的采矿手段,不仅采矿效率难以保证,并且存在非常大的安全隐患。
机械化浅孔留矿嗣后充填采矿法在急倾斜薄矿体中的应用摘要:随着金属矿山的不断发展,安全高效的采矿方法是现代矿业努力研究的方向。
对于黄金矿山,急倾斜薄矿体的采矿方法一直都是采矿界的难题。
传统的采矿方法,采矿效率较低,损失贫化率较大。
针对以上问题,研究应用机械化浅孔留矿法采矿这一新采矿方法,利用平底式出矿横巷,铲运机铲运,人工打上向孔进行落矿,提高回采效率。
每次均匀出矿大约为崩矿量的三分之一,平场后再矿堆上继续向上施工,最后大量出矿,大大提高了矿石回采效率,具有良好的经济效益。
关键词:金矿,急倾斜,薄矿体,机械化浅孔留矿1 地质概况山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿望儿山矿区(下简称望儿山矿区),位于山东省莱州市金城境内,距莱州市约33公里。
该矿属于含金黄铁绢英岩化蚀变岩型矿体,黄铁矿等硫化物呈浸染状或细脉状分布于黄铁绢英岩化花岗岩质碎裂岩中,矿体下盘与围岩呈现出过度关系,矿体走向NE161°,倾向NW,倾角75°±。
范围内构造较多、节理发育,在矿体上、下盘发育有两条主构造,对矿体发挥控矿作用,其总体走向为NE161°,倾向NW,倾角75°左右,构造面附着白色断层泥。
其他构造、节理也较发育,走向、倾向不定。
该范围内脉岩不发育。
上、下盘围岩主要为黑云母花岗岩,发育有相互交错的裂隙节理,造成局部围岩较破碎。
采场范围内部分地段有涌水及淋水情况,主要为层间水,对岩石的稳固性有一定影响。
2 采矿方法优化急倾斜薄矿脉的开采以浅孔留矿法和分采法为主。
开采主要立足于简化回采工艺、提高采矿强度和质量,传统的采矿法主要是靠人工打浅孔进行落矿,电耙子出矿,效率较低。
该矿体平均水平厚度1.2m,角75度,走向长度68米,矿块高30m。
根据矿体赋存状况和生产技术条件,设计该矿块应用机械化浅孔留矿嗣后充填采矿法,底部结构设计为平底式出矿横巷。
设计采场长度68米,宽度0.8米,高度28米。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
分段凿岩阶段矿房法评价
(1)适用条件:适用于矿岩稳固的厚和极厚的急倾斜矿体
【参考内容】①围岩稳固矿体稳固性可能低于凿矿法,以不至于发生片落,冒顶为原则。
②要求矿体倾角不得小于矿石的自然安息角,一般应当为50°以上。
如果采取一些必要的措施,也可以应用于倾斜和缓倾斜的原矿体,(如可设置下盘漏斗)。
(2)主要优点
1)工人在小断面巷道中工作,回采工作比较安全。
2)回采强度比较大,在一个采场内,工作面比较多,因此,用这种采矿方法开采时,采场可以相对少一些。
3)工作循环,比较简单,通风条件好。
4)坑木消耗量少,采矿成本低。
(3)主要缺点
1)采准工作量大:采准比为5~15 米/千吨(比留矿法大)在正常情况下,一个采场大约要开掘500~700 米采切巷道,施工常常要半年左右时间。
2)在分段巷道内,不易实现巷道掘进的机械化。
有待于研究,分段巷道掘进的型机械化设备。
(金岭铁矿解决了这个所,T4G 可以直接进入分段巷道中工作)。
3)矿柱所占矿量比较大,且回采矿柱损失,贫化又比较大。
(损失率达10~15%,甚至可达20%,贫化率达10~15%)(矿柱矿量约占35~60%)。
4)采用中深孔落矿,大块率高,要进行二次破坏,此工作量大。
5)不能进行手选和分采。
M ine engineering矿山工程急倾斜极薄矿脉采矿方法的选择和应用研究侯禹丞摘要:我国的矿藏非常丰富,但受到复杂地势的影响,许多矿脉开采难度较大,导致矿脉开采工作长期被搁置。
其中,以急倾斜极薄矿脉最为突出。
随着我国经济的快速发展,各种能源需求不断攀升,所以对这种矿脉的开采工作势在必行。
基于此,文章重点对急倾斜极薄矿脉采矿方法的选择及应用进行研究分析,希望能为开采这种矿脉提供一些新思路。
关键词:急倾斜极薄矿脉;采矿方法;选择和应用我国有着丰富的矿产资源,但与之对应的是人均占有量非常少,仅是世界平均水平的40%左右。
矿产资源是经济社会发展中不可或缺的一种物质基础,在推进我国社会主义现代建设中发挥了重要的作用。
