矿岩软破缓倾斜中厚矿体采矿方法.pdf

Vo I ．1 6 ， № 1 Fe b ．1 9 9 5 东北大学学报 自 然科学版 J o u r n a [o f No r t h e a s t e r n Un i v e r s i t y Na t u r a I S c i e n c e 总 第 9 4期 SUM Ng_ 9 4 s ／ 矿岩软破缓倾斜中厚矿体采矿方法 妻室 基善一 采 矿 工 程 景 T 髟 f ／ 摘要玉石洼铁矿探部属难采矿体． 原采用有底桂崩落法， 存在采准工程量大、 施工困难和 ， 矿石损失贫化大等问题． 为此， 提 出设 回收进路的无底柱分段崩落采矿法， 实施后效果显著． 蓑 q D 8 53 3 1 收 进 趴 无 底 盔 纠 ， 叩 厍 ∥ 辟 -q 7 吗 分 类 号 ． f 一J 一 。1 ． 1 ／ 孑 1概 述 玉石 洼铁矿 简称玉矿 为接 触交代矽卡岩型磁铁矿床 ， 矿 体赋 存于 3 7 0 ～1 0 0 m， 上厚 下 薄． 2 2 0 m 以下矿体厚度 一般 为 1 0 ～ 2 5 m， 倾角 0 ～ 2 5 矿体和顶板 灰岩不稳 固 } 底板 闪长岩 比较稳固 ， 但近矿体的矽卡岩却极不稳 固． 有底柱崩 落法由于 采 准巷 道结 构复 杂 ， 矿 体形 态变化 大 、 施 工 困 难 致使 底 部 出矿 和 凿 岩 巷道 严 重破 坏 ， 造成 大 量矿 石 损失 ． 此外 采 准 旖 工 三 层 耙 道 ， 堑 沟 ， 凿岩 巷 作 业 ， 运 送 支 护材 料 困难 ， 支 护 不 2 1 0 ． 。 ． ， 、 ． ． ． 卜 1 2 0 0 ．一 一 f ＼八八八 人 ． ． ， ． 1 、 l 9 O V V 、 ， 、 V V一 ／ 1 7 0 田 1 新方 法采 准结 构剖 面示意 围 及时也是 巷道破坏 的主要原 因 一 ． 巷道破 坏严重 ， 矿石损失贫化大 便制约了矿石 产量． 为此冶 金部组织了以提高综合生产能力为内容的采矿科技攻关． 在现场调研与理论分析的基础上 ， 结 合玉矿条件提 出设 回收进 路的无底柱分段崩落采矿法 ， 其采准结构剖面见图 1 ． 新方法实施后 ， 很快扭转了矿山生产被 动局 面 ， 将一个减 产条件变为增产． 2 利用顶板岩石可崩性诱导 围岩 冒落 矿体顶板为灰岩 ， 存在 三组 主节理并遍布有大量随机 节理 ， 岩体严重切 割 ， 稳定性差 ， 可崩 性好 ． 大 量调 查表明 ， 顶板暴露 一定面 积 约 1 0 0 0m 后 ， 便可 实现 自然崩落． 此外 ， 由于矿 体 - 1 9 9 4 一 o 7 1 6 收 ． 第一作者 男 5 7 ， 副教授． 穑金工 业部“ 五 科 技攻 关项 日． 维普资讯 第 1 G卷 第 l 期 单 守智等； 矿岩软破 缓倾斜 中厚矿 体采矿 方法 7 倾 角小 ， 第 1分段进 路成片布置 图 1 ， 回采后 顶板 围岩可形成 足够暴露 面积 ， 且允许 较长 冒 落时 问． 故采 取 了靠顶板 自然崩落来 消除采空 区并形成覆岩 下放矿的 条件． 取岩石碎胀 系数为 1 ． 2 ， 按形成 1 5 m 覆岩计算 ， 则 回采第 1 分 段 时需 提供的 空间高度 不 应小 于 2 ． 5 m． 按此要 求 ， 同 时考虑矿 石入选 品位 ， 则将 矿体 顶板到进 路底 板的垂 高不小于 7 m 作 为设置第 1 分段的边界条件 ， 否则 不设进路 ， 实施并段 回采 ． 在第 1 分段布置炮 孔时 ， 应着重考虑进路之 间要崩透 ， 确保 2 ． 