{冶金行业管理}矾山磷矿井下采矿

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1、矾山磷矿井下采矿方法讲座,一、采矿方法的类别 二、采矿方法构成要素 三、采准工程布置 四、切割工作 五、回采工艺 六、金属矿地下开采的原则 七、矿石损失和贫化,主讲人：吕书平,一、采矿方法的类别,1、采矿方法包括采场的回采工作(地压管理、崩矿和采场运矿)与采场结构(采场型式、结构参数和采准布置)两大方面。研究采矿方法便是研究这两个方面的相互联系与规律性。采场结构又是随回采工作需要而变化的。例如，随着无轨采装运设备的应用，为适应回采工作的需要，出现了大型采场与盘区，结构参数都相应增大，并发展了斜巷(斜坡道)采准。因此，回采工作是决定采矿方法本质的主要方面。,一、采矿方法的类别,1、 采矿方法是指

2、如何安全、经济地采出矿块、矿房或矿柱内 矿石的方法，包括矿块的采准切割、回采、采空区处理等工作。合理选择采矿方法是指能针对地质条件，加强对开采工作的安全管理，减少人身伤亡事故。根据矿石回采过程中采场管理方法的不同，金属、非金属的地下采矿方法大致分为以下几类： (1)空场采矿法。其特点是回采过程中，采空区主要靠 暂留或永久残留的矿柱进行支撑，采空区始终是空着的。一般在矿石与围岩很稳固时采用。 属于这类采矿方法的主要有全面法，房柱法，分段法，阶段矿房法。 (2)崩落采矿法。其特点是随着矿石采出，有计划地 用崩落矿体的覆盖岩层和上下盘岩石来充填采空区，及时控制采空区地压和处理采空区。一般在矿体围岩不

3、稳固、地表允许陷落的条件下采用。属于这类方法的主要有分层崩落法、分段崩落法（有底柱或无底柱）、阶段崩落法。,一、采矿方法的定义,一、采矿方法的类别,(3)留矿采矿法。其特点是在回采过程中，采空区 内暂时存留部分采下来的矿石，借以配合矿柱支承采空区。一般在矿石较稳固，且不易氧化、粘结和自燃，矿体围岩中等稳固的条件下采用。属于这类采矿方法的有浅孔留矿法，深孔留矿法。 (4)充填采矿法。其特点是在回采时，采空区依 靠充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱相配合形成的人工支承体支承采空区。主要用于开采矿石价值高、要求回收率高、充填料材方便、地表不允许陷落和特殊复杂地质条件下的矿体。根据充填料的特性本类方

4、法可分为干式充填法，水砂充填法，胶结充填采矿法。,一、采矿方法的类别,二、崩落采矿法分类,一、采矿方法的类别,三、崩落采矿法的适用条件 一般地讲，崩落法对矿体赋存条件，矿岩的物理力学性质等都具有比较广泛的适应范围。理想的适用条件是上盘围岩能呈块状自然崩落，矿石中等以上稳固的急倾斜原矿体。地表允许塌落是使用这种方法的必要前提。由于这种方法在开采时矿石损失贫化大，因而它不用于开采高价、高品位的矿床。,二、采矿方法构成要素,1、阶段高度 矿山的开发，阶段高度是一个重要参数，其确定得恰当与否，直接影响到矿山的各项技术经济指标，太大或太小都会在全局上有损于矿山的经济效益。一般，急倾斜矿体的阶段高度是指阶

5、段的垂高，而缓倾斜矿体，则是阶段中矿体的斜长。 我矿的阶段高度为45m，从上自下分别为：515、470、425、380、335。将来还要延伸到290、245中段。 2、分段高度 相邻两个出矿水平之间的距离，我矿的分段高度为12、12、12、9m，后从425中段以下开始又统一调整为15m。 3、采区长度 采区长度（又称出矿设备工作线长度）就是把工作区域划归一台出矿设备的那部分长度。或者是相邻两个出矿溜井之间的距离。我矿的采区长度为60m。 4、顶柱厚度 确定合理的顶柱厚度在矿山生产中很重要。在实际工作中，大多数矿山的顶柱厚度采用工程类比法确定，即通过参考类似矿山的经验选取，顶柱厚度较大，以满足安

6、全生产的要求。然而厚大的顶柱造成了资源的严重浪费，降低了矿山的经济效益。我矿的顶柱厚度平均为200m，包括50m左右的顶部矿体。,二、采矿方法构成要素,5、间柱宽度 一般房柱法采矿才有间柱，我矿在西区试采是间柱宽度为60m，房柱比为1:1。 6、底柱高度 没有底部结构。 7、进路间距：10米。 8、无底柱分段崩落法 ；特点是凿岩、崩矿和出矿在同一个分段回采巷道内顺序进行，以较小的崩矿步距向崩落区进行挤压爆破，不设底部结构，崩落的矿石自回采巷道端部直接放出，用装载设备装运至溜井。本法的优点是：结构简单，有利于使用大型机械化无轨自行设备；各工序都在水平巷道内进行,工作安全;能分采和剔出夹石。缺点是