但同时矿产资源也属于不可再生资源,随着对矿产资源的大量开发,现如今许多矿山陷入了资源枯竭的困境中,可开发利用矿产资源越来越少。
急倾斜极薄矿脉在我国有色和稀贵矿山中占有相当的资源数量,但这种矿脉常存在采矿方法难以确定、作业空间狭小、矿石贫化率大、机械化程度低等难题。
因此,为了能提高这种矿脉矿产资源开采的技术水平,进而最大化地利用矿产资源,对这种矿脉的采矿技术方法进行研究显得非常重要。
文章中以横断山脉某处的极薄矿床为研究对象,先是分析急倾斜极薄矿脉开采过程会面临的疑难问题,然后对比几种常用的采矿方法,优选这种矿脉的采矿方法。
1 矿体情况某横断山脉某处的极薄矿产属于典型的急倾斜极薄矿脉,该矿脉所处地区常年阴雨绵绵,气候湿润。
其产桩呈脉状特征,长度约180m,厚度在3m以下,最薄处达0.3m,矿脉倾斜角为60°~70°。
而且存在破碎蚀变岩粘接特征,分布许多细脉状及团块状和浸染状的金属硫化物,在未支护的前提下,掘进至约10m处时,坍塌的风险较大。
同时,矿脉的围岩类型主要是斜长角闪片麻岩,并有明显的裂隙发育和破碎特征,总体上围岩稳定性较差。
若在这一情况下采用以往的采矿方式,除了不能保证采矿效率以外,还会带来巨大的风险隐患。
分段凿岩阶段矿房法在遂昌金矿难采厚脉金矿段的应用
分段凿岩阶段矿房法在遂昌金矿难采厚脉金矿段的应用郭建平;杨文煌
【期刊名称】《有色金属科学与工程》
【年(卷),期】2003(017)003
【摘要】探讨了垂直上向中深孔分段凿岩阶段矿房法在遂昌金矿高品位复杂难采厚脉金矿段的应用,介绍了应用该采矿法的回采工艺、采场结构、工艺参数及主要技术经济指标,试验证明分段凿岩阶段矿房法在该矿厚脉金矿段的应用是合理的.
【总页数】3页(18-19,33)
【关键词】厚脉金矿体;中深孔落矿;分段凿岩;阶段矿房法
【作者】郭建平;杨文煌
【作者单位】浙江省遂昌金矿有限公司,浙江遂昌,323304;浙江省遂昌金矿有限公司,浙江遂昌,323304
【正文语种】中文
【中图分类】TD853.32+4
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1.中深孔分段空场采矿法在高品位复杂难采厚矿段的应用 [J], 杨建国; 郭建平
2.分段凿岩阶段矿房采矿法在陕西太白金矿的应用 [J], 刘党权
3.分段凿岩阶段矿房法在柏杖子金矿的应用 [J], 白凤泉
4.分段凿岩阶段空场嗣后充填法在阿希金矿的生产及应用 [J], 刘海昭
5.某急倾斜中厚矿体的分段凿岩阶段矿房法 [J], 戴超群; 吴爱祥; 鲍伟伟。
分段凿岩阶段矿房法的改进和应用钟福生【摘要】乌吐布拉克铁矿床属急倾斜中厚的低品位矿体,矿山采用分段凿岩阶段矿房法回采矿体,矿石回采率为75%,经济效益不高.针对该矿体的赋存条件和特点,决定对现有采矿法的结构参数进行改进,增加矿柱回收工艺,并开展了采矿方法工业试验.工业试验表明,改进后的采矿方法其采切比为42.4 m3/(103 t),矿石回采率从原有的75%提高至85%,明显改善了主要技术经济指标,并提高了采场生产能力.%The ore deposit of Wutublake Iron Mine belongs to steeply dipping,medium thick and low-grade orebodies.As the mining method used to be sublevel drilling and stage stoping,the rate of recovery is too low to recover economically.Regarding the characteristics of occurrence conditions,the decision was made to improve the structural parameters of the existing method and add a pillar recovery process to the modified method.The new mining method is carried out as an industrial test,it indicates that the ratio of extraction-to-cut is 42.4 m3/(103 t),and recovery rate has increased to 85% from 75%.It shows that the main techno -economic indexes including production capacity has been improved significantly.