階段深孔崩礦嗣后充填采礦法

1、階段深孔崩礦嗣后充填采礦法方案說(shuō)明書長(zhǎng)沙礦山研究院草樓礦業(yè)有限責(zé)任公司2006 年7月目 錄1 前期深孔階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法方案12 礦塊布置13 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)14 采準(zhǔn)切割24.1 采切工程量計(jì)算24.2 采準(zhǔn)工程施工25 回采工藝35.1 鑿巖35.1.1 孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)55.1.2 VCR法掏槽孔參數(shù)55.2 裝藥65.3 爆破95.3.1 VCR法小區(qū)掏槽爆破95.3.2 回采爆破95.4 出礦105.5 采場(chǎng)通風(fēng)125.6 采場(chǎng)充填126 采礦主要設(shè)備127 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和材料消耗137.1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)137.2 回采主要材料消耗13131 前期深孔階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法方

2、案 前期階段深孔空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法是對(duì)前期采礦超前拉底采礦后的礦房上部礦體的回采設(shè)計(jì)的。見階段深孔空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法方案圖。超前拉底采礦方案在草樓鐵礦前期60萬(wàn)噸采礦方案報(bào)告中已有論述，本說(shuō)明為階段深孔采礦說(shuō)明。2 礦塊布置礦塊垂直走向布置。具體在11線和19線之間視-170m工程進(jìn)度確定位置。礦塊劃分為礦房和礦柱。首采區(qū)礦塊總體布置見-230m中段首采區(qū)礦塊布置圖。先采礦房，嗣后全尾砂膠結(jié)充填，充填體養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后可采礦柱。3 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)：礦塊長(zhǎng)為礦體厚度，寬30m，階段高60m ，底部結(jié)構(gòu)高15m。礦塊劃分為礦房和礦柱，其結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為：礦房長(zhǎng)礦體厚度，寬15m，階段高6

3、0m；礦柱長(zhǎng)礦體厚度，寬15m，階段高60m。4 采準(zhǔn)切割采準(zhǔn)工程有采場(chǎng)鑿巖硐室聯(lián)絡(luò)道、采場(chǎng)鑿巖硐室、出礦平巷、出礦進(jìn)路（拉底采礦時(shí)已施工完畢）和回風(fēng)平巷。切割工程：塹溝拉底在前期采礦已完成。利用深孔，采用VCR法切槽，拉底上部礦房回采沒(méi)有切割工程。4.1 采切工程量計(jì)算采切工程量計(jì)算見表4-1。表4-1 采切工程量計(jì)算表分類工程名稱數(shù)目長(zhǎng)度（ m）斷面工程量（m3）礦塊工業(yè)礦量（t）礦塊采出礦量（t）副產(chǎn)礦石量（t）巖石中礦石中合計(jì)規(guī)格（m）寬高巖石中礦石中合計(jì)單長(zhǎng)總長(zhǎng)單長(zhǎng)總長(zhǎng)采準(zhǔn)工程鑿巖硐室11010808090163.25123536404812022.4裝礦平巷140408080120

4、4.03.8608121618244134.4裝礦進(jìn)路10111101104.03.8167216725684.8小計(jì)5027032011206424754421841.6切割工程采切比37.54m3/kt244800221054.421841.64.2 采準(zhǔn)工程施工1）在斜坡道未形成時(shí)在斜坡道未形成之前，通過(guò)采區(qū)人行、材料天井，溜井使其與上、下中段聯(lián)通，人員、設(shè)備、材料從天井上、下；掘進(jìn)廢石（礦石）通過(guò)溜井下放到-230m中段。在-170m中段巷道向采場(chǎng)鑿巖硐室掘聯(lián)絡(luò)道，采場(chǎng)頂部掘鑿巖硐室。鑿巖硐室長(zhǎng)為礦體厚度，高3.2m，寬為16m，比礦房寬1m，即礦房?jī)蛇吀鞒龅V房邊界0.5m，方便礦房

