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矿山分段采矿技术

发布日期:2018-04-26   来源:矿道网   投稿者:田先生   浏览次数:1634

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   一、方法特点

分段矿房法是在划分阶段的基础上,再将阶段划分为分段,每个分段形成独立的出矿和通风系统。连续回采时分段间保留临时顶、底柱或者仅保留临时底柱(或顶柱),从而沿矿体倾斜方向上,划分为条带状的矿房与矿柱,先采矿房,并同时回采矿柱,但前者对后者保持一定的超前距离。非连续回采时,分段中每隔一定距离留临时间柱,将其划分为若干个回采单元(矿块),先采矿房,后回采与矿房相邻的间柱和顶柱,并同时处理采空区。

二、适用条件

本法的重要特点之一是依靠合理地选择分段高度和临时矿柱的结构参数,有效地控制回采时顶板的暴露面积,因而能用于开采矿石和围岩在中等稳固以上的矿体。由于各分段具有独立的出矿系统,可以根据矿体不同的倾角,采用不同的底部结构解决矿石的运搬,对矿体倾角的适用范围广,从缓倾斜至急倾斜。但该法的采准切割工程量甚大。主要用于开采中厚以上的矿体。

近些年来,在我国黑色金属、有色金属和化学矿山开采缓倾斜、倾斜中厚以上矿体时,该法获得了较多的使用和发展。

三、矿块结构参数

阶段高度和分段高度。影响阶段高度的主要因素是矿体的倾角。开采缓倾斜矿体,一般取30m左右;开采倾斜、急倾斜矿体,一般取50m。

确定分段高度时必须考虑:钻机的合理钻孔深度。用中深孔落矿时,分段的高度一般取8~10m;深孔落矿时,分段高度可取20~25m。但是,钻孔深度和凿岩巷道的位置是密切相关的,所以,须将两者结合考虑;如采用爆力运搬,分段的斜长通常应控制在20~30m;围岩不够稳固的条件下,顶板允许的暴露面积是决定分段高度最重要的因素。

采用非连续回采时,矿房一般沿走向布置,其长度主要取决于采场地压大小和围岩的稳固性,一般为30~40m左右。

四、采准切割工作

分段巷道有脉内和脉外两种布置方式,两者比较,脉外布置虽然采准工程量较大,采准费用较高,但有利于回采矿柱;底柱中所占矿石量的比重小;分段巷道之间可用斜坡道连接,有利于设备的转移和材料的运送,所以在生产中广为采用。

阶段运输巷道和各分段巷道之间,用铲运机运搬时,采用坡度为10%~20%的斜坡道连接;用装运机或电耙运搬时,采用天井连接,并安装电动或风动绞车,以便提升设备、工具和材料。

矿石从回采工作面运搬出来厚,常经溜井转运至运输巷道。溜井间距决定所采用的运搬设备。用铲运机运搬时,一般为100~150m;用电耙运搬时,一般不超过50m。开采缓倾斜矿体时,为减少采准工作量,在产量不大的情况下,可采用电耙溜井。

切割槽的形成方法和步骤是:首先在分段巷道的一侧和紧靠已采矿房的矿柱一侧,掘进切割天井和切割巷道,然后在切割巷道中打平行深孔或扇形深孔或环形深孔,依次进行爆破。

本方法的底部结构形式可分有底部结构和无底部结构两种。有底部结构通常又有两种,一种是电耙底部结构:其构成为普通漏斗或堑沟加电耙道,用电耙耙运矿石;另一种是装运机和铲运机底部结构:其构成是普通漏斗或堑沟加装运巷道,用装运机和铲运机运搬矿石。无底部结构是用装运机或铲运机直接在分段穿脉(沿脉)巷道中运搬矿石。

五、回采工作

目前我国广泛适用凿岩台架,配YG-80、YG-90、YG-40和BBC-120F型凿岩机钻向上扇形深孔。生产实践证明,台架用于倾斜巷道(上山)时,架设固定十分困难,且难以保证施工质量。最近,王集磷矿和天水风动工具厂共同研制出FJY-25B型凿岩台架,大大地改善了上述状况。这种台架具有以下特点:(一)在强烈振动的条件下工作能保持稳定,在倾角大于30°的天井内凿岩不会滑动,大大地提高了炮孔的施工质量。(二)操作台由原来的固定式改为升降式,使台面在任何情况下均能保持水平状态,改善了凿岩工作条件。用FHI/24型风动绞车牵引凿岩设备的移动,降低了劳动强度。国外矿山广泛使用扇形深孔或环形深孔的采矿钻车。

崩落的矿石,国内矿山目前多用装运机或电耙运搬。国外矿山广泛使用铲运机。

分段矿房法的顶板管理,特别是在开采上盘威严不够稳固的矿体时,尤为重要。它严重地影响到作业的安全和矿石的损失与贫化。

正确地选择矿块结构参数和合理地保留矿柱,使上盘不致在回采过程中产生片帮或垮落,是顶板管理中的主要技术措施。

上盘围岩比较稳固时,可以采用15m以上的高分段和在分段中仅保留项(底)柱的连续回采方案,随着矿房回采工作的推进,随后回收矿柱。但必须保持一定的控距。在这种条件下,为了处理采空区,有时需要在上盘围岩中布孔,强制放顶。

如果上盘围岩不够稳固,常采用低分段矿房回采方案。分段高度为8~10m,矿块中留下5~6m宽的间柱和3~5m厚的顶柱。先采矿房,后回收顶柱和间柱,并处理采空区。

六、评价

这种采矿方法的主要优点是:对矿石和围岩的稳固性以及矿体的倾角适应性较其他空场法强,使用范围广,灵活性大;同时回采的作业面多,通常在一个矿段内有2~3个分段同时进行回采,作业集中,回采强度大,国外使用铲运机运搬的矿山,矿块的平均生产能力可达到2万吨/月,矿段的产量可达到4.5~6万吨/月;便于使用无轨设备,有利于实现高度机械化;能根据围岩的稳固性机动灵活地调整矿块的结构参数;工人在小断面的巷道内进行回采作业,安全条件较好;保留的临时矿柱,可以及时回收;劳动生产率高,劳动消耗较小,成本较低。本法的主要缺点是:由于每个分段一般都需要布置较多的巷道工程,用铲运机运搬时,尚需布置斜坡道,其中有不少工程常布置在脉外,采准切割工程量大,费用较高;开采围岩不够稳固的矿体时,放矿条件差,矿石的损失与贫化有时甚大。

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