【期刊名称】《矿业工程研究》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P44-47)【关键词】分段凿岩阶段矿房法;矿柱回收;采切比;回采率【作者】钟福生【作者单位】厦门紫金工程设计有限公司,福建厦门,361006【正文语种】中文【中图分类】TD853.32新疆乌吐布拉克铁矿位于阿尔泰山脉中部西南边缘山前地带.矿山设计生产规模150×104t/a,实际生产能力为120×104t/a.矿体多为中厚急倾斜矿体,主要采用分段凿岩阶段矿房采矿法回采矿体,由于矿柱回收困难,矿块实际回采率仅为75%.加之矿石品位较低,材料、人工成本不断攀升,矿山运营并不理想.为了提高矿石回收率,增大采场生产能力,需要对采矿方法进行改进,在满足矿山设计生产能力的同时,提高回采率.1 矿体特征与矿岩力学参数矿区主矿体产状主要为不规则似层状.矿体倾角一般呈65°~75°;矿体厚度为 8.0 ~20 m,平均15 m,属中厚至厚的急倾斜低品位矿体.矿石平均密度 3.98 t/m3,岩石平均密度 2.92 t/m3,矿岩松散系数1.6~1.9.矿岩多为块状结构,风化程度不高,稳定性好,其主要岩石力学参数见表1.表1 岩石力学参数岩石名称密度/(t/m3)抗压强度/MPa垂直水平抗剪强度/MPa 坚固性系数松散系数岩石等级矿石 3.98 145.40 110.01 12.2 ~3.0 7.0 ~13.01.7 ~1.9I~III围岩2.92 125.60 103.20 9.4 ~6.7 6.0 ~10.0 1.6 ~1.8 I~VI2 采矿方法矿山采用分段凿岩阶段矿房法回采矿体.该采矿法安全性好,适合采用高效回采设备[1,2],目前采场实际生产能力最高可达468 t/d.根据矿山现场实测数据,由于矿柱较难回收,该法的矿石的回采率不足75%.为提高回采率,矿方决定对分段凿岩阶段矿房法进行改造,并增加矿柱回收环节.2.1 采场结构参数如图1所示,矿块高即为阶段高度50 m,在阶段高度上分3个分段(上2个分段高均为15 m,最下部分段高12 m).矿块顶柱高8 m.矿块沿走向布置时[3],矿房长50 m,间柱长8 m;矿块宽为矿体水平厚度.图1 分段凿岩阶段矿房法2.2 采切工程采准工程主要有穿脉运输巷、出矿沿脉运输平巷、装矿进路、人行天井、分段凿岩平巷.每隔50 m布置一条穿脉运输巷.受开拓系统布置因素的影响,出矿沿脉运输巷布置在矿体上盘,并尽量靠近矿体,同时还须与穿脉运输巷联通,构成环形运输回路.人行天井布置在间柱中央并靠近矿体下盘.人行天井掘进完成后,在人行天井内的每隔一个分段高度位置,掘进分段凿岩平巷,构成人行及通风的主要通道[4,5].由于在采切过程中,无轨设备难以进入凿岩平巷内,因此凿岩平巷的掘进出渣主要依靠电耙.自出矿沿脉运输平巷内每隔12 m以45°角向矿体下盘方向掘进装矿进路,装矿进路与矿房最下分段凿岩平巷联通[6].切割工程有拉底、切割天井.切割槽虽属于切采工序,但计算时归于回采中.切割天井布置于矿房中央,切割天井上端(矿块顶柱内)作为回风小井,与上中段沿脉运输平巷联通.在矿房最下分段凿岩平巷中掘进扇形炮孔,爆破出矿后形成V形堑沟.根据采切工程布置及各采切巷道、硐室的断面规格,可计算标准矿块采切比,见表2. 