有用矿物矿床露天一地下联合开采的基本技术原则.pdf

有用矿物矿床露天一地下联合开采的基本技术原则 第六图书馆 矿物 矿床 露天 采矿 地下矿山设计研究切.,АД 胡冬海不详1990第六图书馆 第六图书馆 矿山 设计研毙 I 9 g 0 年第4 捌 有用矿物矿床露天一 地下 联合开采的基本技术原则 [ 苏联3 A Ⅱ 切尔内赫 露天一 地 下联台开采法 是 今后 矿 床开 发的发 展方向之一 。它通过增加深部 露天 矿 边坡角、相应减少剥 离量 ，同时用 露天 矿剥离的岩石对露天、地 下和 露天一 地下 联合开采所形成 的采空 医进行及时的 、分 阶段充 填，可达到保 护周 围环 境的 目的 。 在联 合开采 条件下，须按 矿床总面积 及全 部深度 的储量 进行详 细的 勘探 。在 矿 床开 发的初期 阶段，应 将开拓巷遴 掘进 到 最 深处 ，对 露天 矿和地下矿 来说 ，建 设选 矿 联合工厂及全 套排水设施，建立统 一的 供 电系统，机修 厂和 控制 系统。 联合开采方法是 指露天 开采和地下开 采的设计 要同时进行 ，然 后进 行露天加地 下工 程的施工 见 图1。 当采用矿房开采时 ，坑内作业是 白下 而上进 行的。为 了更加 完全 地充填采 空矿 房，矿 房顶柱使之 与剥 离岩石 自然边坡 角 一 致 是为了 更好地充 满采 空的矿房。 当采 用崩落采矿法时 ，坑 内作 业是在保 留于露 天矿 和露天一 地 下开采段之 间的 顶柱下 自 上而下进 行的。按三 角形所形成 的带坡度 的顶柱，其坡度 等于所倒放剥 离岩石 的 自 然坡 角。在 开采 延伸很深 的矿 床时 ，露天 和地下 可同时进行开采 ，往后 ， 当嚣天 矿 达 到最 佳深度时，采用在采 空医内排 土场 依 次堆积的方 法来开采 露天 一 坑下的 隔层 。 现在 ， 我们来研 究一下 露天 一 坑下层 范 围矿石 的可 能开采的方法。该开采层 的 特点是露天矿 和井 下作业 区之 间形成 了一 个唯一回采 空间 见图2 。 方 案A规 定需从 阶段高度为6 0 1 2 0 m 露天矿底部进 行穿孔。在这 种情况下，为 了防止放矿 漏斗 破坏 ，保留了一厚度 为1 5 ～3 0 m的临时 顶柱。该 顶柱 随 着工作 线的 推进而穿 孔，然后将 崩落 的矿石 放 出。方 案B规 定使 用露天型 钻机进行穿 孔作业， 在露天矿底部房柱采矿法坑内凿岩水平巷 二次精选机 组成的精选 产 出铅精矿 。扫 选 出铅尾矿 则给入锌 浮选 回路 中 的 调 节 槽 ， 之后进入 由7 台1 4 ． 1 5 m。 浮选机组成 韵粗 一扫选 圊路。 租 一 扫选 回路得 出的锌粗精矿 ， 经旋流 器处理 后再磨 碎到小于2 7 m，然后进行 三次精选 第一次精选用2 台1 4 ． 1 5 m 浮 选 机，第 二次精选用 3 台2 ． 8 3 m 浮选机 ， 第三 次精选用 2 台2 ． 8 3 m。 浮选机。 精选产 出的锌精矿通过6 个 串联 的 反 应器 用硫 酸进行 预浸出，浸 出的精矿再 次 精选获得含锌 5 2 到5 4 ％的最终锌精矿 。 采用预浸 出作业 的 目的是 当矿石 中含镁量 太 高时，为 便于常规 浮选 中将其分 离出来 才采用的。 精矿经压滤 机过滤后贮存，平 均分 配 给两家 的上级 管理 公 司 荚尔洛阿古多选矿厂还生产细磨石灰 石 ，年产量约 4 0 - t，用 以改 良该地 区 的 农田土壤 。 矿 山生产用 水取 自埃斯库 林霍河， 用 泵输 送，菀 过一 条长3 ． 