上向分层进路胶结充填采矿法采矿
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世上无难事,只要肯攀登上向分层充填采矿法的采准及回采工艺(1)采准。
脉内采准系统:通常从脉外运输巷道掘进穿脉巷道,自穿脉巷道上掘脉内中央天井,将运输水平与上阶段通风巷道相通,作为运送人员、材料、设备和通风的通道;大型长采场中,在中央天井两翼设置通风井;自运输巷道布置两条以上顺路溜矿井和顺路人行滤水井。
对于走向很长而规则的薄矿体,可布置脉内斜坡道,它是在回采过程中形成的。
在两步回采的厚矿体,往往共用顺路溜矿井和人行滤水井以及回风天井,从而降低了采准费用。
脉外采准系统:在采用无轨设备的上向分层充填法中,有脉外斜坡道或脉外设备井的采准系统。
该斜坡道自阶段巷道掘进,或从地表下掘,供人员、材料和设备进入盘区或采场,斜坡道经各分段巷道、分层联络道与回采工作面沟通。
斜坡道坡度为10~15%,少数为20%,弯道半径15~20m;分段巷道之间高度8~15m,分层高3~4m。
顺路脱水井和通风井布置在脉内。
采用电耙出矿,溜矿井间距受耙运距离限制,一般为30m 左右;采用无轨自行设备出矿时,溜井间距达80~120m。
溜井布置在充填体内或脉外,金川二矿区和凡口矿用ф1.5m和ф2.0m天井钻机钻进溜井。
顺路溜矿井支护结构有木框、混凝土预制构件、混凝土和钢溜井等。
木框支护木材消耗多,使用寿命短;混凝土预制构件人工架设劳动强度大;浇灌混凝土和钢溜井支护应用广泛,直径一般为1.6~2.0m,可放出矿量10~15 万吨。
随着无轨设备的广泛应用和阶段高度的增加,采用脉外溜井较多,溜井直径2.0~2.4m,布置在矿体下盘较稳固的围岩中,矿石通过量20~30 万吨。
(2)人工底柱及切割工作。
采用上向分层充填法的矿山一般矿石品位较高,为提高矿石回收率,减少底柱损失,及为下阶段回采顶柱创造条件,可采用人工底柱。
人工底柱有尾砂胶结假底(亦铺设一层金属网或钢绳)、混凝土假底和钢筋混凝土假底几种形式。
通常将底柱。
采矿方法要点归纳一、空场采矿法适用于开采水平、微倾斜、缓倾斜的矿体。
其采矿法不仅能开采薄矿体,更适合于开采厚矿体和极厚矿体。
特征:将矿块划分为规则的矿房和矿柱,并根据矿体的厚度及采矿设备、技术条件的不同,选用浅孔、中深孔或深孔落矿方案进行矿房的回采,因而有浅孔房柱和中深孔房柱之分。
1.浅孔房柱采矿法(1)主要适用于矿石和围岩稳固与较稳固的矿体。
(2)矿体倾角30°以下。
(3)矿体厚度小于8-10m。
(4)价值不高或品位较低的矿石。
2.中深孔房柱采矿法(1)矿石稳固和中等稳固。
当顶板围岩稳固或中等稳固时,采用不切顶或不预控顶;当顶板不太稳固或局部不稳固时,可采用切顶与预控顶;(2)矿体倾角≤30°;(3)厚度≤6-8m的矿体,采用不切顶房柱法;厚度8-10m的矿体,可采用浅孔切顶房柱法;厚度11-12m的矿体;可采用中深孔切顶房柱法;(4)顶板接触面平整,可采用不切顶房柱法;顶板接触面不平整,可采用切顶房柱法;(5)使用于低品位、价值低、凿岩性较好的矿石中。
二、全面采矿法适用于开采矿石围岩均较稳固,矿体厚度小于5-7m的水平至缓倾斜矿体;也适合于开采矿体底板起伏较大或矿体厚度变化较大以及矿石品味不均匀的矿体。
1.普通全面采矿法(又称全面采矿法)(1)一般要求矿岩中等稳固以上;顶板的暴露面积应大于200-500m;(2)矿体倾角≤30°;(3)矿体厚度在5-7m以下,国内大部分矿山开采1.5-3.0m的矿体;(4)一般矿体产状较稳固;(5)该法留有采场内矿柱,最好在贫矿中应用。
2.留矿全面采矿法(1)矿石和顶板岩石为稳固或中等稳固;矿石不粘结,不自然;(2)矿体倾角由缓倾斜到倾斜(即26°-55°),以倾斜矿体为主;(3)厚度由薄至中厚的矿体,以薄矿体为主;(4)可用于形态较复杂,厚度和品位变化较大,以及底板沿走向和倾斜均有起伏的不稳定矿体。
三、浅孔留矿采矿法适用于开采矿石中等稳固和围岩稳固的急倾斜矿体,并要求矿石无自燃性、氧化性,破碎后不易再结块。
一、采矿方法分类二、充填采矿法三、刘塘坊铁矿北部区域采矿:(一)矿体特点初步资料:中钢集团安徽刘塘坊铁矿,设计生产能力原矿150万吨/年,矿石总储量4280万吨,其中低贫矿石量(333类)210.5万吨。