7、通风差，矿石损失、贫化高。适于开采围岩易崩落、矿石稳固的急倾斜厚矿体。若矿石不稳固，回采巷道维护困难；倾角小和矿体薄，矿石损失、贫化将增大。 采矿方法布置见图2。在分段水平掘进称为进路的回采巷道和联络巷道。回采巷道端部，掘进切割巷道和切割天井。 在回采巷道和切割巷道中凿上向扇形深孔。回采前先在回采巷道端部拉切割槽，然后分步距爆破进行回采。回采分段上部应保持大于1.52个分段高度的崩落覆盖岩层。沿走向每隔一定距离布置设备井或斜坡道，向分段运送设备、材料和人员。,二、采矿方法构成要素,分段高度、进路间距、崩矿步距三个参数要合理配合，符合覆岩下放矿的矿岩流动规律。分段高度主要受凿岩设备的限制,过大将

8、影响凿岩效率和爆破质量,过小则增大采准工作量。常用的高度为10m左右。上下分段的回采巷道应严格按菱形布置，以便将上分段回采巷道两侧的脊部残留矿石，在下分段出矿时尽量回收出来。同一分段内的回采巷道应互相平行。常用的回采巷道间距是810m。采准工作完成后，崩矿步距是惟一能调节的参数。常用的崩矿步距是 1.82.5m。如果参数选择合理，生产正常，在贫化率1520的条件下，回收率可达85以上。 凿岩主要使用单机、双机或三机自行台车。个别矿山也有用圆环雪橇式台架的。台车和台架均配重型凿岩机。出矿主要采用装运机和铲运机，运距较长时用装载机械配自卸卡车或自行矿车。,二、采矿方法构成要素,无底柱分段崩 落法采

9、矿示意图,三、采准工程布置,三、采准工程布置,三、采准工程布置,1、采准工程布置 目前井下在东区回采方法采用无底柱分段崩落法，适合矿床的赋存特点和矿山的生产能力要求。西区，在承压水体被有效疏干以前，将采用上向进路充填采矿法进行回采。,三、采准工程布置,2、采准巷道名称、位置、相互关系及其用途 ；,三、采准工程布置,2、采准巷道断面；,三、采准工程布置,3、采准巷道掘进方法及使用的设备 采准巷道掘进方法为7655气腿式凿岩机 ，出渣设备为；气动装岩机。 4、采准巷道掘进速度、支护形式 平均每台7655气腿式凿岩机月掘进米数为4050米。支护形式有：锚网喷、锚喷、素喷、临喷。,四、切割工作,1、切

10、割巷道名称及位置 切割巷道有脉内巷、切割天井。 位置在矿体上盘，靠近矿体边界。 2、切割巷道断面形状及掘进方法 在矿体顶板沿矿体走向布置脉内切割巷（断面2.8m2.8m），在脉内切割巷内施工一条切割井（断面2.0m2.0m）。,四、切割工作,3、采用的切割方法，使用条件和优缺点 。 采用切割天井和切割平巷联合拉槽法。 沿矿体边界掘进一条切割平巷贯通各条回采巷道断端部，然后根据爆破需要，在适当的位置掘进切割天井，在切割天井两侧，布置中孔拉槽，以切割天井为自由面，一侧或两侧逐排爆破炮孔形成切割槽。 优点：这种拉槽法比较简单，切割槽质量容易保证，在实际中广泛应用。 缺点：成本高。,四、切割工作,4、

11、对切割工作的要求，切割对回采有何重要意 义。 设计切井时要注意两点：第一，高度一定要够，如果高度不够，没有贯通上一个水平，留有一层顶盖（称悬顶）使回采巷道端部无崩落覆盖岩石补充，不能成挤压条件，造成部分矿石损失，而处理悬顶既费工，又不安全。第二，切井两侧炮孔要设计到回采边界，两侧不要残留矿柱，否则，会导致崩矿面积逐渐缩小，引起矿石损失。,五、回采工艺,1、凿岩爆破参数：炮孔排列、炮孔直径、孔底距、炮孔排距、炮孔密集系数、炮孔扇面倾角、边孔角及崩矿步距等。 目前东区开采选用的采矿方法为无底柱分段崩落法。凿岩设备为YGZ90，钻凿上向扇形中深孔，逐次向采场溜井方向后退爆破，一次爆破3排炮孔。出矿设

