崩落采矿法
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崩落采矿法及安全要求崩落采矿法(caving mining method)是一种常用的矿山开采方法,适用于煤矿、金矿、铜矿等矿种。
它的主要特点是通过人工或机械的方式控制矿体的破碎破闭,使矿石向下滑动和崩落,然后通过回采和运输工艺将矿石运出地面。
崩落采矿法的核心原理是利用矿体的自重和重力,通过破碎垮落的方式进行开采。
其主要流程包括预垮落、支护和回采三个阶段。
首先是预垮落阶段,也称为预裂爆破。
在井巷中或地面上进行预裂爆破,以形成合理的崩落面。
这个阶段需要依靠合理的爆破参数和技术,来达到矿体的预期破碎和预期崩落效果。
其次是支护阶段,也称为崩落控制和边界保护。
在崩落面周围布设支护措施,以防止崩落面扩展和控制崩落速度。
常用的支护方式包括围岩加固、软土墙和栅栏支护等。
这一阶段需要依靠合理的支护设计和施工技术,来保证矿体的稳定和工人的安全。
最后是回采阶段,也称为崩落采矿。
在支护确保安全的前提下,通过机械或人工的方式将矿石从崩落面上采下来,并通过井巷或回采工作面将矿石运出地面。
这个阶段需要依靠合理的回采方案和设备,来保证采矿效益和矿井的运转。
在崩落采矿法的开采过程中,需要严格遵循一系列的安全要求,以保障工人的生命安全和矿井的安全运营。
以下是一些常见的安全要求:1. 执行完整的安全操作程序和规范。
包括严格遵守开采计划、爆破指导和支护设计等。
2. 做好安全防范工作。
包括定期检查和维护设备、建立完善的防尘、防火和防爆措施等。
3. 训练和培训工作人员。
确保工人具备必要的技能和知识,了解安全操作规程和应急处理程序。
4. 加强通风和瓦斯治理。
定期检测和监测瓦斯、煤尘和有害气体,保证矿井的通风畅通和瓦斯安全。
5. 加强管理和监督。
建立健全的安全管理制度和责任制,加强对作业现场和工人行为的监督和管理。
6. 加强沟通和协调。
促进矿山企业、工会、政府和相关部门之间的沟通和协作,共同推动崩落采矿的安全发展。
总而言之,崩落采矿法是一种常用的矿山开采方法,它能够高效地开采矿石,但也存在一定的安全风险。
6第六章崩落采矿法述一、落崩矿法的概念采第章崩六落采崩落矿采矿―法以―崩落岩围来实现地管压的采矿理方法。
在即落矿崩石的同时强或自制然落崩围岩,充填空采区,用以制控管理和地压。
1二、落崩采法特矿(1) 崩点法不再落矿把块划为分房矿矿和,柱而以整个矿是块为作个一回采元,单按定一回的采序,连续顺进单步行骤回采,块矿产生力能大、效率高。
( 2 在回采过程)中,岩围自要或强然崩落制矿,石是在盖岩石覆直接的触下接矿,放矿石故损,失贫大(化石矿失损率贫化率和分别比其他采矿法大5%~方l0)%。
对矿进放科行管学理。
3() 落法崩的开采在是个一阶内从段而上下行的进。
与场空采矿法同。
不允覆岩许坏破地和塌陷是使用该表法的本条基件。
2三崩、采矿法落类崩分落采法矿三大类采矿是法中应方用为广最泛的类采矿一法方在。
我国黑色有色、化、、建材和工核工矿山业都中有应用其中,,以在地铁下的应矿最用广泛,为90占%上。
以在落采崩法矿的种典各型方中:单法层长式壁落法崩要用于建主材矿,开采山粘矿土;床底有柱段分崩法落主要用有于金属矿山色,采铜开矿床;无底分柱段崩落法主用于要色黑金矿属山开,采矿铁床;阶段崩落在法国用得不我,多于有见金属矿山色和建材山;崩矿落采法的矿上述应用情况要是主矿床地质由条决件定。
例的,如土矿粘床为多积沉状矿层,床倾角平缓,厚不度,大顶稳固性差,板合适用单层长于式壁崩落开采。
法管尽崩采落矿地法(矿压压)理管方与法全部落采煤垮相法同,但除层长壁式单落崩法以,它们的采场外(块)矿结构却全完同。
不这是由煤非矿的矿体床存特征和赋岩矿理力学物性决定质。
的本章主介要绍落采矿崩法目中较常用的前典方型:法() 1层单(壁长式崩落)矿法采(2;)有底柱段分崩落采矿法(3; 无)底柱分段崩采矿法落;(4 阶段崩落采矿);法5第二节单层落崩矿法采单层壁长式落法用于开崩顶板不稳固采缓的斜倾层状薄矿体,典型方案下如所示。