6 k in、直衽 3 5 0 mm 旧管逝 干线 给入 选矿 厂曲蓄水池。 f B 力则 山1 3 0 0 0 k v A变 电所供应 。 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 l 口 q 0 年 第 4期 围 1露 天一 地下联台 开采整个矿 床 深度噩 勺 原理 围 一 用露天剥离的岩石自下而上充填采空区的矿 房采矿法坑 内作业布置图 B 一一用剥离岩石和选矿尾砂事后充填空区的自上 而下 的分段崩落采矿祛坑 内作业布置图 ．1、4 ．9 一 岩石溜井．2 一用剥离物充填的矿房 ；3 一一露天矿 范围采出的围岩；5 一一 剥离的岩石 ；6 一一分段崩落 采矿法；T 一一 内部排土场 8 一一在露天矿底部和井 下世岩巷道之间的凿岩台阶 ．高度为8 0 1 5 C ,m；1 0 一 露天矿工作 帮． 道的高度需要满足够安装带提升架的穿孔 机进行穿孔 。在 方案 B里 ， 二个下部分段 是 从垂 直矿 体走向的坑下凿 岩横 巷打扇形 孔 的。分段 高为 2 0 O m 。方案 r规 定， 在 内部排 土场废 石下面使用 分段崩 落采 矿 法开采 露天矿下部 的矿石 。方案且 是用 保 留矿 柱的分段 平巷阶段 采 矿 法 进 行 回采 的。方 案r和丑 ， 由于剥 离岩石 的堆放 与 井下作业无关 ，而 且减少 了排料场 边坡 的 水平投影，故可以缩短坑内排土场形成的 一 蓁 蓍 图 圉2 露 天一 地下隔层范置 内矿右 开 采 原 理 圈 A 为防止放矿漏斗破坏而保留临时顶柱的示意 一T J r ● ● ／ 、 、 一} _ 三 ， 一 T ● ● 』 7 一 r -一 iL ll ， 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 1 9 0 O 年第 4批 B一一 房 柱』 t 霈 广 涪 高 阶段 穿孔水 平 F部凿岩 的不 意图 B 一一 以漕岩 喜 打扇形孔蒲岩的下部阶段打眼示 意 图 r L 一在曜天矿底部提前形成内部排土埒；韭在剥 离岩石下采用分段崩薄采矿法最后开采露天矿下部矿石 盈 的示 意图 ； 且一一留矿拄的劳段平巷采矿法和以后形成坑出排 士场示意图．1 一一露天矿工作帮2 一一临时顶柱1 3 一一 出矿运输水平；4 --供露天堕穿孔机使用的 ，高度 为1 a ～1 5 m的凿岩水平；5 --露天矿底部凿石台阶；6 -- 坑内排士场T 一一为缩短形成坑 内排场 起 始时间所 留的矿柱；8 一一分段平巷采矿法． 初始时间。 在露 天一 坑下隔离层 的高阶段崩矿时 ， 会 对放矿巷道产 生很大 的冲力 。为 了减少 这种冲力，现推荐倾斜分层采矿方法 见 图3。 按 照上 述方 法，矿床上部分 用露 天采 矿法开采 达 到台 理开采深度时，然后 转为 露天加地 下采矿法开采 。在许多情 况下， 该方法可在 剥离 表土层后立 即采用 。首先 掘通运 输一 放矿水平巷道 。在露 天矿 下部 采 区拉 底和教矿 巷道准备好 后 ，从霰 天矿 底部开切割槽。其中的一条切割槽 自侧面 掘成4 5 5 5 。 的角度 。矿石 采用倾斜分 层 法 崩矿。倾斜 层的穿 孔作业使用装 在专 门 凿岩车上的穿孔机来完成。凿岩车被钢索 周定在 自行绞车上。倾斜层的垂直高度与 露天矿阶段的高度相等。该方法可降低爆 破 作业 对井下放矿巷道 的影 响，并可 减少 井下凿岩巷道 的掘进量 。 我们来研究 一下非大厚度矿体 露天 加 地 下开采的工艺 原理 。