表2 采切工程量计算表所属工程项目名称数目/(条/组)断面规格/m掘进断面/m2长度/m岩石中矿石中工程量/m3岩石矿石采准工程穿脉运输平巷1 3.9 ×3.813.62 26.0 15.0 354.12 204.3沿脉运输平巷1 3.8 ×3.2 11.49 50.0 0.0 574.50 0.0人行天井1 2.0 ×2.0 4.00 0.0 52.0 0.00 208.0分段凿岩平巷2 2.8 ×2.8 7.43 0.0 100.0 0.00 743.0装矿进路4 3.8 ×3.2 11.49 0.0 64.0 0.00 735.4溜井联络道1 3.8 ×3.2 11.49 4.0 0.0 45.96 0.0采场溜井1 Φ3.0 7.07 52.0 0.0 367.640.0振动给矿机硐室 1 ————400.00 0.0切割工程切割天井1 2.0 ×3.0 6.00 0.0 52.0 0.00 312.0切割槽 1 — 417.60 0.0 2.5 0.00 1 044.0装矿拉底巷道 1 2.8 ×2.8 7.43 0.0 50.0 0.00 371.5合计采切比:42.1 m3/(103t),4.24 m/(103t) 总长467.5 m 工程总量5 360.4 m33 回采工艺3.1 凿岩爆破采场凿岩爆破的参数主要取决于矿体及围岩的工程地质条件,单次爆破所担负的爆破面积,其次为爆破施工时所采用的钻孔设备,炸药类型等[7].回采前,将切割天井沿矿体全断面拉开,为回采提供足够的自由面.拉槽工序完成后开始钻凿回采中深孔.用YGZ-90中深孔在凿岩硐室内凿上向扇形炮孔,排距为1.6 m,孔底距为1.8 ~2.2 m,孔口距为 0.6 ~0.9 m,炮孔排面角85°.采用BQF-100装药器充装粒状铵油炸药,线装药密度5.01 kg/m,非电导爆系统起爆,同排同段,各排分段加导爆管并联网络一次性起爆[8].每次爆2排孔,可以多分段同时侧向崩矿,爆破后形成梯段工作面.根据矿体赋存条件及炮孔参数绘制的炮孔布置图[9],计算的单次爆破所担负的矿体面积为262.8 m2,炮孔崩矿量约为8 t/m.图2 矿柱回收布置图3.2 矿柱回收工艺根据表2的计算结果,矿柱所含矿量占整个矿块的35.3%.实际回采过程中,仅回收少量矿柱,整个矿块回采率不足75%.为解决这一问题,决定对矿柱实施分步回收的方案.如图2所示,首先,回收本中段的矿房顶柱和间柱和上中段底柱,在本中段底柱的保护下出矿;待本中段矿房、顶柱、间柱、及上中段底柱回收完毕后,再对本中段底柱矿体进行凿岩爆破.具体步骤如下:顶柱回收:在不影响矿房回采的同时,在人行天井与顶柱相交区域掘进顶柱凿岩硐室,并钻凿水平深孔;在矿房回采快结束时,爆破顶柱,和矿房矿石一起落入V形堑沟内,在底柱的保护下进行出矿[8].间柱回收:在人行天井联络道内钻凿垂直扇形深孔,利用微差爆破,待顶柱炮孔爆破后再爆间柱.底柱回收(上中段):上中段矿块回采邻近结束时,在上中段底柱内的出矿巷道内钻凿上向扇形深孔,并装药连线.待本中段矿块采切完成后再进行爆破.这样,上中段底柱矿石就可以和本中段的顶住、间柱矿石一起落入V形堑沟内,在底柱的保护下进行出矿.矿柱回采率计算见表3.表3 矿房、矿柱回采计算表计算项目工业矿量/104t采切副产矿石/104t采切后剩余矿量/104t矿柱回采矿石/104t回采率/%顶柱2.4 0.04 2.36 1.58 68底柱 1.8 0.52 1.30 0.76 71间柱 1.7 0.12 1.60 1.01 66矿房 9.1 0.77 8.30 7.91 95合计15.0 1.45 13.56 11.26 85为保证矿柱回收过程中的安全性,矿柱回收炮孔需一次性全部钻凿完毕,依次崩落上中段矿房底柱,本中段矿房顶柱和间柱,所有崩落矿石均在本中段矿房底柱的保护下进行出矿作业.4 采场生产能力现场工业试验表明,在采场内的YGZ-90凿岩台效可达 35 m/台班,铲运机出矿工效为260 t/台班.矿山工作制度为 330 d/年,3班/d,8 h/班.采场内设备的工时利用率约为60%,则采场综合生产能力为468 t/d,根据矿山可布置的同时生产采场数不少于10个来估算,该分段凿岩阶段矿房法可以满足150×104t/a的生产规模.5 结论1)分段凿岩阶段矿房法具有生产能力大,劳动效率高的优点,但由于矿柱工业矿量占矿块工业矿量比例大,加之矿柱回收的可操作性及安全性问题,造成矿柱回收困难.