11非煤礦開采講稿(11)

本次課講授的主要內(nèi)容 2學(xué)時 一 崩落采礦法的概念 特點及其分類二 單層崩落采礦法 通過與煤礦開采學(xué)比較學(xué)習(xí) 基本特征 結(jié)構(gòu)與參數(shù) 采準(zhǔn)工作 切割工作 回采工作 評價三 有底柱分段崩落法基本特征 結(jié)構(gòu)與參數(shù) 采準(zhǔn)工作 切割工作 介紹切割立槽的布置形式 回采工作 落礦 擠壓爆破 出礦 評價 第六章崩落采礦第一節(jié)概述一 崩落采礦法的概念崩落采礦法 以崩落圍巖來實現(xiàn)地壓管理的采礦方法 即在崩落礦石的同時強(qiáng)制或自然崩落圍巖 充填空區(qū) 用以控制和管理地壓 二 崩落采礦法特點 1 崩落法不再把礦塊劃分為礦房和礦柱 而是以整個礦塊作為一個回采單元 按一定的回采順序 連續(xù)進(jìn)行單步驟回采 礦塊生產(chǎn)能力大 效率高 2 在回采過程中 圍巖要自然或強(qiáng)制崩落 礦石是在覆蓋巖石的直接接觸下放礦 故礦石損失 貧化大 礦石損失率和貧化率分別比其他采礦方法大5 l0 對放礦進(jìn)行科學(xué)管理 3 崩落法的開采是在一個階段內(nèi)從上而下進(jìn)行的 與空場采礦法不同 允許覆巖破壞和地表塌陷是使用該法的基本條件 三 崩落采礦法分類 本章主要介紹崩落采礦法中目前較常用的典型方法 1 單層 長壁式 崩落采礦法 2 有底柱分段崩落采礦法 3 無底柱分段崩落采礦法 4 階段崩落采礦法 第二節(jié)單層崩落采礦法單層長壁式崩落法用于開采頂板不穩(wěn)固的緩傾斜層狀薄礦體 典型方案如圖所示 基本特征是 將階段劃分為礦塊 沿階段傾斜全長布置工作面 沿走向推進(jìn) 一次采全厚 隨工作面推進(jìn) 有計劃地回柱放頂 崩落頂板充填采空區(qū) 單層長壁式崩落法除了沿傾斜布置工作面以外 也可以沿走向布置工作面 沿傾斜推進(jìn) 一 礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)工作面長度一般為30 60m 礦塊走向長度為70 150m 少數(shù)達(dá)200 300m 二 采準(zhǔn)工作從階段運輸巷1每隔5 6m掘進(jìn)一個礦石溜井4通達(dá)礦體 并從階段回風(fēng)巷2每隔一定距離掘進(jìn)一條安全通道6與采場相通 三 切割工作切割工作包括掘進(jìn)切割上山3和切割平巷5 切割平巷作為崩礦的自由面 并兼作通風(fēng) 行人通道 安放電耙絞車或刮板輸運機(jī) 切割平巷位于采場下部 與礦石溜井相通 四 回采工作回采工作主要有落礦 礦石運搬和采場頂板管理 采用淺孔落礦 電耙運搬礦石 木柱或木棚支護(hù)頂板 有排柱放頂 五 評價與適用條件優(yōu)點 1 礦塊結(jié)構(gòu)比較簡單 2 礦石損失與貧化較小 3 通風(fēng)條件好 4 礦塊生產(chǎn)能力大效率高 5 作業(yè)安全 缺點 1 頂板管理復(fù)雜 2 支護(hù)工作勞動強(qiáng)度大 適用條件 適用于直接頂不穩(wěn)固 傾角小于30度 厚度小于3m的層狀礦體 前提是地表允許塌陷 第三節(jié)有底柱分段崩落法基本特征 將礦塊沿傾斜方向劃分成分段 每個分段下部都設(shè)出礦底部結(jié)構(gòu) 有底柱 采下的礦石自崩落廢石層下從分段底部結(jié)構(gòu)放出 廢石隨礦石放出而充填采空區(qū) 垂直深孔落礦有底柱分段崩落法如圖所示 