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铜山铜矿分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法工艺优化研究
2011-08-01
根据铜山铜矿矿体赋存状态!改进了分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法矿块 结构参数!并采用铲运机堑沟出矿!降低了矿石损失率!提高了矿块生产能力)
第 卷 第 年 期 月 南 方 冶 金 学 院 学 报 铜 山 铜 矿 分 段凿 岩 阶 段矿 房 嗣 后 充 填 采 矿 法 工 艺 优 化 研 究 吴 贤 振 饶 运 章 熊 正 明 南 方 冶 金 学 院 环 境 与 建 筑 工 程 学 院 江 西 赣 州 摘 要 根 据 铜 山 铜 矿 矿 体 赋 存状态 改 进 了 分 段凿 岩 阶 段矿 房 嗣 后 充 填 采 矿 法 矿 块 结 构 参 数 并 采 用 铲 运 机 堑 沟 出 矿 降 低 了 矿 石 损 失 率 提 高 了 矿 块 生 产 能 力 关 键 词 结 构 参 数 ; 铲 运 机 堑 沟 出 矿 中 图 分 类 号 文 献 标识 码 文 章 编号 ( ) 地 质 概 况 及 矿 床开 采 技 术 条 件 铜 山 铜 矿 是 铜 陵 有 色 金 属 (集 团 )公 司 的 主 要 生 产 矿 山 之 一 ,矿 区 内 分 布 有 大小 数 十 个 矿 体 本次设 计 主 要 针 对深 部 ( 中 段以 下 )的 号 和 号 矿 体 ,两 个 矿 体 的 走向 均 为 东西 在 矿 体 倾 向 方 向 ,其 厚 度、倾 角 及 形 向 ,倾 向 南 ,倾 角 ,矿 体 厚 度为 ,平 均 状均 不 稳 定,往 下 部 具 有 变缓 变薄的 趋 势 矿 石 类 型 主 要 为 含 铜 黄 铁 矿 、含 铜 磁铁 矿 等 ,平 均 铜 品 位 为 闪 长 岩 和 五 通 石 英 岩 ,不 稳 固 ( 矿 区 地 表为 大片 农 田 和 村庄,不 允 许 陷 落 该 矿 现 有 的 采 矿 方 法 为 电 耙漏 斗分 段凿 岩 阶 段矿 房 嗣 后 充 填 采 矿 法 ,矿 块 分 矿 房 和 矿 柱 , 矿 柱 宽 ,矿 房 宽 ,顶柱 高 ,底 柱 高 ,矿 柱 用 尾 砂 胶 结 充 填 ,矿 房 用 尾 砂 充 填 现 行 采 矿 方 法 的 主 要 问 题 是 :( )矿 块 的 顶、底 柱 的 尺 寸相 对较 大,矿 块 的 损 失 率 高 ;( )底 ,矿 体 稳 固 性 中 等 ( );顶板围 岩 为 大理 岩 与 燧 石 岩 ,较 稳 固 ( );底 板围 岩 ) 矿 石 含 硫 高 易 自燃 矿 石 比重 ,自然 安息 角 部 出 矿 用 电 耙漏 斗结 构 ,采 场 的 生 产 能 力 较 低 ,仅 在 矿 块 生 产 能 力 和 矿 石 回 收 率 ,主 要 内 容 是 收 、矿 块 结 构 参 数 优 化 、矿 石 的 出 矿 与 运 搬工 艺 的 改 造 等 左右 本次研 究 的 主 要 目 的 是 提 高 中 段的 采 矿 法 方 案优 化 、矿 柱 充 分 回 和 采 矿 法 方 案优 化 设 计 原 则 、要 求 及 优 化 选 择 的 结 果 根 据 矿 山 地 质 和 开 采 条 件 与 生 产 情 况 以 及 本研 究 的 