下面是露天矿 下部 矿石 开采的几种可行 的方 法 见 图4。 上 述方法，可 以在不增加露天矿非 工 作 帮扩帮和大量采矿 基建工程投 资的情况 下，进行有用 物的 回采 。 图5 所示 ， 是为了开采露 天矿非工作 帮 的矿 石推 荐的处理方让 。 固3回采■ 夭一 坑下隔离层 系统 A一一水平进路打眼和崩矿． 然后通过放矿泞斗 依 次放 矿 B 一用露天矿挖 机向运输设备装矿，当后沿平峒 运 输 的系统 图 ． i 一一露天矿；2 放矿一 运输水平； 3 --露天矿底部；4 一一采掘带边界 5 一一穿孔机6 一一移动式绞车 T 一一 钻孔 8 一 一永平 栗 推带 ； 9 一一巳采采矿 区；l 采掘带开采 瓯 序 1 l 一一采掘带凿岩1 2 一一崩落矿石． 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 1 9 0 年第 4期 圈4露天矿下部矿 石储 量用露 天加 地下开 采方案 A一从露天矿底部垂直穿孔方法和矿石自下而上分 段崩落方法； B 一采用从露天矿底部拇进天井在 吊盘上打眼的水 平炮孔依次舒段崩落采矿方法； B 一在矿体下盘 掘进天井．在吊盘上打斜孔依 舒 段保孔爆破和利用爆力运矿的采矿方法 1 --露天矿； 2 一移动式绞车i 3 一天井l 一吊盘井下巷 道；5 ．6 -- 巳装药和没有 装药的炮孔T 一运输一放矿水平． 图5 所 示的方法 ，可使露天矿 设计 范 围的露天开采和露天矿范围处非工作帮的 井下 开采同时进 行。井下开采 可用 超前露 天采 矿工 作线的分 层平巷法进 行采矿，困 此，所形 成 的三角形 矿房 用剥离岩石从露 天 边帮或地 面通过矿房敞 开的顶部进行充 填。为了使 边帮处 于稳定状态，在矿房之 间要 留有矿柱 。在矿房充 填韵 同时，进行 露天作业。这时，露天矿的非工作帮乃是 坑内排土场的 边坡。该方法 可 大量 减少 有 用矿物的损失，节省露天矿范围内剥离岩 石 的运输 费用 和减少地面 土地 的浪费 。 下面介 绍的是露天矿非工 作帮露天加 地 下采矿最 具代 表性 的方 法 见 图6 方案A中的矿石 回采是 在 嚣天矿 边帮 甩敞开式矿房 开采的 。在 台阶平 台上用 露 天型穿 孔设 备对矿房上部 打1 5 7 0 m深的 圈5 用分段平巷法 超前 回采挂 帮矿，然后 用内部捶场剽 囊岩 石依 次充 璃矿房 的露 天，坑下 同 时回采 的采矿法； 1 一露 天矿 工作 帮； 2 -- 连接营岩平巷韭用于从露天矿下 放穿孔设备的 辩城遭 一位于露天矿底部 最低标高 的运输一 放矿平巷 ； 4 --矿房巳来部分 5 --主要矿体边界；6 --巳用剥高岩石充填的矿房 ， T B --房间矿柱9 --露天矿工作帮1 0 --露天矿最低 部位的底郭标高． 一、 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 l g O 年 第 4期 一 j 圉6 露天挂帮矿 采取 露天加坑下 开 采方 法 A一 敞开 式矿 府法 B ． - 挂帮矿露天矿台阶平台上穿孔、爆 破后矿石经 露天矿底部标高漏斗放矿的采矿击； 日 肌露天矿梯段台阶的平臼上穿孔和井下分段凿 岩平巷打跟的采矿方法； r一用肢结充填料超前形成支拄和露天矿式台耐依 次开采的采矿方法． 2 圈7 在 矿体顶盘下使用 露天 开 采 工艺和 装运设备开 采挂 帮矿的方案 示意圈 A一多台阶同对 回采及非工作帮采区的矿体埋藏方 向扩 展方案， l 一露天矿台阶； 2 一房间矿耗 3 一露天型 挖锯机 4 一具有侧面运输平台怍月的矿柱l 5 一用锚杆 固定 的金属网． ]5 1台阶 自上而下柏开 果方案；1 一顶柱。