地层属上太古界吴集组,主要是片麻岩类岩石,以强混合岩化斜长片麻岩、含石榴石黑云斜长片麻岩为主,其次还有黑云角闪片岩,长英质变粒岩。
地层产状平缓略向东倾,构造平台与构造斜坡联合形成膝状弯曲,形成膝状挠曲构造。
刘塘坊矿床共发现大小铁矿体24 个,编号3~26。
其中3 #赋矿层位最低。
其中3 #矿体规模最大,为主矿体,12 号次之,4 #规模第三,其它为小矿体。
目前井巷揭露及井下钻探显示:矿体厚度较薄,多在3至6米,个别段厚度在20米以下,多为平行矿体,矿体受断层影响较大,连续性较差,受剧烈地质构造矿影响,部分接近矿体围岩破碎。
矿体倾角8°至30°,多在10°至20°左右,局部矿体离层,个别矿层挤压为粉状,对全矿采切施工、回采工作造成很大困难。
目前可采矿量偏少。
(二)采矿方法变化:2012年5月北部区域采矿合同签订后,根据-400m水平北部区域矿体特点,结合业主生产计划需要,-400m水平矿体7#至9#穿脉3#确定了分段中孔凿岩分段出矿分段房柱法,布置见下图:与此同时,-500m水平1#穿至4穿3#矿体也是分段房柱法回采,布置类似。
2012年9月开始采准施工,10月开始中孔凿岩,11月中旬开始中孔爆破,回采中,因矿体情况变化与原资料出入较大,矿岩控制不是太理想,后期采场顶盘破碎整体性较差,顶盘围岩垮落严重,采场内塌落围岩压矿石现象严重,后期实测采场顶板塌落多大9米以上,且无法控制。
随着后期各处沿脉及钻探显示,全矿已探明的矿体多为缓倾薄矿体,多在10至20度之间,且连续性较差,分段房柱法不适用。
2013年初,针对以上情况,全矿尚未回采地段及分段房柱法首分段以外的矿体采矿方法均调整为上向分层充填采矿法,具体来说应为脉外采准布置的点柱上向水平分层房柱法,具体布置:99709(三)点柱上分层充填回采方案脉外采准、溜井布置方案,采场沿走向布置,3#矿体按照原3#、4#、5#、6#穿脉划分采场,首分段高度为12.5米,其上各分段高度均为15米,矿体下盘水平距离60米左右布置-500~-400m斜坡道一条,各分段在矿体下盘50米左右布置脉外巷一条,脉外巷与斜坡道由分段联巷沟通,每个采场通过采场联络巷(±15%)与各自采场已形成的空区相通,作为人员、设备运行及出矿通道,溜井布置在下盘穿脉内,溜井上口在各自分段脉外巷附近,这样采场矿石通过汽车经采场联络巷、脉外巷、溜井联巷倒入溜井进入-500m运输系统。
世上无难事,只要肯攀登上向分层充填采矿法的特点及方案上向分层充填法是自下而上分层回采,每分层先采出矿石,而后填入充填料,以支撑采空区两帮和作为工作平台。
该方法为工作面循环作业,凿岩爆破、出矿、充填和护顶完成一个循环后,进行下一分层的循环;回采空间和范围可以控制,人员、设备在暴露的顶板下工作,需有效地控制顶板;可以用任何充填材料进行充填。
该方法一般适用于矿石稳固、围岩不稳固的倾斜和急倾斜矿体,能适应形态不规则、分枝复合变化大的矿体。
除点柱式外,矿石的损失率、贫化率低,是一种适应范围广的充填采矿法。
据国外85 个充填法矿山统计,上向分层充填法采出的矿石量占充填采矿法总产量的38.3%;该法在我国充填法中占60%以上。
上向分层充填法按分层倾角,可分为水平分层充填法与倾斜分层充填法。
目前国内外应用较为普遍的是上向水平分层充填法。
倾斜分层充填法仅在使用干式充填材料的某些矿山中采用。
图1 为连续回采的倾斜分层充填法。
倾斜分层的优点在于出矿和充填可以借自重完成。
图1 倾斜分层采矿法a-充填阶段;b-落矿阶段;1-自行矿车;2-垫板;3-无轨装运设备上向水平分层充填法按采场结构、工作面形态和工艺特点,分为沿走向、垂直走向和点柱上向分层充填法三个基本方案。
[next] (1)沿走向上向分层充填采矿法。
该方案结构特点是:沿矿体走向一定的长度或整个矿体的走向长作一个采场,可以实现回采工作的平行作业,以便充分发挥设备效率,提高矿石回收率。
它适用于厚度在10~15m 以下的矿体。
采场宽为矿体厚度,采场长100~300m,最长达800m。
图2 为红透山铜矿沿走向上向水平分层充填法。
图2 红透山铜矿沿走向(长采场)上向分层充填法1-风井;2-脱水井;3-溜矿井;4-提升井;5-斜坡道;6-充填隔墙;7-排水管;8-脱水塔;9-崩落矿柱;10-上向炮。
上向进路充填采矿法说明上向进路充填采矿法是一种自下而上,以巷道掘进的方式进行回采,在进路掘至设计位置后并进行充填的采矿方法。