任 务 目 标, 对采 矿 法 方 案选 择 提 出 以 下 要 求 : ( ( )采 场 生 产 能 力 大 要 实 现 年 产 铜 料 以 上 )采 矿 工 效 高 降 低 劳 动的 密 集 程 度,提 高 采 矿 工 效 是 降 低 成 本、提 高 效 益 的 主 要 途 径 之 ,必须 切 实 提 高 矿 山 生 产 能 力 ,因 此采 场 的 生 产 能 力 要 大,确 保在 收 稿 日 期 : 作者 简 介 :吴 贤 振 男 讲 师 ,在 职 博 士 生 南 方 冶 金 学 院 学 报 年 月 一 ( )采 切 比小 降 低 采 切 比可 使 回 采 同 样 的 矿 量 节 约 生 产 费 用 ,缩 短生 产 周 期 ,增 加 效 益 , 应 确 保采 切 比小 于 ( ( )采 矿 损 失 率 低 铜 是 国 家 建 设 的 重 要 原 料 ,供 需 缺 口 大,因 此必须 尽 量 减 少 矿 石 损 失 率 )采 矿 贫 化 率 低 采 矿 贫 化 率 的 大小 直 接 影 响 采 矿 成 本和 选 矿 回 收 率 等 重 要 技 术 经 济 指 标,应 使 采 矿 贫 化 率 比现 有 的 采 矿 方 法 降 低 )采 矿 成 本低 采 矿 成 本是 衡 量 企 业 经 营 管 理 水 平 和 经 济 效 益 的 重 要 技 术 指 标之 一 ,采 矿 成 本越 低 ,矿 山 经 济 效 益 越 好 应 确 保采 矿 成 本低 于 )安全 程 度高 不 安全 就 无 法 正 常 生 产 ,所 选 采 矿 方 法 不 仅 要 保证 人 员 和 设 备的 安全 ,还 需 要 保证 地 表和 村庄的 安全 ( 元 ( ( ( ( )施 工 简 易 简 单 实 用 的 方 法 和 工 艺 有 利 于 推 广 ,有 利 于 提 高 生 产 效 率 和 加 强 管 理 )采 矿 工 艺 易 于 掌 握 )充 分 利 用 矿 山 现 有 设 备 根 据 以 上 采 矿 法 方 案选 择 的 原 则 及 要 求 ,运 用 模 糊 数 学 原 理 ,从电 耙漏 斗分 段凿 岩 阶 段矿 房 嗣 后 充 填 法 、铲 运 机 出 矿 堑 沟 分 段凿 岩 阶 段矿 房 嗣 后 充 填 法 、上 向 水 平 分 层 尾 砂 充 填 法 、分 段矿 房 法 、 电 耙漏 斗留 矿 法 共 五 种 方 案中 优 选 出 铲 运 机 出 矿 堑 沟 分 段凿 岩 阶 段矿 房 嗣 后 充 填 法 为 最优 方 案 铲 运 机 堑 沟 分 段凿 岩 阶 段矿 房 嗣 后 充 填 采 矿 法 垂直 走向 布 置 矿 块 ,适 用 于 矿 体 水 平 厚 )矿 块 结 构 与 参 数 矿 块 垂直 走向 布 置 ,每 个 矿 块 划 分 为 矿 房 和 矿 柱 ,二步 骤 回 采 ,先 采 矿 柱 ,后 采 矿 房 矿 柱 宽 ,矿 房 宽 ,矿 块 长 等 于 矿 体 的 水 平 厚 ( ),阶 段高 ,自 下 而上 分 、 、 、 四 个 分 段,高 度分 别为 分 段为 堑 沟 拉 底 凿 岩 分 段,堑 沟 拉 底 运 搬底 柱 高 , 分 段上 部 留 顶柱 矿 柱 和 矿 房 皆 分 段凿 岩 ,阶 段出 矿 ,嗣 后 一 次充 填 ,矿 柱 用 尾 砂 胶 结 充 填 ,矿 房 用 尾 砂 充 填 )采 准工 作 如 图 所 示 ,从上 盘 阶 段运 输 平 巷 分 别向 矿 房 、矿 柱 掘 进 运 