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缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的应用分析

发布日期:2019-06-03   来源:矿道网   投稿者:陈   浏览次数:1029

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 缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的应用分析王秋鹏(西安铁路职业技术学院,陕西 西安 710014)

摘 要:在缓倾斜中厚矿体机械化采矿中,其操作技术水平要求高,机械化程度高,但我国的高素质采矿人才储备不足,相关的机械设备研究力度不够。通过案例对这些方面进行了具体分析。关键词:缓倾斜;厚矿体;机械化采矿技术中图分类号:TD803 文献标识码:B doi:10.14101 /j.cnki.issn.1002 -4336.2016.05.018为了缩小技术方面的差距,必须加强对缓倾斜中厚矿体的研究,大部分矿体都存储在地壳中。如果地质条件很好,那么开采十分方便;如果地质条件比较恶劣,例如矿体有一定的倾斜角度,而开采厚度也有严格的要求,那么对开采就提出了挑战。除此之外,为了提高工作效率,降低施工成本,在各个环节中都要充分利用机械设备。

1 缓倾斜中厚矿体的开采要点和其他矿体开采不同,缓倾斜中厚矿体开采的困难度很大,主要原因如下:这种矿体的倾斜角度在50(°)~300(°)之间,机械设备采矿中,还必须控制开采的厚度,一般在 5 ~20 m 范围。如果使用传统的开采方式,不仅开采质量会受到很大影响,造成较大资源的浪费,而且开采成本较高,不利于企业长期发展。除此之外,当开采技术不成熟的时候,矿体开采中容易出现失误,那么机械设备就会被损坏。如果主要大型设备出现故障,维修时间很长,耽误整个开采的进程。由此可见,在进行缓倾斜中厚矿体开采过程中,会受到开采条件。开采技术和开采设备的限制。为了严格按照质量完成任务,在技术操作中,可以利用机械设备将开采中崩落的矿石运送到矿体之外[1]。为了确保运送的安全性,保证运输的效率,需要设计好线路,铺设好轨道,在此基础上,做好相应的支护、防护工作。但是通过对实践工作的调查分析,发现对矿体进行开采运行时,很多保护措施都不到位。而从发生事故的概率分析,和国外相比高出 10%。这不仅影响企业的经济效益,也导致工作人员在工作时心惊胆战,存在一定的不确定性。如果选择从底部开始挖掘采矿,对底盘最终的挖掘面积会极大增加,甚至会出现漏斗现象。想要很好的控制这一问题,就必须对采切比进行控制。但是又会出现另一个问题,开采的成本增大很多,在挖掘过程中,崩落矿石也不会自己顺势掉落,还需要专人进行搬运,增加了工作人员的劳动量。

2 开采案例分析2.1 矿山基本情况所分析的矿山为某市二期开采工程,属于缓倾斜中厚矿体,为了保证开采效率,使用了机械化开采技术。通过相关人员的勘察得知,该矿体的倾斜角度为 53(°),开采时的平均厚度是 18 m。综合该企业的实际情况,使用的出渣设备属于国内生产;而使用的凿石设备、回采作业设备属于国外生产的[2];对于其中的深孔装药设备,是该企业自行研制开发的。深孔装药设备结合了该企业的实践经验,为一些特殊矿体开采研制,因此功能齐全,应用可以自动吸药,还可以准确显示装药的速度。在一个掘进循环中,掘进进尺在 3 ~3.5 m 左右,结合采矿现场情况,确定切割槽在矿房的中部[3]。2.2 应用机械化采矿的问题通过实际开采得知,使用机械化开采,存在两个主要问题。首先,该矿体倾斜角度为 53(°),与其他矿体相比,倾角比较小。在开采工作中,就不能利用重力原理进行崩落矿石的搬运。为了保证工作效率,技术人员只能采取机械手段,或者爆破方式搬运崩落矿石。其次,勘察得知矿体顶板的面积不断加大,在开采完成后,如果不进行支护非常危险,而且万方数据第 5 期 王秋鹏:缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的应用分析支护面积较大。针对这一情况,要对支护工作作出具体要求[4]。除此之外,由于采空区域较大,为了保证工作人员、机械设备的安全性,就不能在采空区中操作。结合这两点问题,技术人员进行了深入的讨论,最终决定对于该矿山使用大盘区、小分段的开采思路。由于对护顶安全有严格要求,所以使用重力放矿的方式。根据这种倾斜度分段的方式,作业环境可以得到保障,而设备也可以充分的利用,发挥其最大价值。