它是在每一水平分层布置若干条进路,按间隔或逐条进路的顺序回采,整个分层各条进路回采充填后,再回采上分层进路。
因在原岩下作业,要求矿岩较稳固,在巷道拉开后,顶板不会垮塌。
上向分层进路全尾砂胶结充填采矿法,对整个采场而言,以分层方式由下向上逐层回采,每分层划分成若干进路。
以进路为单位回采与充填,各进路间隔回采,采后胶结充填,待一期进路充填养护足够时间之后,再回采二期进路。
整个分层各采场进路回采充填后,再回采上分层进路。
该法的主要优点:(1)适应性强,对形态复杂和产状变化大的矿体,能有效进行回采。
(2)回采进路顶板暴露面积较小,一般只需锚杆或金属锚网护顶,就能保证回采作业的安全。
(3)回采工作可同时在多条进路内进行,实现凿岩、爆破、支护、出矿和充填等工序平行交替作业,提高了无轨自行设备的效率和采场生产能力。
(4)矿石回采损失率和贫化率低,资源回收率高。
(5)由于每条进路回采后,都及时进行了充填,有效地控制了顶板暴露面积与暴露时间。
该法的主要缺点:(1)采场为独头巷道型通风,通风效果相对较差。
(2)进路充填需进行接顶,充填工作复杂。
(3)进路胶结充填,采矿成本较高。
(4)采场采用浅孔凿岩爆破,采场生产能力不高。
IV号岩体1830中段:采场布置与结构参数:中段高度为60m,采场宽为矿体水平厚度,长为矿体走向长度,分层高度3m。
进路沿矿体走向布置,长为矿体走向长度,宽为3〜4m采准切割:根据现有工程布置和矿岩稳固性采准工程布置在矿体侧翼。
主要的采切工程有:1830水平有轨运输巷,溜井、人行措施井,溜井联络巷,人行井联络巷,分层联络巷,73线通风上山(充填回风井)。
其中溜井口通过锚杆焊接钢轨做为挡板,充填前采用钢筋混凝土封堵,封堵长度大于2m。
回采工艺:回采顺序为自下而上逐层进行。
分层联络巷垂直矿体走向布置在矿体侧翼,分层联络巷规格为3mx2.6m (宽X高),进路垂直分层联络巷布置,进路规格为3~4mX3m,(断面为9〜12m2),进路回采为隔一采一凿岩采用YT-28型凿岩机凿岩,炮孔深度2.3m,布孔见炮孔布置图。
向上式水平分层充填采矿法的优化向上式水平分层充填采矿法是一种常用的地下采矿方法,具有适应性强、安全性高等优点。
然而,这种方法在实际应用中仍存在一些问题,如充填质量不稳定、采矿效率低等。
为了提高采矿效率和安全性,本文提出了一系列优化方案。
向上式水平分层充填采矿法是一种采矿方法,将矿体自下而上分层回采,每一层回采后,用充填料充填采空区,以控制顶板垮落和支撑围岩。
然而,这种方法在实际应用中存在一些问题,如充填质量不稳定、采矿效率低等,这些问题制约了向上式水平分层充填采矿法的进一步发展。
为了解决上述问题,本文提出了以下优化方案:采用高浓度充填料充填采空区,可以提高充填体的稳定性,减少顶板垮落和围岩变形。
同时,采用压力控制技术,确保充填料能够充分充满采空区,避免出现空洞和离层。
在回采过程中,加强矿柱的支撑,防止采空区顶板垮落和围岩变形。
可以采用加固材料对矿柱进行加固,提高矿柱的承载能力。
采用先进的回采工艺,如综合机械化回采、遥控回采等,提高回采效率,减少回采成本,同时确保回采安全。
加强现场管理工作,确保各项优化措施得到有效实施。
采用现代化的监控手段,对采场进行实时监测,及时发现和解决问题。
通过上述优化措施的实施,向上式水平分层充填采矿法可以获得以下优势:采用先进的回采工艺和技术手段,可以提高采矿效率,减少回采时间,提高产量和产值。
采用高浓度充填料充填采空区,可以确保充填质量,有效控制顶板垮落和围岩变形,提高了矿山安全生产水平。
通过加强现场管理和监控手段,可以及时发现和解决问题,改善作业环境,提高工作效率和员工满意度。
通过优化回采工艺和加强矿柱支撑等措施,可以降低采矿成本,提高矿山经济效益。
向上式水平分层充填采矿法是一种常用的地下采矿方法,在实践中存在一些问题,如充填质量不稳定、采矿效率低等。
为了解决这些问题,本文提出了优化方案,包括提高充填质量、强化矿柱支撑、改进回采工艺和加强现场管理。
这些优化措施可以提高采矿效率和安全性,改善作业环境,降低采矿成本,具有重要的实践意义和推广价值。
1.1采矿方法1.1.1采矿方法选择长田金矿主要矿体呈层状、似层状,埋藏于地表250m以下,平均厚度6.05m,倾角0~60°,多为20°,主要矿体赋存特征见表5-3。