搬横 巷 ( 矿 柱 和 矿 房 各 一 条 ,均 布 于 房 、柱 交 界 处),在 运 搬横 巷 内 每 隔 分 别向 矿 房 、矿 柱 掘 条 装矿 斜 巷 ( ,斜 交 于 运 搬横 巷 ,分 单 边布 置 和 双 边交 错布 置 ),再 由 装矿 斜 巷 ,倾 角 以 上 ( 、 、 、 ( , 或 分 别向 矿 房 、矿 柱 掘 堑 沟 拉 底 凿 岩 横 巷 ( 由 此构 成 堑 沟 拉 底 底 部 结 构 ,矿 柱 中 央 一 条 ,矿 房 中 央 两 条 ,中 心 距 ), 将 矿 房 专用 运 搬横 巷 末 端延 掘 到 矿 体 下 盘 ,掘 下 盘 铲 运 机 运 搬平 巷 ( ,矿 块 下 盘 中 央 处)、人 行 天 井 (矿 块 下 盘 , ),再 从 分 段人 行 天 井 上 掘 、 、 分 段人 行 天 井 、分 段凿 岩 横 巷 ( )、分 段凿 岩 联 络 平 巷 ( ),构 成 采 准工 程 )、阶 段溜 矿 井 ( 以 上 采 准巷 道 中 ,装矿 斜 巷 和 运 搬横 巷 喷 锚 支 护 ;溜 矿 井 、人 行 天 井 及 其 它 采 准巷 道 一 般 不 支 护 ,矿 岩 破 碎 处喷 锚 支 护 ,特 别破 碎 处钢 混 支 护 ( )切 割 工 作 切 割 工 作的 主 要 工 程 是 切 割 天 井 采 准工 作完 成 后 ,在 各 分 段凿 岩 横 巷 靠 近 上 盘 处上 掘 切 割 天 井 ( ) 切 割 天 井 不 支 护 第 卷 第 期 吴 贤 振 等 :铜 山 铜 矿 分 段凿 岩 阶 段矿 房 嗣 后 充 填 采 矿 法 工 艺 优 化 研 究 ( )回 采 工 作 回 采 工 作包 括 落 矿 、采 场 通 风 、出 矿 等 落 矿 全 部 采 准、 切 割 工 作 完 成 后 ,开 始 切 槽 的 凿 岩 工 作 在 切 割 天 井 的 宽 度 范 围 ( ) 内 , 用 型 钻 机 凿 排 上 向 扇 形 中 深 孔 , 扇 面 平 行 矿 体 走向 (垂直 分 段 凿 岩 横 巷 或 堑 沟 拉 底 横 巷 ), 每 排 个 孔 ,排 距 排 炮 凿 岩 也 用 ,排 面 角 排 炮 的 布 置 有 二种 : 分 段(堑 沟 拉 底 分 段)和 、 、 分 段的 切 割 天 井 两 侧 的 炮 孔 ,以 堑 沟 型 钻机 ,孔 径 ,排 距 ,孔 底 距 拉 底 横 巷 或 分 段凿 岩 横 巷 为 作业 场 所 , 向 上 逐 排 钻凿 扇 形 中 深 孔 , 扇 面 平 行 矿 体 走向 ; 、 、 分 段的 靠 近 下 盘 部 分 ,以 分 段联 络 凿 岩 平 巷 为 作业 场 所 ,向 上 逐 排 钻凿 扇 形 中 深 孔 ,扇 面 垂直 矿 体 走向 在 同 一 循 环 的 上 下 分 段的 回 采 部 分 异 步 正 阶 梯 崩矿 ,阶 梯 面 超 前 排 岩 石 柱 状炸 药 手 工 装药 或 粉 状炸 药 装药 器 装药 ,装药 系 数 差 雷 管 由 火 雷 管 引 爆 ,导 爆索 导 爆管 微 差 非 电 复 式 起 爆,导 爆管 微 落 矿 顺 序 :从 分 段开 始 ,先 崩切 割 立 槽 和 靠 近 上 盘 的 三 角 矿 带,铲 运 机 出 矿 形 成 补 偿 空 间 后 ,再 往 北崩落 分 段的 余 下 部 分 矿 体 和 分 段的 切 割 立 槽 和 靠 近 上 盘 的 三 角 矿 带,依 