未采下矿柱的损失是造成矿块回采率低的主要原因.2)对矿柱实施分步回收,分次崩落处理,在底柱保护下出矿的方案,可有效解决回采率低的问题.试验结果表明,实施后矿块顶柱、底柱、间柱均可有效回收部分矿石,矿柱综合回采率可达68.5%,使得矿块回采率由方案实施前的75%提高至实施后的85%.3)在底柱保护下出矿的方案既可保障空区周边作业人员和设备的安全,提高了矿石回收率,为矿山回收矿柱提供了技术和经验指导.4)由于矿柱内布置有切割巷、凿岩巷等采切工程,这些工程对矿柱回收时采用爆破参数有重要影响,进而影响矿柱回收效果和安全性,在实际生产过程中应根据矿柱尺寸结构和已有工程制定合适的爆破方案,并采取相应的安全管理措施.参考文献:【相关文献】[1]黄胜生.国内外缓倾斜中厚矿体采矿方法现状[J].矿业研究与开发,2001,21(4):21-24. [2]李海洪.黄沙坪铅锌矿多金属矿采矿方法研究[J].矿业研究与开发,2010,30(3):4-6. [3]李凯,廖九波,朱坤磊.分段凿岩阶段空场嗣后充填法在急倾斜破碎矿体中的应用[J].化工矿物与加工,2002(1):34-37.[4]谷新建,胡磊.新龙矿业公司极破碎难采矿体采矿方法优化研究[J].矿业研究与开发,2007,27(4):1-2.[5]魏建中,张保,杨福波.新罗村难采矿体开采技术研究与实践[J].现代矿业,2010(11):66-68.[6]陈兴发,张岚.分段空场采矿法聚矿堑沟的设计优化[J].有色金属设计,2009,36(3):57-60.[7]钟福生,陈建宏,范文录.破碎岩体内异形断面巷道掘进的光面爆破技术[J].爆破,2012,29(1):34-39.[8]任从坡,王聚永.分段凿岩阶段矿房法回采爆破方案的改进[J].采矿技术,2009,9(6):88-89.[9]苏静,吴桂义,张义平,等.扇形垂直中深孔爆破参数选取的正交试验研究[J].矿业研究与开发,2012,32(4):100-101.。
探究分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉中的应用[摘要]在倾角大、中厚矿脉开采活动中,分段凿岩阶段矿房法的应用体现出
生产能力大,安全性高、生产成本低等优势,然而分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉中的适用性研究较少,结合某急倾斜薄矿脉,对分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉中的应用进行研究。
通过实践证明发现,分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉开采中适用性较好,有效改善了矿体安全作业条件,提高了采矿效率,缩短了采场回采周期,其综合效益明显。
[关键词]分段凿岩阶段矿房法急倾斜薄矿脉
1急倾斜薄矿脉概况
某铁矿生产能力为100万t/a,在长期开采过程中,矿脉漏采达到了-16m,进入到地下开采阶段,然而露天边帮仍存在着数量较多的挂帮矿,需要在进入地下开采阶段之前进行回收。
挂帮矿属于Ⅱ#矿带,Ⅱ#矿带是由两层矿构成,其中一层矿位于二层矿上部,其中一层矿层厚度仅仅在2-5m,二层矿厚度大部分在20-25m范围内。
在进行一层矿层开采过程中采取留矿法进行开采,冒顶事故频发,无法保障开采作业安全性,决定在一二层开采中应用分段凿岩阶段矿房法进行开采作业。
Ⅱ#矿带一层矿层矿体倾角为75-85°,矿层厚度为2-5m,属于典型的急倾斜薄矿脉。
该矿脉矿石以磁铁石英岩为主,容重为3.3tm3,矿石品位约为28%,岩石硬度系数在6-12范围内,属于中等稳固。
一层矿层上下盘围岩容重为2.7t/m3,岩体节理发育,稳固性良好。
该矿脉一层矿体与采空区分布示意图如下:
2分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉中的采矿方案及回采工艺研究
(1)应用分段凿岩阶段矿房法采矿方法的依据。
在该急倾斜薄矿脉开采过程中,因其矿层厚度较薄,应用留矿法进行开采其安全隐患较大,回采强度较低,出现了较多的冒顶事故,为此,提出在急倾斜薄矿脉中应用分段凿岩阶段矿房法,选择分段凿岩阶段矿房法,其主要依据考虑以下几点:
①安全性。
阶段矿房法在开采过程中,其回采工序均在巷道中完成,矿岩暴露面积较小,安全性较高。
此外,阶段矿房法在应用中多为集中爆破,可以有效降低多次爆破对井下环境的影响。
②回采作业效率。
在该铁矿中,一层与二层均采取阶段矿房法,在采矿与回采中可以共用部分坑道,提高回采作业效率,减少采动干扰能等。
③采矿强度。
应用阶段矿房法,可以实现中深孔落矿,采取机械化程度较高机械设备,采矿强度较高。
④灵活性。
应用分段凿岩阶段矿房法,可以充分利用凿岩巷道,推动凿岩爆
破效率,管理简单。
(2)分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉中的设计
在该急倾斜薄矿脉中,应用分段凿岩阶段矿房法,其本质属于分断落矿阶段出矿空场法,根据矿体赋存情况,进行采场结构与具体参数设计与优化。
①采场布置参数的设计。
采场沿走向进行矿块布置,阶段高度为60m,设计分段高为20m,布置矿块长度为100m,不设置间柱,沿采场走向进行连续回采;采场底部设置为堑沟平底结构,脉外出矿巷道与矿体之间距离设计为8m左右,脉外出矿巷道距离出矿进路约为10m。
②爆破参数设计。
在急倾斜薄矿脉开采中应用分段凿岩阶段矿房法,其爆破参数设计如下:应用YGZ-90中深孔钻孔作为爆破炮孔,设计爆破炮孔直径为φ56mm。
按照排间距与炮孔直径之间的关系,具体如下表:
根据上表可以看出,该工程其排间距应设计为 1.2-1.6m范围内,综合考虑该急倾斜薄矿脉实际情况,将排间距设计为 1.2m,炮孔布置选择上向垂直扇形形式,孔底距设计为1.9m,炮孔密集系数设计为1.55。
(3)分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉中回采工艺。
在该工程施工中,采取分段凿岩巷道中,应用钻机钻凿向扇形深孔,当矿房炮孔钻凿完成后将附近矿房间中通风天井刷到矿体边界,从而实现爆破切割立槽,选择切割立槽作为自由面,分排进行爆破作业,在完成爆破后通过铲运机进行出矿。
(4)分段凿岩阶段矿房法施工工艺要求。
在进行爆破炮孔施工之前,进行边孔优化布置,合理设置炮孔深度,要求炮孔深度设计应在矿体边界范围以内,避免引起矿石贫化问题;重视二次圈矿管理,以间隔10m的形式,在分段凿岩巷道中设置钻孔,实现对矿体矿岩界限控制;及时验收中深孔,保证中深孔钻孔质量;随着矿体回采作业进行,其自切槽立槽自由面会呈现出逐渐变小的趋势,引起炮孔利用率较低,为此应设置切割立槽,适当调整炮孔参数,保证回采效率。
3分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉中应用效果
在该急倾斜薄矿脉中应用分段凿岩阶段矿房法,其矿体开采进程较为顺利,通过分段凿岩阶段矿房法的应用,降低了采矿工作人员劳动强度,改善了开采安全环境,提高了回采效率。
通过研究发现,分段凿岩阶段矿房法较之留矿法其落矿效率提高了1.6倍,采场生产能力提高了4倍左右,其综合回采效果较好,实现了企业急倾斜薄矿脉开采综合效益。
4结语
在急倾斜薄矿脉采矿及回采作业中,因其倾角较大,矿脉厚度较薄,采取一般采矿工艺其安全性无法保障,采矿效率较低。
本文研究在急倾斜薄矿脉中应用
分段凿岩阶段矿房法,重点对分段凿岩阶段矿房法在急倾斜薄矿脉中的采矿方案及回采工艺进行研究,实践证明,在急倾斜薄矿脉中应用分段凿岩阶段矿房法,可以有效改善生产环境,提高采矿效率,实现了企业开采的综合效益明显。
参考文献
[1]卢跃刚,陈彬.分段凿岩阶段矿房法在首云铁矿薄矿脉开采中的应用研究[J].金属矿山,2009,S1:178-180+185.
[2]韦华南,古德生.某矿分段凿岩阶段矿房嗣后联合充填采矿法试验研究[J].黄金,2010,06:23-28.
[3]伍耀斌,孙述翔,刘正,杨臣堂.分段凿岩阶段矿房采矿法间顶柱回采实践[J].黄金,2012,10:30-32.
[4]秦忠虎,袁桥,江书旺.复杂条件下分段凿岩阶段矿房法试验研究[J].现代矿业,2013,02:72-73.。