矿石中等稳固,围岩稳固性差,顶板不允许有较大的暴露面积;部分工业设施位于地表开采移动边界线以内,地表不允许塌陷,因此不适合采用空场法和崩落法采矿。
的实际生产情况,设计选择两种充填采矿方法:对倾角30°以上的矿体,采用上向分层充填法,所占比例约37%;对倾角30°以下的矿体,采用上向进路充填法,所占比例约63%。
采矿方法使用比例详见表5-4。
1.1.2采切系统、回采工艺及采切工程量估算1.1.2.1上向分层充填法a)矿块构成要素矿块沿走向布置,长50m,采场宽为矿体厚度,宽中段高40m,分段高9m,分层高3m,采场不留顶柱和间柱,留设4m的底柱在下中段采场回采时回收,详见图X078SQ-7。
沿脉中段运输平巷下盘脉外布置,从中段运输巷中垂直矿体掘进穿脉与脉内运输巷,脉内掘进人行天井,通过天井掘进联络巷道与采场各分层相连,于采场中央向上掘进充填井。
对矿体倾角>40°的矿块,随矿石回采顺路架设溜井与泄水井,将矿石溜入装矿巷道。
对矿体倾角30~40°的矿块,于矿体下盘布置脉外溜井与装矿巷道相联。
矿块采切工程量1371.85m3,采切比100.87m3/kt,详见表5-5。
c)回采工艺矿房各分层自下而上进行回采,分层高3m,回采时在胶结充填体底板上用YSP-45型凿岩机进行凿岩,爆落矿石用电耙运至溜井。
d)采场通风新鲜风流→脉外运输巷→采场穿脉→人行天井→联络巷→回采工作面(清洗)→污风→另侧天井→上中段穿脉→上中段运输巷→风井→地表。
贵州长田金矿800t/d采选工程可行性研究采矿贵州长田金矿采选工程(一期800t/d)可行性研究采矿e)地压控制及空区管理上向水平分层回采,人员和设备在顶板下作业,必须对顶板或围岩进行加固和支护,对围岩较破碎的采场采用锚杆加固,在分层采矿完成后进行尾砂胶结充填,每层预留作业空间,分段采完后,确保充填密实接顶以控制地压。
上向进路(分层)充填采矿法的矿石损失贫化控制措施作者:刘铭陈贤初朱洁来源:《数码设计》2017年第05期摘要:矿产资源作为人类赖以生存和发展的物质基础,是有限的不可再生的耗竭性的,如何合理开发利用,降低矿床开采中损失和贫化,保护资源和环境,走可持续发展的道路,为子孙后代开发利用留下良好的发展空间和足够的资源,是亟待解决的问题。
关键词:矿产资源;损失和贫化;保护资源和环境;可持续发展中图分类号:TP853.34 文献标识码:B 文章编号:1672-9129(2017)05-0169-02Abstract:Mineral resources, as the material base for human survival and development, are limited, non-renewable and exhausting. How to exploit and utilize resources rationally, reducing loss and dilution in ore mining, protecting resources and the environment,leaving a good development space and adequating resources to make sure our generations could exploit resources is an top urgent to be solved.Keywords:Mineral resources; Loss and depletion; Protecting resources and environment;Sustainable development引言当今社会飞速发展,经济建设步入快车道,对能源和矿物原料的需求不断增大。
然而能源、矿产品的短缺和矿床品位的降低,使矿产资源的有限性和经济需求之间的矛盾日益尖锐。
1上向水平分层胶结充填采矿法充填采矿法目前是国内最常用的采矿法的一种。
这种采矿法属于人工支护采矿法。
充填采矿法是指在进行回采工作时,工人同时往采空区中填入材料,这样通过填充可以防止采空区周围的岩石下落或者是地表移动,回采工作就可以在采空区填充材料的保护下安全进行[1]。
充填采矿法可以根据填充材料和运输途径的不同分为三种,分别是干式填充法、水力填充法以及胶结充填法。