垂直深孔落礦有底柱分段崩落法除了具有有底柱分段崩落法的基本特征以外 采用了垂直深孔小補(bǔ)償空間或向崩落礦巖側(cè)向擠壓爆破落礦 行人路線 1 階段沿脈運輸巷1 穿脈運輸巷2 行人通風(fēng)天井4 分段聯(lián)絡(luò)道5 電耙道6耙礦 2 階段沿脈運輸巷l穿脈運輸巷2 行人通風(fēng)天井4 分段聯(lián)絡(luò)道5 電耙道6 8 7 切割天井10 鑿巖巷道11鑿巖 通風(fēng)系統(tǒng) 新鮮風(fēng)流自階段沿脈運輸巷1 穿脈運輸巷2 行人通風(fēng)天井4 分段聯(lián)絡(luò)道5 電耙道6 污風(fēng)經(jīng)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)道12 礦塊高溜井3和上階段脈外運輸巷 圖中未繪出 回風(fēng) 一 礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù) 1 階段高度 50 60m 2 分段高度 10 25m 根據(jù)鑿巖設(shè)備能力確定 3 分段底柱高度 6 8m 漏斗式底部結(jié)構(gòu) 或10 11m 塹溝式底部結(jié)構(gòu) 4 礦塊長度 25 30m 等于穿脈間距 沿走向布置 5 礦塊平面尺寸 當(dāng)?shù)V體厚度小于15m時 沿走向布置電耙道 礦塊走向長度按耙運距離確定 為30 50m 礦體厚度大于15m時 垂直走向布置電耙道 通常以電耙道為單元劃分礦塊 長25 30m 寬10 15m 二采準(zhǔn)工作 1 本方法采準(zhǔn)巷道布置的特點它是下盤脈外采準(zhǔn)布置 即礦石運輸 人行 通風(fēng) 材料等采準(zhǔn)工程都布置在下盤脈外 階段運輸為穿脈裝車的環(huán)形運輸系統(tǒng) 如果這些巷道開在脈內(nèi)時 主要運輸巷道將隨著礦塊回采而被破壞 這樣難以保證風(fēng)流暢通 2 溜井布置 上兩個分段采用了傾斜分枝溜井 下兩個分段采用了獨立垂直放礦溜井 3 電耙巷道 本方法的電耙道也布置下盤脈外 使用單側(cè)塹溝式漏斗 4 人行通風(fēng)天井 它不是每一個礦塊都設(shè)一個 而是每2 3個礦塊設(shè)置一個通風(fēng)人行井 用聯(lián)絡(luò)道與各分段電耙道貫通 以作為人行 進(jìn)風(fēng)道材料的天井 并在天井中敷設(shè)管線等 一般是每一個采區(qū)布置一套 5 傾斜分枝溜井 傾斜分枝溜井都和上階段脈外運輸巷道相通 并且以聯(lián)絡(luò)道與各分段電耙巷道相通 作為各分段電耙道的回風(fēng)天井 圖中未聯(lián)結(jié)起來 實際上是可連通的 也可以不連通 三 切割工作主要包括 掘進(jìn)塹溝巷道 切割橫巷 切割天井以及形成塹溝 開鑿切割立槽等工作 1 形成塹溝掘進(jìn)塹溝巷道 巷道內(nèi)鉆鑿垂直上向扇形中深孔 與落礦同次分段爆破形成塹溝 2 開掘切割立槽開鑿切割立槽的目的是為了給落礦創(chuàng)造自由面的 并提供補(bǔ)償空間 切割立槽的布置形式可有三種 即 人 字型立槽 丁 字型槽 井 字型立槽 1 人 字型立槽布置 這種立槽型式適用于中厚以上的傾斜礦體 形成立槽的方法 在擬定的切槽處 從塹溝巷道 按預(yù)定的切槽輪廓 掘進(jìn)兩條反向的傾斜天井 兩井組成一個倒 人 字形 一條作鑿巖天井 另一條則作為切割槽爆破的自由面和補(bǔ)償空間 在鑿巖天井 用鑿巖機(jī)鉆鑿平行于自由面天井的平行炮孔 