基图本特是征将:阶划段为矿块分,阶段倾沿斜全长布置作面工,沿向推进,走一次全采厚,工随面作推,有计进地回划放顶,崩柱落顶充填板空采。
崩落采矿法崩落采矿法是指利用崩落的矿物破裂及其重力作用,在大规模开采矿物的技术。
它也被称为崩落进洞法或自然采矿法,是以不断崩落的矿物破壳形式提取矿物的采矿方法,是一种采矿技术,可以在采矿中大大增加采矿精度。
这种技术现在主要用于开采坚硬的岩石层,如火山岩、花岗岩和玄武岩。
当这些岩石开采的采矿机器接触岩石层时,就会产生很大的冲击,促使原有的矿石被崩落,因此这种采矿方法也被称为“冲击采矿法”。
崩落采矿法最重要的是在采矿过程中极大地增加了采矿精确度。
因为用这种方法采矿,省去了用其他采矿工具进行精细采矿的过程,从而将采矿成本大量地降低,而且采矿效率也得到极大提高。
此外,崩落采矿法还有其他优势:首先,它不会破坏地表,不会影响周围的生态环境;其次,它可以有效避免出现地质灾害,如崩塌;第三,它采矿的矿石更加均匀,更利于采矿矿山的修复和矿脉的保护;最后,它的工作效率远远高于其他采矿方法,更有利于经济发展。
然而,崩落采矿法也有一些不利因素:第一,它会产生很大的粉尘,污染空气;第二,它会损坏地表,增加采矿场面的破坏;第三,它还可能导致矿山崩塌,危及周围环境安全;同时,它还有可能导致安全事故,如炸药爆炸和火灾。
因此,在采矿过程中使用崩落采矿法,需要经过深思熟虑和慎重的考虑,应根据地质环境的状况仔细考虑崩落采矿法的可行性,并制定一系列有效的安全措施,以确保采矿过程的安全进行,只有这样,崩落采矿法才能得到有效的利用。
总之,崩落采矿法是一种采矿技术,具有冲击采矿法的特点,可以大大提高采矿精度,降低采矿成本,提高采矿效率,同时也带来一些空气污染、环境损害、安全风险等问题,因此,在使用崩落采矿法开采矿物时,应该非常谨慎,并采取相应的安全措施,以确保采矿安全,并发挥它应有的作用。
崩落采矿法(一)单层崩落采矿法矿体倾角不大于30-35度,厚度一般不超过3米,直接顶板不稳定到中等稳固,底板坚硬平整,矿体规模较大且连续性好。
整层回采,工作面沿阶段倾斜全长布置。
由工作面的长度确定,一般30~50米。
走向长度70~150米,有时可达200~300米。
整层回采,将阶段沿倾斜划分为分段,在分段内布置短工作面(20~30米)回采。
上部短工作面超前下部,上部采下矿石经分段巷道,上山耙到溜井,由运输巷道运走。
长壁式采切和采场结构简单,生产能力和生产率较高,通风条件好。
但坑木消耗多,支护顶板管理复杂。
短壁式工作面短小,回采灵活性大,对弱顶板适应性好,但生产率和生产能力相对较小。
:矿石有用成分高,价值大。
矿石松软破碎,上盘和矿体覆岩稳固性差,以自然崩落。
倾斜或缓倾斜矿体,厚度5~6米,急倾斜厚度不小于2米,地表围岩允许塌陷。
矿块划为分层,自上而下回采矿石,上分层回采结束后,铺设假底并放顶处理采空区。
下分层回采时在假定回采空间作业。
小倾角矿块高度小于20~25米,大倾角矿块高度30~60米,长度小于60米,宽度小于30米。
分层高度2~3.5米。
单翼或双翼推进,相邻分层回采超前距离大于10米。
浅孔落矿,电耙出矿。
铺设木垫层假底。
矿石损失率贫化率低,能适应矿体形态变化。
但生产能力低,木材消耗多,劳动强度大,采场通风差,易发生火灾。
地表允许塌陷,急倾斜矿体厚度不小于5米,倾斜矿体厚度不小于10米,厚度20米以上不限倾角,矿石和下盘围岩中稳以上,矿石价值不高,无自燃结块性,矿体中无较大夹石。
矿块沿倾斜方向划分为分段,每个分段下部设出矿底部结构(底柱),采下的矿石自崩落废石层下从分段底部结构放出,废石虽矿石放出充填采空区。
阶段高度50~60米,分段高度10~25米,漏斗式底柱高度6~8米,堑沟式底柱高度10~11米。
矿块厚度小于15米,沿走向布置电耙道,走向长度30~50米,厚度大于15米时,垂直走向布置电耙道,长25~30米,宽10~15米。