其中干式充填法是国内采矿中应用最早的,其主要是利用采石场中的废石经过破碎后进行填充;水力充填法的材料也是砂或者是碎石,但是运输途径却是由水力运输的。
胶结充填法的填充材料是一些凝胶材料,比如水泥或者是一些碎石等物品配置的胶结物,这些胶结物凝固后是具有一定强度的,运输的方式可以是由机械运输,也可以是水力运输,运输途径根据实际情况进行选择。
充填采矿法根据采场的结构、回采方向和回采工艺,可以将采矿法分为上向分层充填法、下向分层充填法、壁式充填法、削壁充填法以及方框架充填法。
上向分层填充法是指将矿块在垂直高度上在水平或者是倾斜的划分分层,然后进行从下向上的逐层回采。
在进行回采时,每回采一个分层,要及时用充填料进行充填。
如果矿石或者是围岩都存在稳定问题,进路是需要一定的倾斜角度的,这样的设计可以方便胶结充填材料自己流到充填的位置进行接顶。
2上向水平分层胶结充填采矿法优点2.1提高采矿的安全性上向水平分层胶结采矿法的运输方式有两种,可以是机械的,也可以是水力的,这样可以及时将充填材料运输到矿区,将采空区充填,如此可以有效控制采矿围岩的稳定性,提前为地表的塌陷做出预防措施,这样的采矿法还可以防止采矿区的地下水被污染,保证了采矿进行的安全,同时提高作业人员的自身安全[2]。
2.2提高矿体内矿石的回采率上向水平分层胶结采矿法可以提高矿石的回采率。
因为采矿法使用的胶结充填物,可以有效降低周围环境对采空区的压力,提高矿体的安全性。
使用的采矿方式是上向水平分层法,通过分层的方式对矿体进行回采,在保证安全的基础上,如此可以有效提高矿体内的矿石回收率,所以说上向水平分层胶结采矿法是一种优良的采矿方式,在国内使用较频繁。
上向分层充填采矿法实际运用的综合分析摘要:上向水平分层充填采矿法对损失贫化指标较小、灵活性大,可根据矿石及岩石性质调整采准和回采方式,对高品位或贵金属资源的回收有更大的指导意义。
关键词:上向水平分层;充填采矿按矿块结构和回采工作面推进方向,充填采矿法可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。
如果根据所采用的充填料和输出方法不同,又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法三种。
本文重点阐述上向分层胶结充填采矿法的构成要素及具体实际应用。
一、方法概述上向水平分层充填采矿法是自下而上分层回采,每分层采出矿石后充入充填体,用于支撑采空区边帮和作为工作平台。
该采矿方法为工作面循环作业,凿岩爆破、出矿、充填和护顶完成一个循环后,进行下一分层的循环。
回采空间和范围可以控制,人员、设备在暴露的顶板下作业,需有效控制顶板,可用诸多充填材料进行充填。
该方法一般适用于矿石稳固、围岩不稳固的倾斜和急倾斜矿体,能适应形态不规则、分枝复合变化大的矿体。
除点柱式回采外,矿石损失、贫化率较低,是一种适应范围较广的充填采矿法。
据国外矿山统计,使用此方法采出的矿石量占充填采矿法总产量的38.3%,在我国充填法中占60%以上,也是国内外普遍使用的一种采矿方法。
用很少。
二、矿块的构成要素2.1结构和参数矿体厚度不超过lO~15m时,矿房的长度沿走向布置;超过15m时,矿房垂直走向布置。
矿房沿走向布置的长度一般为30-60m,有时达100m或更大。
垂直走向布置矿房的长度一般控制在50m以内,此时矿房宽度为8~10m。
阶段高度一般为30-60m,如果矿体倾角大,倾角和厚度变化小,矿体形态规整,则可采用较大的阶段高度。
间柱的宽度取决于矿石和围岩的稳固性以及间柱的回采方法。
用充填法回采间柱时,其宽度为6~8m,矿岩稳固性较差时取大值,阶段运输巷道布置在脉内时,一般需留顶柱和底柱。
顶柱厚4~5m,底柱高5m,为减少矿石损失和贫化,或回采高品位矿石及贵金属,也有用混凝土假巷,以代替矿石矿柱。
摘要:随着我国经济和科技的发展,地下金属矿山采矿技术有了较大的发展。
为了保护环境和合理利用矿山资源,应不断优化采场结构参数和采空区的处理方法,从而确定更加合理的、高效的、适应性强的采矿方法,来满足国内外市场的需求。
关键词:金属矿山充填采矿方法在注重矿山开采与环境保护及采场地压显现规律研究的同时,通过对现有的崩落法、空场法和充填法三大类采矿方法不断改进和完善,形成了各种适合我国地下矿床开采的组合方法,从采矿的实践来看,主要谈以下几种常用的地下充填采矿技术和方法。