5、兩邊邊孔的鑿巖施工。為了減少硐室的垮度和暴露面積，在硐室中央設(shè)計(jì)預(yù)留一條寬2.5m的條狀礦柱，將鑿巖硐室的垮度由16m轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)6.75m，暴露面積由1280m2轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)540m2。為了作業(yè)安全，鑿巖硐室頂板應(yīng)進(jìn)行錨噴支護(hù)。底部結(jié)構(gòu)在前期拉底采礦時(shí)已施工完畢。2）采區(qū)斜坡道形成后采區(qū)斜坡道形成后，人員、設(shè)備、材料通過(guò)采區(qū)斜坡道進(jìn)出。其它采準(zhǔn)工程施工同前。5 回采工藝回采分三步驟進(jìn)行，第一步回采拉底層，第二步回采礦房，第三步回采礦柱。5.1 鑿巖采場(chǎng)鑿巖采用T-150或simba261在鑿巖硐室內(nèi)鉆鑿下向深孔，孔深約45m，鉆孔直徑165mm。原則上盡量多打垂直炮孔，炮孔具體布置由施工設(shè)計(jì)來(lái)確

6、定。具體的選用何種型號(hào)的鉆機(jī)，由草樓礦業(yè)有限責(zé)任公司決定。在鑿巖過(guò)程中，每個(gè)鉆孔孔口安裝長(zhǎng)0.8m的孔口管，孔口管為薄壁鋼管，直徑與炮孔略小。Simba261潛孔鉆機(jī)基本參數(shù)表5-1。表5-1 Simba261潛孔鉆機(jī)基本參數(shù)表設(shè)備型號(hào)序號(hào)Simba261潛孔鉆機(jī)備注1制造商瑞典Atlas-Copco2底盤DC10D3推進(jìn)器BMH2654動(dòng)力箱BHV465控制臺(tái)電液遙控裝置6電纜卷筒容量為100m7沖擊器Cop62 Cop428回轉(zhuǎn)頭BHR309旋轉(zhuǎn)裝置DHR6210行走部分F4L912W 57HP/2300rrm11工作裝置380V 50Hz 45Kw12車速（ km/h）前進(jìn)、后退相同 0

7、1213爬坡能力25%14最小轉(zhuǎn)彎半徑內(nèi)側(cè)（m）3.5外側(cè)（m）4.8815外形尺寸：長(zhǎng)寬高66451650200016機(jī)重(t)9.9017主要工作性能風(fēng)壓618bar；孔徑115165mm；孔深：下向220m，上向180m，3600環(huán)形孔；耗風(fēng)量：Cop62，6bar時(shí)6.0m3/min，12bar時(shí)13.8m3/min，18bar時(shí)21.0m3/min。5.1.1 孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)我國(guó)大直徑深孔采礦的經(jīng)驗(yàn)，其孔（排）間距可按下式計(jì)算： （5-1）式中：B孔（排）間距（m）； Rj最佳比例半徑（m.kg-1/3）； Q分層裝藥量，kg。其計(jì)算參數(shù)選取參照安慶銅礦的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。最佳比例半徑Rj

8、取0.71；分層裝藥量Q取30 kg。計(jì)算結(jié)果：B=2.73.1(m)礦房寬度為15m，考慮布孔施工的方便，設(shè)計(jì)確定排距為3.0m，礦房共布置6排炮孔；孔距2.8m，按礦房長(zhǎng)80m考慮，則每排60個(gè)炮孔。5.1.2 VCR法掏槽孔參數(shù) 采用小區(qū)掏槽，掏槽區(qū)一般布置在采場(chǎng)中部。掏槽孔網(wǎng)參數(shù)與采場(chǎng)孔網(wǎng)參數(shù)相同，為排距3.0m，孔距2.8m。采用12孔掏槽，掏槽面積50.4m2。5.2 裝藥裝藥結(jié)構(gòu)是調(diào)節(jié)炸藥能量分布與控制爆破效果的重要因素之一。采用空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)時(shí)，由于空氣層的的氣墊作用使得爆破的初始峰值壓力降低，藥包近區(qū)礦巖的粉碎作用因而減小，但由于爆破作用時(shí)間的延長(zhǎng)，反而使爆破沖擊量比密集裝