爆破這些炮孔后則形成切割立槽 天井規(guī)格為3 2m2 注意問題 施工時 應(yīng)注意順著礦體下盤掘進(jìn)的鑿巖天井 不要與上分段崩透 人 字型拉槽法優(yōu)缺點優(yōu)點 工程量小 炮孔利用率高 廢石切割量小 缺點 鑿巖的準(zhǔn)備工作量大 要架設(shè)鑿巖板臺 輔助工作量多 鑿巖機(jī)頻繁移動 工效低 此法用的不多 2 丁 字型拉槽方法 拉槽法 丁 字型立槽是在塹溝巷道或鑿巖巷道的上方 垂直塹溝巷道或鑿巖巷道掘進(jìn)切割巷道 再從切割巷道上掘進(jìn)垂直切割井 由切割巷道和切割井組成倒 丁 字形狀 在切割巷道上鉆鑿平行于切割井的垂直向上扇形中深孔 以切割井為自由面和補(bǔ)償空間 爆破這些炮孔 便形成了切割立槽 主要優(yōu)缺點優(yōu)點 鑿巖 施工 掘進(jìn)等都方便 設(shè)備的運搬拆裝 操作都方便 可減少輔助作業(yè)的勞動量少及材料消耗 因而此法使用普遍 缺點 廢石切割量大 3 井 字型拉槽方法 這種拉槽法實際上是由 丁 字型槽的組合 它是由切割平巷和切割天井 在預(yù)定的切割槽部位組成一個 井 字型 適用條件 適用于切割面積大 或切割體積較多的情況 3 形成切割立槽與落礦之間的時間關(guān)系可有兩種情況 先形成切割立槽 后進(jìn)行落礦 優(yōu)點是可以直接觀察到立槽形成的質(zhì)量好壞 可以及時加以彌補(bǔ)缺陷 但這種方式對礦巖穩(wěn)固性要求的高 不能很好地發(fā)揮擠壓爆破條件 故實踐中使用的不多 形成切割槽與落礦同次分段爆破 優(yōu)缺點是與第 種正好相反 實際上使用的較多 當(dāng)?shù)貕捍?礦石不穩(wěn)固時 采用這種形成比較好 注意問題 切割槽應(yīng)布置在礦體厚大地方 或穩(wěn)固性較好的部位 應(yīng)盡量注意探采結(jié)合的需要 切割井與已崩落區(qū)的邊界之間 應(yīng)有一定的安全距離 應(yīng)使補(bǔ)償空間在落礦范圍內(nèi)分布均勻 四回采工作回采工作主要包括落礦和出礦工作 1 落礦工作 1 落礦一般采用中深孔或深孔 多用中深孔落礦 經(jīng)常使用YG 80鑿巖機(jī) 如果用深孔則用YQ 100型潛孔鉆機(jī) 2 這種采礦方法廣用擠壓爆破 1 擠壓爆破的實質(zhì) 擠壓爆破是礦石在崩落過程中 不能充分松散 需要借助爆破作用 擠壓相鄰松散體 從而獲得補(bǔ)償空間的一種爆破方法 2 擠壓爆破的分類按獲得的補(bǔ)償空間的方法不同 可分為以下兩種 即側(cè)向擠壓爆破和小補(bǔ)償空間擠壓爆破 側(cè)向擠壓爆破 它是借助于爆破時的沖擊力來擠實松散層而獲得補(bǔ)償空間的 其松散系數(shù)一般小于1 2 Kp 1 2 小補(bǔ)償空間擠壓爆破 它是在要爆破的礦體內(nèi)事先開鑿一定數(shù)量的巷道或硐室作為擠壓 爆破的補(bǔ)償空間 崩落礦石的松散系數(shù)一般不大于1 2 1 3 即Kp 1 2 1 3 擠壓爆破與自由空間爆破相比 由于補(bǔ)償空間小 因而減少了采準(zhǔn)工作量 改善了爆破效果 3 擠壓爆破的主要參數(shù)及工藝 側(cè)向擠壓爆破時參數(shù)及工藝 a 松動放礦松動放礦目的 松動放礦是實現(xiàn)側(cè)向擠壓爆破的重要前提之一 松動放礦的目的是通過松動放礦 使受擠壓而實的礦石達(dá)到正常松動狀態(tài) 以便為下次擠壓爆破創(chuàng)造條件 松動放礦的數(shù)量 松動放礦量既不能過大 也不能過小 過小時會產(chǎn)生 