1上向水平分层充填采矿法上向水平分层充填采矿法使用历史悠久,也经历了很多的技术变革,其采切比较小,贫化损失率低,顶板管理方便,尤其是对于不稳固~中等稳固矿体,优点尤为明显。
1.1采场结构参数:中段内沿矿体走向划分连续矿块,矿块长60m,高为中段高度45m,宽为矿体的水平厚度,一般为25~30m左右。
矿块间不留间柱,上、下中段间亦留6m高顶底柱,采场垂直矿体走向布置,分矿房、矿柱两步骤回采。
按15m划分一个矿块(一房一柱),第一步骤回采(矿房)8m,第二步骤回采(矿柱)7m。
1.2采准工程布置:采准工程包括下盘沿脉运输平巷、中段装矿穿脉、分段平巷、分段联络巷、充填回风(泄水)天井、出矿溜井,采场拉底切割平巷等。
1.3优点:①回采时对边界适应能力强,矿石回采率高;②空区充填质量好,回采损失贫化小;③生产能力大,采矿成本相对较低。
1.4缺点:①顶板暴露面积较大,要求矿岩稳固性好,对矿岩稳固性中等,节理裂隙较发育的矿体适应性较差;②第二步骤回采矿体稳固性较差,护顶工艺复杂;③采切工程量大。
2上向进路分层充填采矿法本采矿方法一般不划分矿房矿柱,一个步骤回采。
其特点是:自下而上分层回采,每一分层的回采是在掘进分层联络道后,以分层全高沿走向(或垂直走向)划分进路,间隔地进行进路采矿。
第一批进路回采完毕便立即充填接顶,然后再回采并充填另一批进路,待整个分层的回采与充填工作结束后,再用进路回采上一分层。
上向分层充填采矿法在金属矿实际运用的综合分析摘要:按照国家安全生产监督管理局的要求,要逐步提高充填采矿法在金属矿山开采中的比重,随着社会经济的快速发展,对矿业开采的安全与环保性提出了新的要求,在国内矿山开采中,充填采矿法的应用范围比较广,其损失贫化指标低、运用灵活,可根据矿石及岩石性质调整采准和回采方式,对高品位或贵金属资源的回收有更大的指导意义。
关键词:上向分层充填采矿法;回采;金属采矿技术上向水平分层充填采矿法是充填采矿法中的一种,这种方法是随着回采工作面的推进,逐步用充填料充填采空区的采矿方法。
其目的主要是为了利用所形成的充填体进行地压管理,以控制围岩崩落和地表下沉,并为回采工作创造安全和方便的条件,还可以预防自然性矿石的内燃火灾。
一、常见充填采矿法及其上向充填采矿法概述分类:在铜矿开采中,充填采矿法使用时间较长,在地质构造复杂、开采难度大、生产量高的部分矿区,应用此采矿法,能够满足安全、稳定及高效的生产标准。
经过技术革新后,相较之早期采矿法,充填采矿法种类更加丰富,主要可以分为以下几种,①单层充填采矿法。
矿山开采中,顶板崩落现象在所难免,不利于持续开采作业。
铜矿企业一般应用单层充填采矿法处理顶板崩落,比如,倾斜矿块开采中,应用此方法,实现一次性回采与填充,确保填充物快速充满并密实。
此方法操作简单,借助机械设备即可完成不同程度的开采任务。
②上向分层充填采矿法。
近年来,此项采矿工艺运用频率比较高,其主要工艺是按照顺序开采矿房和矿柱。
首先,矿房回采,秉承自上而下的开采原则,根据水平分层状态,有效完成开采任务。
其次,矿柱回采,依照铜矿结构分布,合理制定开采工艺。
③下向分层充填采矿法。
不同地区地理环境不同,一些地区矿山矿岩结构不稳定,开采中缺乏支撑结构,极易造成意外事故。
如果地区地质结构不够稳定,应选择此种开采法,其重点在于自上而下的进行分层回采与逐层充填,开采时要注意,一定的支撑顶棚以防出现围岩坍塌。
充填采矿法的安全规定1.采场必须保持两个出口,并有照明。
人行井、放矿井和通风井都必须保持畅通。
2.禁止在采场内同时进行凿岩和处理浮石。
3.采场放炮前,必须通知相邻采场和附近井巷作业人员,并加强警戒。
4.上向分层充填采场,必须先施工充填井及其联络道,然后施工底部结构及拉底巷道,以便尽快形成良好的通风条件。
5.采场凿岩时,炮眼布置要均匀,沿顶板构成拱形。
装药要适当,以控制矿石块度。
6.采场放矿要设格筛,防止人员坠落和堵塞。
7.每分层回采后要及时充填,确保充填质量。
最后一分层要采取措施,严密接顶。
8.禁止人员在充填井下方停留和通行;充填时,各工序间应有通讯联系。
9.下向胶结充填的采场,两帮底角的矿石要清理干净。
10.干式充填,每个作业点均应有良好的通风、除尘措施,并加强个体防护。
充填采矿法的安全规定(2)充填采矿法是一种利用废石、矿渣等填充材料,在矿井中填充采空区以支撑地层和保障矿井安全的方法。