崩落采矿法随回采工作面的推进,有计划地崩落围岩填充采空区以管理地压的采矿方法。
基本特征是崩落围岩,回采部分矿房矿柱。
适用于围岩容易崩落、地表允许塌陷的矿体。
崩落采矿法按回采方式分为:壁式崩落法、分层崩落法、无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法和阶段崩落法。
分层崩落法应用最早。
带假顶的低分段的分段崩落法于19世纪90年代首先用于美国上湖区的一些矿山。
由于这两种方法成本高,木材消耗量大,现已很少使用。
壁式崩落法是借鉴壁式采煤法的经验逐步发展起来的。
瑞典在20世纪50年代应用了端部出矿的低分段无底柱分段崩落法。
随着大型自行无轨设备的出现和覆岩下端部放矿理论的发展,60年代初开始推广使用菱形布置的现代无底柱分段崩落法。
此法在中国、加拿大、赞比亚、美国和苏联等国迅速得到推广。
美国首先成功地使用阶段自然崩落法。
苏联于40年代开始应用深孔落矿的有底柱分段崩落法。
随着深孔凿岩设备、爆破技术的不断改进和覆岩下放矿理论的不断完善,分段不断增高,一次崩矿面积不断扩大,逐步形成了现代有底柱分段崩落法的一些主要方案。
与此同时,还成功地使用了阶段强制崩落法。
中国于60年代初期开始试验深孔落矿的有底柱分段崩落法和阶段强制崩落法。
1978年,有色金属地下矿山用这两种方法采出的矿量占总量的27.3%;60年代后期开始试验无底柱分段崩落法,目前用此法采出的铁矿石,占地下铁矿生产总量的80%以上。
分段崩落法和阶段崩落法的共同特点是在崩落围岩覆盖下放出矿石。
崩落覆盖岩层的作用是控制地压,形成缓冲垫层和良好的放矿和挤压爆破条件。
围岩能自然崩落,形成覆盖岩层,最为理想;如围岩稳固,则需强制崩落,形成一定厚度的覆盖岩层。
覆岩下放矿时,因崩落废石混入,矿石的损失、贫化都很高,适于开采矿石价值不高的矿体。
如围岩矿化和矿石可选性好,采用本法有利。
根据放矿理论,合理选择采矿法参数和放矿制度,严格管理放矿工作,可降低矿石的损失和贫化(见放矿)。
覆岩下放矿的回收和贫化指标是相关联的。
崩落法采矿方法
崩落法采矿方法是一种常用的地下采矿方法。
其主要原理是利用重力作用使矿石自然崩落,并通过地下设备将其收集。
其优点是采矿效率高,成本低,适用于各种矿床类型。
崩落法采矿方法的实施步骤包括以下几个重要环节:确定矿体形态和性质,选择合适的开采方式,设计采矿方案,配备适用的设备和机械,进行采矿作业,及时处理矿渣和尾矿。
崩落法采矿方法的实际应用中需要注意一些技术问题,如:矿体稳定性评价,采场尺寸和布局设计,崩落面和导矿隧道的处理,支护和加固措施的应用,安全生产和环境保护等。
因此,崩落法采矿方法在应用过程中需要综合考虑诸多因素,科学制定采矿方案,合理配置设备和机械,加强管理和监控,确保采矿效率和安全,实现可持续发展。
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崩落采矿法是随着矿石的采出,有计划地强制或自然崩落矿体上盘围岩充填采空区的采矿方法。
在回采过中,不需要划分矿房和矿柱,而是以矿块为单元,按一定的顺序进行连续回采。
崩落采矿法适用于地表允许崩落,矿体上部无较大的水体和流沙,矿石价值中等以下,不会结块,品位不高,并允许有一定损失和贫化的中厚和厚矿体。
尤其是对上盘围岩能大块自然冒落和矿体中等稳固的矿体最为理想。
崩落采矿法主要有壁式崩落法、无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法和阶段崩落法。
(1)壁式崩落采矿法的安全要求
●悬顶、控顶、放顶距离和放顶的安全措施,应在设计中规定。
●放顶前要进行全面检查,以确保出口畅通、照明良好和设备安全。
●放顶时,禁止人员在放顶区附近的巷道中停留。
●在密集支柱中,每隔3~5m要有一个宽度不小于0.8m的安全出口。
密集支柱受压过大时,必须及时采取加固措施。
●放顶若未达到预期效果,应作出周密设计,方可进行二次放顶。