9、藥結(jié)構(gòu)的爆破沖擊量更大。安慶銅礦礦房爆破實(shí)踐證實(shí)，當(dāng)空氣間隔長(zhǎng)度取值1.2m時(shí)，采場(chǎng)爆破大塊率與粉礦率均較低。草樓鐵礦采用與安慶銅礦相同的普通乳化油炸藥，鉆孔直徑165mm 的炮孔，采用人工間隔裝藥。其裝藥結(jié)構(gòu)分兩種情況：1） VCR法掏槽孔裝藥結(jié)構(gòu)VCR法小區(qū)掏槽采用普通乳化油球狀藥包爆破，其分層裝藥量一般為3035kg，藥包長(zhǎng)徑比（78）：1。藥包中心埋置深度為1.62.0m。藥包下部采用巖粉堵塞，堵塞長(zhǎng)度0.50.8m。藥包上部采用細(xì)粒巖粉、河砂與水封聯(lián)合堵塞技術(shù)，堵塞長(zhǎng)度0.50.8m，水封長(zhǎng)度1.22.0m（即吊裝0.5m長(zhǎng)的水封袋34個(gè)）。VCR法小區(qū)掏槽爆破采用水封堵塞爆破技術(shù)，

10、可從根本上解決掏槽爆破后炮孔堵塞與孔口反沖的技術(shù)難題，保證掏槽爆破質(zhì)量，提高采場(chǎng)掏槽效率。VCR法小區(qū)掏槽爆破一般采用單分層爆破，其裝藥結(jié)構(gòu)見圖5-1。2）采場(chǎng)炮孔裝藥結(jié)構(gòu)采場(chǎng)院采用側(cè)向崩礦，炮孔采用多層球狀藥包空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，分層裝藥量一般為3040kg。最下層藥包進(jìn)置深度1.62.0m，其下部堵塞料為巖粉，堵塞長(zhǎng)度0.50.8m，層間空氣間隔長(zhǎng)度1.2m 。最上層藥包上堵塞料為巖粉或河砂，堵塞長(zhǎng)度1.21.4m。其裝藥結(jié)構(gòu)見圖5-2。5.3 爆破5.3.1 VCR法小區(qū)掏槽爆破VCR法小區(qū)掏槽爆破掏槽面積50.4m2，掏槽孔個(gè)數(shù)12個(gè)，采用單分層爆破，分層平均崩礦高度3.0m。各次掏槽爆

11、破的裝藥總量為300400kg，其一次崩礦量600800t。采用雙發(fā)長(zhǎng)腳線非電毫秒雷管孔內(nèi)延時(shí)起爆方式。掏槽孔間微差間隔時(shí)間為25100ms。VCR法小區(qū)掏槽爆破炮孔少、掏槽斷面小，爆破夾制性較大，因而要確保區(qū)內(nèi)炮孔的質(zhì)量。5.3.2 回采爆破回采采用小梯段側(cè)向崩礦工藝。VCR法小區(qū)掏槽1620m高后，即可開始小梯段側(cè)向崩礦。側(cè)向崩礦以掏槽區(qū)為中心向采場(chǎng)四周推進(jìn)，相鄰分區(qū)在高度上錯(cuò)落布置。一次爆破5排孔，崩礦步距15m，崩礦高度1618m,一次崩礦量1.52.0萬(wàn)噸，最大單響藥量控制在500kg以內(nèi)，一次炸藥單耗控制在0.4kg/t以內(nèi)。采用孔內(nèi)雙根導(dǎo)爆索、孔口非電毫秒雷管延時(shí)起爆方式。小梯段