为了确保充填采矿的安全,应遵守以下规定:1. 充填材料的选择:选择合适的充填材料,确保其具有良好的稳定性和强度,能够有效填充采空区域并支撑地层,防止地层塌陷和松动。
2. 充填材料的质量控制:充填材料应符合相关规定的质量标准,且经过充分的试验和检测,确保其稳定性和强度能够满足采矿过程中的要求。
3. 充填过程的控制:在进行充填作业时,应遵守严格的操作规程,确保充填材料均匀、稳定地填充在采空区域,并通过监测手段实时掌握充填过程中的各项参数,及时调整操作,保证充填的质量和效果。
4. 充填后的监测和维护:充填材料填充完成后,需要进行监测,以了解充填区的变化情况,及时发现和处理充填材料的松动、沉降等问题,保证充填系统的稳定性和安全性。
5. 安全设施的设置:在充填采矿过程中,应设置相应的安全设施,如防护墙、防撞柱等,以保护工人的生命安全,并确保充填区域周围的设施和设备的正常运行。
6. 培训和安全教育:对从事充填采矿作业的人员进行必要的培训和安全教育,使其掌握相关的安全规程和操作技能,提高安全意识,减少事故和风险的发生。
上向进路充填采矿法说明
上向进路充填采矿法是一种自下而上,以巷道掘进的方式进行回采,在进路掘至设计位置后并进行充填的采矿方法。
它是在每一水平分层布置若干条进路,按间隔或逐条进路的顺序回采,整个分层各条进路回采充填后,再回采上分层进路。
因在原岩下作业,要求矿岩较稳固,在巷道拉开后,顶板不会垮塌。
上向分层进路全尾砂胶结充填采矿法,对整个采场而言,以分层方式由下向上逐层回采,每分层划分成若干进路。
以进路为单位回采与充填,各进路间隔回采,采后胶结充填,待一期进路充填养护足够时间之后,再回采二期进路。
整个分层各采场进路回采充填后,再回采上分层进路。
该法的主要优点:
(1)适应性强,对形态复杂和产状变化大的矿体,能有效进行回采。
(2)回采进路顶板暴露面积较小,一般只需锚杆或金属锚网护顶,就能保证回采作业的安全。
(3)回采工作可同时在多条进路内进行,实现凿岩、爆破、支护、出矿和充填等工序平行交替作业,提高了无轨自行设备的效率和采场生产能力。
(4)矿石回采损失率和贫化率低,资源回收率高。
(5)由于每条进路回采后,都及时进行了充填,有效地控制了顶板暴露面积与暴露时间。
该法的主要缺点:
(1)采场为独头巷道型通风,通风效果相对较差。
(2)进路充填需进行接顶,充填工作复杂。
(3)进路胶结充填,采矿成本较高。
(4)采场采用浅孔凿岩爆破,采场生产能力不高。
IV号岩体1830中段:
采场布置与结构参数:中段高度为60m,采场宽为矿体水平厚度,长为矿体走向长度,分层高度3m。
进路沿矿体走向布置,长为矿体走向长度,宽为3~4m。
采准切割:根据现有工程布置和矿岩稳固性采准工程布置在矿体侧翼。
主要的采切工程有:1830水平有轨运输巷,溜井、人行措施井,溜井联络巷,人行井联络巷,分层联络巷,73线通风上山(充填回风井)。
其中溜井口通过锚杆焊接钢轨做为挡板,充填前采用钢筋混凝土封堵,封堵长度大于2m。
回采工艺:回采顺序为自下而上逐层进行。
分层联络巷垂直矿体走向布置在矿体侧翼,分层联络巷规格为3m×2.6m(宽×高),进路垂直分层联络巷布置,进路规格为3~4m×3m,(断面为9~12m2),进路回采为隔一采一。
凿岩采用YT-28型凿岩机凿岩,炮孔深度2.3m,布孔见炮孔布置图。
进路回采时先按2.6mX2.6m的巷道规格掘进,周边刷帮滞后一个循环。
凿岩结束后,清洁炮孔,采用人工装填2#岩石炸药,CHA-300型起爆器配CCH型导爆管非电击发针击发主导爆管雷管,主导爆管雷管再引爆每个炮孔中敷设的导爆管雷管,引爆炸药。
崩落的矿石采用1m3铲运机运搬至布置在矿体侧翼的脉外溜矿井,再由电机车牵引矿车通过1830运输巷道运送到斜井提升至地表。
采场通风:采场所需新鲜风流,通过1830m至采场的人行措施井进入人行措施井联络巷—分层联络巷—进路,污风通过73线通风上山至1890回风巷。
采场充填:每个进路采完后,进行充填准备,包括:采场清理、砌筑充填挡墙、铺设充填管道等。
准备工作完成后,连接充填管道,进行充填。
要求充填体接顶完全,28天强度达到2MPa以上。
转层:每分层进路采完后准备转层。
先挑高溜井和人行措施井,再挑高分层联络巷,浇筑溜井和人行措施井挡墙,分层挑高溜井和人