2 1顶住 前锚杆 支 护；3 一 保 护网 l 一 回来矿 房5 一蝽 天型 挖 掘机；B 一矿柱；T 一面支护网． 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 l 9 9 0 年第4期 矿 山设计研究 高层建筑抗震 ML G a m b hi r 近 几年来 ，风 和地 震引起的侧 向力 已 成为 高层 建筑设计 的决 定性 因素。结构重 量几乎随着层 数线性增 长，但 抗侧力所需 的材料量 却急剧地增加 。此 外，如今的摩 天大楼 与过去的高层建筑相 比较 ，摇摆 与 振动是大不相 同。通 过利用有效 结构体系 调 整剐度 ，使 高层建 筑的动力 反应能 控制 得 非常经济 。 主要是通 过梁和柱 的弯 曲来 承受侧 向 荷 载的纯 框架 ，对 于高度超过6 0 m的建筑 是不适宜 的。在 此 高度 以上 ，侧 移开始控 制设计。而设置 剪力墙可用 来调 整侧 移 。 剪力墙与框架互相配合，可增大建筑物的 总 刚度 ，其 作用超 过二者各 自为单独构件 时之和 这种布 置使 体系的适应性约提 高 至4 O 层 。 剪力墙 为竖 向加强 构件 ， 它们可能 是在建 筑物 内的平行墙， 也可能是 电梯井 或楼梯 间的封闭 内简 体 然而 ， 当受侧 向荷 载时 ，超 过1 5 0 m 高仅用剪力墙是不 经济的 为 了足 够 坚 固，内筒体 将会 太厚 ，不 符合其 竖直 运输 功能和能量分布 的要求 。对于较 高 的 建 筑 ，可采用 框筒 体系 其最简单 的形 式， 是 由间距较密的外柱组成柱网，形成建筑 物的周线，并在 各楼层标高处与托墙深梁 相联，因而造成 了一个开有窗洞的空心筒 钻 孔。矿石 运输是 沿着位于露天底 通往露 天 矿下部 梯段 前缘的平 峒来 完成 的。方案 E，挂帮矿的穿孔规定只能用露天型穿孔 设 备来进行。 矿石 经露天矿底部 标高的放 矿漏斗出矿。方案B ，穿孔和打眼 工作是 从 阶段 平 台和井下 凿岩 巷遭 同时进 行的。 方 案r规定在混凝 土支撑的 顶柱 下面 使用 露天开采工艺及穿孔设备。矿石运至露天 矿 堆场 ，然后 经露天 运 输线 路运至 选矿 厂 。 在开采 允许大 面积 暴露 的矿体时 ，在 露天矿非 工作 帮内 有 可 能形 成 高6 O ～ 1 4 0 m、宽2 0 4 5 m的 矿 房 。在 这种 情况 下，可 以使用 露天型穿 孔和运输设 备。随 着露天工 程和地下工程 之间形成 单一 回采 空间水平层 之后，露天矿中 的矿 房便可进 行回采。这样可降低购置设备和掘进井下 基建巷道的 基建 费用 。下 面列举该方法 的 可行方案 见图7 。 上述露天一 地 下开采的工艺设计 方案 ， 已应用于南列别金斯克，奥斯科尔河沿岸 和安诺夫斯克矿床含 铁石英岩的开采，并 已获得了显 著的经济效益 年经济效 益分 别为1 0 ． 5 ，2 8 ． 4 和4 ． 6 百万 卢布 。使用 以上方法，可 大量减少露天 矿的剥离工 作 量，减少土地 浪费， 降低 将剥离岩石 运至 坑外排土场的运输费用，并可在 已形成的 采空 区内处理大 量的剥离岩 石。 胡冬海译 自 “ 第 二届世 界非金属矿业 会 议 资料 一宏富 校 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