12、备为国产WJD1.5铲运机，现有9台。使用粒状硝铵炸药，非电导爆系统起爆。爆破后形成切割立槽，进行后退式回采。 炮孔直径为70mm,孔底距为22.4m,炮孔排距为1.42.2米，炮孔密集系数为：1.09-1.43。炮孔扇面倾角为88，边孔角为50，崩矿步距为2.43.2米。 采场综合生产能力为300t/d。 综合损失率和废石混入率均为20%。,五、回采工艺,2、东区回采采准工程布置 沿矿体走向每隔60米划分为一个矿块 回采进路间距为10米 分段运输平巷60米 脉内巷切割巷60米 切割井18米 出矿进路（6条），每条约50米 每个矿块布置1条溜井,五、回采工艺,3、西区回采 西区因矿体处于Q2高

13、承压含水层之下，水文地质条件复杂，在目前尚无准确定论又难以实施高承压水综合治理方案情况下，选择保护性开采方法，是确保矿山安全生产、提高生产能力、扩大矿山生产规模、避免盲目疏干的有效途经。根据现场的矿岩稳固程度结合矿山的实际情况，本着安全稳妥的原则，采用上向水平分层进路充填采矿法，生产过程中可根据地压变化情况适时地调整矿块的结构参数，适应采矿生产要求。,五、回采工艺,4、上向水平分层进路式充填采矿法 （1）矿块沿走向布置，矿块长度60m，高度为中段高度45m，矿块宽为矿体厚，底柱高6m，不设顶柱及间柱，每分层回采3m高，每条分段巷道承担4个分层的回采，分段高为12m，进路规格为5.0m3.0m。

14、,五、回采工艺,（2）凿岩用TAMROCK公司生产的MERCURY-14单臂凿岩台车，采用剪式升降台车辅助装药，炸药采用乳化炸药，非电导爆系统起爆。采用现有WJD1.5型电动铲运机和新增XYWJD-2（2m3铲斗）铲运机出矿。,五、回采工艺,（3）在每一进路回采完毕后，先用灰砂比1：12的胶结充填料充填2.6m高，剩下的0.4m用灰砂比18的胶结尾砂进行胶面充填。 （4）采场综合生产能力为300t/d（包括充填及养护），综合损失率11%，综合废石混入率6.02%。,上向水平分层进路式充填采矿法,1、矿块布置及构成要素 矿块结构参数 矿块沿走向布置，矿块长度60m，高度为中段高度45m，采场宽为

15、矿体厚，底柱高6m，不设顶柱及间柱。 采准工程有中段出矿穿脉、分段沿脉巷道、溜井、分段联络道、回风充填（泄水）天井；切割工程有拉底穿脉及拉底沿脉。,五、回采工艺,溜井和分段沿脉巷道布置在下盘脉外，分段沿脉巷道通过采区斜坡道与上下中段连通，从分段沿脉巷道向矿体掘进分段联络道。在矿房内号矿体上盘矿岩均较稳固位置施工回风充填（泄水）天井，下部用作泄水井，上部用作回风、充填天井，并作为采场安全出口。,五、回采工艺,拉底沿脉巷道在两层矿体内分别布置，均位于矿体的最上盘，与拉底穿脉、采场联络道和回风充填（泄水）天井相联通，进路规格暂定为3.0m5.0m，施工过程中可根据现场允许暴露面积进行相应调整.,五、

16、回采工艺,2、落矿 采切工程施工完毕后进行进路采矿，凿岩采用MERCURY-14凿岩台车,钻凿水平浅孔,孔深3.84.0m,首采进路从拉底穿脉贴矿体上盘处沿走向回采至采场边界。,五、回采工艺,3、运搬 进路在爆破结束后即进行通风。新鲜风流由采区斜坡道或进风天井进入分段巷道，再由分段巷道经分段联络道进入采场，污风经回风充填天井、上中段回风联络道、上中段回风巷道、最后经风井排出地表,进路工作面的通风则主要通过扩散作用。,五、回采工艺,通风结束后进行撬毛排险，排除顶帮浮石。在遇到不稳固地段时采用锚杆进行加固。在支护同时对爆落矿堆进行洒水除尘。 确保作业安全后方可进行出矿作业，出矿采用XYWJD-2电动铲运机或WJD-1.5电动铲运机，将爆落矿石铲装到溜矿井，再经溜井底部的装矿漏斗装入矿车运往中段集中溜井。,五、回采工艺,4、进路充填 进路回采结束后，即可进行充填准备工作，封闭好进路与联络通道(对拉底层为拉底穿脉)相接处出口，充填管由充填回风天井下放到进路内，将塑料充填管架到进路中间，对整个进路实施接顶充填。 进路充填养护达到要求强度