12、側(cè)向崩礦可考慮應(yīng)用大孔距小抵抗線爆破技術(shù)，盡量減少其動(dòng)態(tài)抵抗線，從而改善爆破效果。段間延時(shí)2550ms，邊孔一般采用同段起爆。采場(chǎng)破頂爆破：破頂層的合理厚度根據(jù)類似礦山經(jīng)驗(yàn)選取，一般為814m。采場(chǎng)破頂爆破有兩種方式，其一為全斷面破頂爆破；其二為局部破頂爆破。兩種方式在技術(shù)上均可行，都有成功的先例。本設(shè)計(jì)推薦全斷面破頂爆破方式。采場(chǎng)全斷面破頂爆破按孔內(nèi)不同起爆方式來(lái)分，可劃分為掏槽區(qū)和側(cè)崩區(qū)兩個(gè)區(qū)域。掏槽區(qū)采用長(zhǎng)腳線非電毫秒雷管實(shí)行分層起爆，側(cè)崩區(qū)采用孔內(nèi)雙導(dǎo)爆索孔口非電毫秒雷管延時(shí)起爆。 5.4 出礦爆下的礦石采用Toro400E 型鏟運(yùn)機(jī)集中在采場(chǎng)底部出礦，礦石運(yùn)輸有兩種方式選擇，其一，通

13、過(guò)采區(qū)溜井下放到-290m中段；其二，采用鏟運(yùn)機(jī)裝梭式礦車或鏟運(yùn)機(jī)裝EQ3092F19D型自卸汽車（或采用實(shí)際載重5t 的農(nóng)用車）運(yùn)輸。在鏟運(yùn)機(jī)未到貨前，可采用ZL-30C裝載機(jī)臨時(shí)替代。大規(guī)模出礦時(shí)必須采用鏟運(yùn)機(jī)。Toro400E 型鏟運(yùn)機(jī)參數(shù)見表5-2。表5-2 TORO 400E鏟運(yùn)機(jī)技術(shù)特征表動(dòng)力源電力斗容（ m3）3.84.6載重量（kg）9600外形尺寸（m）長(zhǎng)/寬/高983326552370缷載高度（mm）1700鏟斗舉升高度（mm）5170行駛速度（km/h）03.56.812離地間隙（mm）370最小轉(zhuǎn)彎半徑（mm）內(nèi)側(cè)3580外側(cè)6695功率（kw）110機(jī)重（t）24.1

14、5.5 采場(chǎng)通風(fēng)新鮮風(fēng)流由中段石門到下盤主運(yùn)輸巷，對(duì)前期拉底采礦，-170m回風(fēng)中段沒(méi)有形成時(shí)，新鮮風(fēng)流經(jīng)裝礦平巷沖洗工作面，污風(fēng)從上盤運(yùn)輸巷回風(fēng)，由北風(fēng)井抽出。對(duì)于礦房和礦柱的回采，-170m回風(fēng)中段必須形成，此時(shí)，新鮮風(fēng)流經(jīng)裝礦平巷沖洗工作面，或經(jīng)過(guò)中段斜坡道進(jìn)入工作面，污風(fēng)由采場(chǎng)空區(qū)經(jīng)上中段回風(fēng)道回到回到風(fēng)井排出地表。5.6 采場(chǎng)充填采場(chǎng)礦石出完后，集中充填，充填采用全尾礦膏體膠結(jié)充填，利用重力，充填料管道自流輸送到采場(chǎng)，多點(diǎn)下料，分次充填，以利充填接頂，采場(chǎng)不需脫水。充填料配比、制備及輸送工藝詳見草樓鐵礦全尾砂膠結(jié)充填試驗(yàn)研究報(bào)告。6 采礦主要設(shè)備鑿巖設(shè)備：T-150或simba261配VY40/6-18型空氣增壓機(jī)；裝藥設(shè)備：BQF-100；出礦設(shè)備：Toro400E 型鏟運(yùn)機(jī)；運(yùn)輸設(shè)備：梭式礦車或載重5t的農(nóng)用車。7 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和材料消耗7.1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 采切比：37.54m3/kt采場(chǎng)生產(chǎn)能力：1000t/d貧化率：10%損失率：10%7.2