3 机械化采矿技术的应用3.1 方案流程第 1 步,对训练掘进系统进行规划和设计,要保证省时省力,使用风井技术,将平巷测量运输巷道断面进行切割,保证规定的尺寸要求。然后分析掘进时使用的凿岩设备,其起到一个开道的作用。与此同时,结合实际情况,该项目中应用了全液压式系统凿岩台车,这样铲运机在正常工作时,还可以带动出渣设备运行,提高实际的施工质量;第 2 步,结合该矿体的具体厚度,以及相应煤层的厚度,科学进行划分,可以很好的将自由面进行分段,从而实施连续性的爆破,提高工作效率[5];第 3 步,对于待崩矿体,结合实际的长度将其分为 3 段,能有效呈现保空区两侧的位置。这些工作都准确无误后,后续的工作也就没有任何困难。3.2 分析开采中的具体参数情况结合实际情况,通过检查得知,该矿体位于一个以硫为主,伴生铜、金、银、铁、铅、锌等多种金属元素的矿山上。通过对其规模进行分析,属于大型地下开采矿山[6]。从当前的勘察数据分析得知,其实际地质存储量达到了 1.7 亿 t,其中铅锌的金属量预测在 4D gk 以上,铁矿石存储量在24P00 gk以上,硫铁矿矿石量在 87 110 gk 以上,而铜金属量在 500 gk以上。除此之外,在该矿山上还有成百上千吨的金银金属量[7]。为了保证开采质量,在进行爆破的时候,先进行爆破孔的钻取,设计孔直径为 80 mm。为了保证爆破的效果,各个孔之间的间距设计为 1.4 m,孔的深度是 27 mm,每个孔使用炸药量为 1.2 kg。为了保证切割槽有足够的爆破空间,同时不影响矿体的质量,可以在切割槽的两侧分别设计成扇形的炮孔。这样就形成了一个很规则的矩形空间,测量该矩形宽度为 7 m 间,空间足够使用,可以进行爆破工作。进行爆破的时候,可以将切割槽视为一个自由面,采取从两侧向中间爆破的方式。通过分析和规划,为了确保开采质量,技术人员将该矿体分成了 3 个部分。第 1 部分长度为 30 m,第 2 部分长度为 30 m,第 3 部分长度为 23 m,采取 3 次崩矿的方式。但是要注意一些细节,在进行第 1 次崩矿时,切割槽空间会限制爆破的能量,通过计算,在切割槽两边所形成的崩矿范围在 11 ~12 m;而空区两边的崩矿范围就比较大,一般都会达到 15 m。除此之外,剩余的两次崩矿范围都可以达到 30 m。技术人员最终进行了计算,得到这次崩矿炮孔的密集系数是 2,二次破碎在内的炸药单耗量是 0.53 ~0.63 kg/t,产生的崩矿量达到 7.7 t/m[8]。3.3 机械化的应用情况在进行矿石开采的时候,出矿设备非常重要,在整个施工环节最好不要出现故障,保持出矿设备的性能。在开采规划中已经设计了单日生产矿石量,若矿设备正常工作,完全可以满足这一要求,但是在设计时也考虑了一些其他因素的影响。国外生产的出矿设备,性能优良,适合大规模矿石开采,保证工作效率。使用符合实际要求的无轨设备,例如铲运机、凿宕台车等,可以发挥上向水平分层充填采矿的作用。还引入了全液压凿宕台车和电动铲运机,保证整体的开采运输效率。在矿石开采过程中,为了以后工作维护方便,确保资源的回收率,减少出矿运输的距离,应用了脉外布置的方式。在下盘设计两条沿脉运输平巷连通运输线,这样就很好的成为环形运输系统,这种设计理念在国外都很先进,提高了工作效率。在矿体切割的时候,分析凿宕台车的实际工作量,采矿场拉底层高度要控制在 3.0 m 范围。在沿脉运输平巷上,进行机械化的掘进,当到达实际矿体之后,就可以将这一穿脉平巷看做一个自由面。最后再使用凿宕机向两边开采,进而达到扩帮的目的。为了保证采掘设备的工作效率,在进行切割工程的设计中,必须遵循两个原则。使用深孔全液压凿岩台车布置采准切割工程,使用无轨采掘设备让其处于一个水平作业环境,这样就能保证操作的质量。在开采的过程中,一定要加强现场设备的管理,相关管理人员必须到岗执勤,保证各个环节操作的流畅性。如果发生故障,或者在某一环节出现问题,及时进行处理,不能影响整体的工作效率。当某处存53万方数据中 国 锰 业 第 34 卷在危险情况,要及时和设计人员、技术人员沟通,让其快速解决问题;如果危险性较大,就应该立即停止开采工作,及时抢修。

4 开采中的通风情况在地下开采过程中,不仅要求工作质量__,还要将工作人员的生命安全放到__位,因此一定要重视地下通风系统的设计和维护。在缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的应用过程中,为了解决通风问题,设计人员设计了 3 条天井,主要作用就是进行回风。例如一线开采人员在进行回采操作时,工艺流程为设备空载联合试运转、割煤、移架、推移刮板输送机、拉移转载机、拉移超前支架、清理浮煤。可以确保有足够的新鲜空气,那么采空区就比较安全,工作人员没有后顾之忧。除此之外,在采空区的空气,可以通过回风巷、回风天井顺利地排出,保证地下空气循环畅通,保持空气的新鲜性。完成回采工作之后,设计的回风天井还可以变为充填井,合理的利用设施,减少实际的工作量。在这一开采的区域,使用尾砂充填和废石充填相互结合的方式对采空区进行处理。这样可以有效减少废石的提升量,同时还能对环境进行保护,避免大量的污染和浪费。

5 结 语通过以上对缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术分析,在对缓倾斜中厚矿体机械化开采时,最好使用大盘区、小分段的开采方式。从实践操作中可以得知,该开采方案可以提高采矿场的生产能力,提高无轨采掘设备的工作效率。除此之外,由于在开采过程中合理的设计,应用大量的先进设备,降低了采矿工人的劳动强度,保证了工作人员在采空区的安全性。参考文献:[1] 张道林.缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术的分析[J].内蒙古煤炭经济,2014(11):91.[2] 张鹤生.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].黑龙江科技信息,2013(27):8.[3] 黄金堂.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].黑龙江科技信息,2014(16):42.[4] 鞠路成.机械化采矿技术在矿山缓倾斜中厚矿体中的应用分析[J].工业,2015(17):131.[5] 梁永琴.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].内蒙古煤炭经济,2015(8):201 -203.[6] 杨映忠.缓倾斜中厚矿体机械化上向水平分层充填采矿法关键技术探索[J].低碳世界,2014(9):116 -117.[7] 何威伟.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术探析[J].内蒙古煤炭经济,2015(8):160 -161.[8] 赵兴宽,郭蕊.矿岩稳定性对缓倾斜中厚矿体采矿方法选择的影响[J].

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