●放顶后应及时封闭落顶区,禁止人员入内。
●多层矿体分层回采时,必须待上层顶板岩石崩落并稳定后,才准回采下部矿层。
●相邻两个中段同时回采时,上中段回采工作面应比下中段工作面超前一个工作面斜长的距离,且不得小于20m。
●撤柱后不能自行冒落的顶板,应在密集支柱外0.5m处,向放顶区重新凿岩爆破,强制崩落。
●机械撤柱及人工撤柱,应自下而上、由远而近进行。
矿体倾角小于10°的,撤柱顺序不限。
(2)有底柱分段崩落采矿法和阶段崩落法的安全要求
●采场电耙道应有独立的进、回风道;电耙的耙运方向,应与风流方向相反。
●电耙道间的联络道,应设在入风侧,并在电耙绞车的侧翼或后方。
●电耙道放矿溜井口旁,必须有宽度不小于0.8m的人行道。
●未修复的电耙道,不准出矿。
●采用挤压爆破时,应对补偿空间和放矿量进行控制,以免造成悬拱。
●拉底空间应形成厚度不小于3~4m的松散垫层。
●采场顶部应有厚度不小于崩落层高度的覆盖岩层;若采场顶板不能自行冒落,应及时强制崩落,或用充填料予以充填。
(3)无底柱分段崩落采矿法的安全要求
●回采工作面的上方,应有大于分段高度的覆盖岩层,以保证回采工作的安全。
若上盘不能自行冒落或冒落的岩石量达不到所规定的厚度,必须及时进行强制放顶,使覆盖岩层厚度达到分段高度的二倍左右。
●上下两个分段同时回采时,上分段应超前于下分段,超过前距离应使上分段位于下分段回采工作面的错动范围之外,且不得小于20m。
●各分段联络道应有足够的新鲜风流。
●各分段回采完毕,应及时封闭本分段的溜井口。
(4)分层崩落法的安全要求
●每个分层进路宽度不得超过3m,分层高度不得超过3.5m。
●上下分层同时回采时,须保持上分层(在水平方向上)超前相邻下分层15m以上。
●崩落假顶时,禁止人员在相邻的进路内停留。
●假顶降落受阻时,禁止继续开采分层。
顶板降落产生空洞时,禁止在相邻进路或下部分层巷道内作业。
●崩落顶板时,禁止用砍伐法撤出支柱,开采第一分层时,禁止撤出支柱。
●顶板不能及时自然崩落的缓倾斜矿体,应进行强制放顶。
●凿岩、装药、出矿等作业,应在支护区域内进行。
●采区采完后,应在天井口铺设加强假顶。
●采矿应从矿块一侧向天井方向进行,以免造成通风不良的独头工作面。
当采掘接近天井时,分层沿脉(穿脉)必须在分层内与另一天井相通。
●清理工作面,必须从出口开始向崩落区进行。
无底柱分段崩落法的整个回采过程都是在回采进路中完成的。
因此,回采进路保持良好的稳定状态,对安全生产,提高回采经济效益具有重要意义。
为了维持回采进路良好的稳定性,必须掌握回采进路周围岩体中应力分布,回采顺序对进路的影响,以便采取相应的维护措施。
有限元计算结果表明,回采进路周围岩体中应力分布,如图1和图2所示。
图1 相邻进路顶板应力分布
1-一段顶板最大主应力;2-二分段顶板最大主应力;
3-一分段顶板最小主应力;4-二分段顶板最小主应力
图2 进路周边应力分布图
进路周边表面岩体的位移,以进路顶板中点为最大,拱角次之,由拱脚至墙脚逐渐减小,底板中点为最小。
根据符山铁矿、程潮铁矿和玉石洼铁矿现场实测资料证明,沿回采进路长轴方向应力分布出现降低区和升高区(图3)。
程潮铁矿应力升高区距工作面7~18m,符山铁矿为10~25m,玉石洼铁矿250m分段观测为10~15m。
进路支护的强度应满足应力升高值的要求。
图3 沿进路长轴方向顶板中应力分布
(图中虚线为进路顶板应力分布)
上部分段回采完全与否,对相邻下分段进路稳定性有很大影响。
上分段未崩落的实体矿石,在下分段进路周围岩体中构成一很大的偏心集中应力,并在进路顶板中产生水平拉应力(图4)。
例如,玉石洼铁矿、符山铁矿的进路喷层发生开裂、片帮和冒顶,就是由于上分段留有实体未爆破造成的。
图4 回采进路周边σx分布图
同一分段相邻进路回采方式,对进路周围岩体中应力分布影响亦较大。
应用有限元法对下列五种方式做了计算:进路平行回采,单进路单侧回采,单进路双侧回采,双进路双侧回采,双进路单侧回采,计算结果列于表1。