過擠壓 現(xiàn)象 過大時又不能充分發(fā)揮擠壓爆破作用 根據(jù)我國礦山生產(chǎn)經(jīng)驗得知 松動放礦量一般控制在15 20 的落礦量比較適宜 b 第一排炮孔當(dāng)多排孔進(jìn)行微差擠壓爆破時 頭一排孔的爆破是極為重要的 它除了要把本層的礦石崩下來之外 還要為以后各排炮孔的爆破擠出補(bǔ)償空間來 也就是說補(bǔ)償空間主要是由頭一排孔爆破時所產(chǎn)生造成的 因此說第一排孔是影響擠壓爆破效果的重要因素 第一排需要有較大的爆破能量 用以彌補(bǔ)松散礦巖所吸收的能量 并向松散礦巖擠壓出所必須的補(bǔ)償空間 為了加強(qiáng)第一排孔 經(jīng)常采用 加強(qiáng)排 即在第一排孔之后的0 4 0 6米處 增加一排參數(shù)相同的孔 并且與第一排孔同時起爆 參考 有的礦山將第一排孔的最小抵抗線W值 由原來的1 8米 加大到2 0米 有的增加到2 5米 c 一次崩落層厚度 即崩礦步距 增大一次崩礦層厚度 也即增大一次爆破量 可以減少爆破次數(shù)和相應(yīng)的輔助工作量 充分利用爆破時的擠壓作用 提高爆破質(zhì)量 但是 增加一次崩礦層厚度又是有限的 若一次崩礦層厚度過大 則會產(chǎn)生 過擠壓 嚴(yán)重時可能產(chǎn)生拒爆的惡果 如果一次崩礦層厚度過小 又會增加爆破次數(shù) 一次崩礦層厚度與礦體厚度 采礦方法結(jié)構(gòu) 組織管理等多種因素有關(guān) 根據(jù)經(jīng)驗 一次崩礦層厚度為10 20米 2 小補(bǔ)償空間擠壓爆破小補(bǔ)償空間擠壓爆破又叫限制空間擠壓爆破 小補(bǔ)償空間擠壓爆破是與自由空間擠壓爆破相對而言的 小補(bǔ)償空間擠壓 爆破方法是人為的提供10 20 的補(bǔ)償空間 而自由空間爆破是人為的提供30 的補(bǔ)償空間 它使崩落的礦石不能充分的松散 處于擠壓狀態(tài) 這種擠壓爆破是事先開鑿一個或幾個切割立槽 通常與落礦同次分段爆破形成 小補(bǔ)償空間擠壓爆破比自由空間擠壓爆破的采切工程量少 且落礦質(zhì)量可以得到改善 與側(cè)向擠壓爆破相比 對小補(bǔ)償空間擠壓爆破進(jìn)行評價 優(yōu)點 1 靈活性大 適應(yīng)性強(qiáng) 2 補(bǔ)償空間分布均勻 爆破質(zhì)量好 缺點 是需要開掘?qū)ｉT的補(bǔ)償空間 采準(zhǔn)工作量大 礦塊結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 適應(yīng)條件 一般用于礦體形態(tài)復(fù)雜 相鄰無崩落礦巖和礦巖穩(wěn)固性差的條件 2出礦工作通常用電耙出礦 現(xiàn)在有的礦山有使用大功率電耙而縮短耙運距離的趨勢 用50 100KW電耙 五 評價及適用條件主要優(yōu)點 1 采用中深孔或深孔落礦 礦塊生產(chǎn)能力大 效率高 2 電耙道和鑿巖巷道采用貫穿風(fēng)流通風(fēng) 通風(fēng)條件好 3 具有多種回采方案 比較靈活 適應(yīng)范圍廣 4 垂直深孔落礦方案采用擠壓爆破 礦石破碎質(zhì)量好 主要缺點 1 分段設(shè)底部結(jié)構(gòu) 礦塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜 采準(zhǔn)工作量大 2 礦石自崩落的覆蓋廢石層下放出 礦石損失與貧化大 通常 此法的礦石損失率達(dá)15 20 礦石貧化率達(dá)20