行措施井联络巷,废石充填人行措施井联络巷3m高,分层联络巷充填成斜坡,将铲运机开进人行措施井联络巷中,准备充填,充填完成后转入上一分层。
表1 上向进路充填采矿法主要技术经济指标表
序号内容单位数量备注
1 采场生产能力t/日>200
2 凿岩效率m/台·班60
3 铲运机出矿效率t/台·班150 1m3铲运机
4 采矿工人劳动生产
率t/人·班8.1
5 矿石贫化率%8
6 采矿损失率% 6
III号岩体1840中段:
采场布置与结构参数:中段高度为50m,采场宽为矿体走向长度,长为矿体厚度,分层高度3m。
进路沿矿体倾向布置,长为矿体厚度,宽为3~4m。
采准切割:根据现有工程布置和矿岩稳固性采准工程布置在矿体上下盘。
主要的采切工程有:1840水平有轨运输巷(已有工程),溜井、人行措施井,溜井联络巷,人行井联络巷,分层联络巷,5#斜井(已有工程)。
回采工艺:回采顺序为自下而上逐层进行。
分层联络巷沿矿体走向布置在矿体上下盘,分层联络巷规格为3m×2.6m(宽×高),进路垂直分层联络巷布置,进路规格为3~4m×3m,(断面为9~12m2),进路回采先采矿体两侧进路,然后按隔一采一。
凿岩采用YT-28型凿岩机凿岩,炮孔深度2.3m,布孔见炮孔布置图。
进路回采时先按2.6mX2.6m的巷道规格掘进,周边刷帮滞后一个循环。
凿岩结束后,清洁炮孔,采用人工装填2#岩石炸药,CHA-300
型起爆器配CCH型导爆管非电击发针击发主导爆管雷管,主导爆管雷管再引爆每个炮孔中敷设的导爆管雷管,引爆炸药。
崩落的矿石采用1m3铲运机运搬至布置在矿体上、下盘的脉外溜矿井经振动放矿机装矿车,再由电机车牵引矿车通过1840运输巷道运送到斜井提升至地表。
采场通风:采场所需新鲜风流,通过1840m至采场的人行措施井进入人行措施井联络巷—分层联络巷—进路,污风通过充填回风巷至1890回风巷。
采场充填:每个进路采完后,进行充填准备,包括:采场清理、砌筑充填挡墙、铺设充填管道等。
准备工作完成后,连接充填管道,进行充填。
要求充填体接顶完全,28天强度达到2MPa以上。
转层:每分层进路采完后准备转层。
先挑高溜井和人行措施井,再挑高分层联络巷,浇筑溜井和人行措施井挡墙,分层挑高溜井和人行措施井联络巷,废石充填人行措施井联络巷3m高,分层联络巷充填成斜坡,将铲运机开进人行措施井联络巷中,准备充填,充填完成后转入上一分层。
表2 上向进路充填采矿法主要技术经济指标表
序号内容单位数量备注
1 采场生产能力t/日>200
2 凿岩效率m/台·班60
3 铲运机出矿效率t/台·班150 1m3铲运机
4 采矿工人劳动生产
率t/人·班8.1
5 矿石贫化率%8
6 采矿损失率% 6
成宗矿业1890m以上Ⅲ号岩体矿柱回收建议
1950m以上矿柱大部分已垮塌,1890-1940m原二期矿房部分垮塌,所有矿柱的回采必须将周围空区充填后进行。
矿柱采用上向水平分层点柱充填采矿法或上向进路充填采矿法进行回采。
1950m水平以上63线以南采用小断面进路回采,63线以北待以南回采后,用上向分层采矿法回采零星矿体。
63线以南1930-1950的顶柱用进路回采,1950m62线以南用上向水平分层点柱充填采矿法回采,在回采前,从1970、1980对61-2、59-4、58-4、59-2进行灌注充填料浆。
62线以北在以南采完后,先进行灌浆后回采。
2000以上在2025和2055对56-64-3线,对已垮塌采场进行灌浆后用上相分层进行回采。
根据现有采场的回采现状,对上向水平分层点柱充填采矿法提出如下建议。
(1)严格控制采场控顶高度。
最大控顶高度在4m以下。
点柱严格按设计的位置(或要求)留设。
(2)顶板采用水平孔压顶爆破,保持顶板平整,及时处理顶板浮石。
(3)因矿岩经矿房回采扰动和长时间的暴露,遭到严重破坏,局部应力集中,顶板采用长锚索、喷网等联合支护。
(4)按设计要求布孔装药,控制爆破块度,防止凿岩、爆破成本、效率转嫁至顶板处理、二次爆破、出矿、选场粗碎等环节。
(5)铲运机装矿时保持铲斗水平,不破坏充填体。
(6)溜井布置于脉外,溜井口采用钢筋混凝土封堵,封堵长度为2m。
出矿时,溜井口架设钢轨,防止铲运机破坏溜井口和铲运机掉入溜井。
(7)每个采场须有充填通风井,确保采场风流畅通,也是采场的紧急出口。
(8)采场里面分区交替上升,采矿、充填、转层交替进行。