此类 推 ,直 到 崩完 分 段的 全 部 矿 体 采 场 通 风 每 次崩矿 后 ,借 助 矿 井 通 风 系 统 的 总负 压 进 行 采 场 通 风 新 风 由 阶 段运 输 平 巷 流 入 ,经 运 搬横 巷 、装矿 斜 巷 、拉 底 凿 岩 横 巷 进 入 采 场 工 作面 ,清 洗 工 作面 后 的 污 风 经 分 段凿 岩 横 巷 、分 段 联 络 平 巷 、充 填 井 排 至 上 中 段穿脉 和 阶 段运 输 平 巷 铲 运 机 出 矿 时 ,一 部 分 通 风 风 路 同 采 场 的 通 风 风 路 ,另 一 部 分 风 路 由 阶 段运 输 平 巷 流 入 ,经 人 行 天 井 、充 填 井 排 至 上 中 段穿脉 和 阶 段运 输 平 巷 出 矿 南 方 冶 金 学 院 学 报 年 月 各 分 段每 次爆破 崩落 的 矿 石 全 部 集 结 到 堑 沟 拉 底 横 巷 形 成 的 底 部 形 堑 沟 内 出 矿 ,出 矿 设 备为 型 铲 运 机 (或 者 、 ) 铲 运 机 由 运 搬横 巷 进 入 装矿 斜 巷 装矿 ,原 路 退 回 到 运 搬横 巷 ,再 经 矿 体 下 盘 的 铲 运 机 运 搬联 络 平 巷 ,卸 入 到 阶 段溜 矿 井 内 ,矿 石 经 下 一 中 段放 矿 装车 二次破 碎 在 拉 底 凿 岩 横 巷 或 装矿 斜 巷 内 进 行 ,敷 土 或 裸 露 药 包爆破 破 碎 嗣 后 充 填 矿 房 或 矿 柱 各 分 段出 矿 完 毕后 ,进 行 阶 段一 次胶 结 或 尾 砂 充 填 充 填 前 需 将 全 部 装矿 斜 巷 及 其 它 各 分 段与 空 区 相 通 的 巷 道 用 滤 水 密 闭墙 密 闭并 安装滤 水 管 密 闭工 作完 成 后 ,充 填 料 浆 自充 填 站 经 充 填 管 路 自流 到 上 中 段的 阶 段运 输 平 巷 ,再 经 阶 段矿 柱 的 回 采 ,矿 房 下 部 的 形 堑 沟 应 使 用 灰 砂 比 比底 部 桃 形 条 柱 高 ) 矿 柱 和 矿 房 的 充 填 应 尽 可 能 接 顶 分 段的 充 填 井 注入 采 空 区 为 利 于 的 胶 结 料 充 填 ,充 填 高 度 ( 试 验 采 场 的 主 要 技 术 经 济 指 标 采 准比: 接 成 本: 矿 石 损 失 率 : 工 班工 效 : 包括 顶、底 柱 损 失 采 场 生 产 能 力 : 矿 石 贫 化 率 : 生 产 直 元 方 案优 缺 点 优 点 : 基 于 三 维 有 限 差 分 法 原 理 ,运 用 与 现 行 采 矿 法 的 顶柱 、底 柱 相 比,大大降 低 了 矿 石 损 失 率 的 排 炮 布 置 方 式 ,大大降 低 了 矿 石 贫 、损 率 阶 段回 采 嗣 后 一 次充 填 ,矿 块 生 产 能 力 较 大 软 件 计 算 分 析 ,矿 块 的 顶柱 , 、底 柱 、 、 分 段采 用 二种 扇 面 采 用 铲 运 机 (或 者 、 )出 矿 ,生 产 效 率 较 高 缺 点 :采 准系 数 较 大 参 考 文 献 : 解 世 俊 金 属 矿 床地 下 开 采 北京 :冶 金 工 业 出 版社 , 王 发 芝 对老 鸦 岭 深 部 矿 体 采 矿 方 法 的 探 讨 南 方 冶 金 学 院 学 报, , ( ):
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