5 m 以上 的放 空高度 ， 并 且 在边 缘进路 中打超 深孔 ， 使采场顶板 形成切割槽 ， 以诱导顶 板加速 冒落．目前 矿 山已有 1 0余个 采场的第 1 分段进路回采完毕． 生产实践表明． 一般顶板围岩滞后回采 3 ～7 个步距时开始 冒 落 ， 当连续暴露 面积达 1 o 。 0 ～1 5 0 0 m 时 ， 便可形成充分的冒落高度 ． 3 设置 回收进路及减少岩石混入措施 无底柱分 段崩落法 放 出体形 态如 图 2所示 ， 其体积 只有小部分位于 出矿分段 ， 绝大部分在 上分段 ] ， 这 表 明上分段 的绝大 部分 矿量需 在下分 段 回收． 为适应这种转段 回收特 征， 回采进路 设在底 板 围岩中， 称 回收进路” ． 回收进路 的矿石 回采率 H 及贫化 率 P值 ， 随 开掘 岩石 从 进路之底 板算起 高度 日 而变化 ． 当分 段 高 1 0 m， 进路 问距 1 0 m， 出矿步距 3 m， 崩矿边 孔 角 5 O 。 时 ， 其 回采 实验 曲线见图 3 ． 依 图 3关系 ， 并结 合矿 山实际 经济 指标情 况 ， 确定 回收进路 的最大 掘 岩高度 日 一1 0 m． 即将矿体底板面在上分段进路 的 底板 位置， 作为设置 回收进路的边界 条件0 。 “ r ． 设置 回收进 路的 最大问题 ， 是如何减少 岩石 的 混入量． 对此 ， 采取了如 下技术措施 3 7 11 ／ m 圉 2 无 底柱分 段 崩落法 放 出体形 志 l 一放 出体 ， 2 一分段界线； 3 一 崩 矿炮孔 } 4 一 回采 进路 ． 1 提高边孔角度减少崩岩量回收进路的 出矿过 程为先放 出一 定数量的纯岩石后 ， 开始 出现 岩矿混合物 且所 放 出的矿 石 品 位逐 渐提高 ， 直 到为纯矿石 ； 当矿石放 出一定 数量后 ， 呈现岩 矿混 合并随放 出量的 增加 ， 品位逐 渐下 降 ， 当降到截 止 品位 时停 止放 出． 提高边孔角度 少 崩岩石 ， 可减少纯岩石 的放 出量 与贫化矿 中的岩石混 入量 ． 图 4 a是掘岩 高度 H 一1 0 m， 放 矿步距 工一3 m 时的放矿 实验 曲线． 由图可见 ， 当 一5 5 。 ～7 5 。 时． 则纯岩石放 出量 的 比值 y。 与贫化矿 的岩石混 入率 y ， 分别降低 5 和 2 ． 4 ． 因此 ， 当 回采 回收进路 时根 据掘岩高度 日 适 当提高边孔 角度 ‘ 可减少崩 岩量． 2 加大崩矿步距 减少岩 石放 出量崩矿 步距越 大 ， 则端 部 残 留最也就越 多 ， 而 回收进路 的端部残 留体 其主要是 由岩石组 成 的 ， 所以加大崩 矿步距可减 少岩石 放 出量 ， 且开掘 的岩 石高度 H 圉3 回收进路开掘岩石高度 越太 ， 减少的出岩量越多． 与回采指标实验曲线 3 实 施分出岩石 图 4 b给 出了 回收进 路岩石 混入 率与掘 维普资讯 8 东北大 学学报 自然科 学版 l 9 9 5年 岩 高 度 H 的 实 验 曲 线 ， 当 H 一6 ～1 0 m 时 ， 分 出 岩石 可 使 岩石 混入率 下降 5 ～ l 6 ． 因此 ， 在 H≥6 m 时 ， 设置岩石溜井 ， 分 出放矿 前期 的纯岩 石， 是 降低 岩石混入 率的重要 技术措施之一 4 设置 磁滑轮预选 原矿弃岩石矿 石入选 前经磁 滑轮预先选 出岩 石 ， 可将入 选的矿石 品位提 高 4 ～6 ； 甩弃的岩石 品 位 约 为 5 ％． 低 于 选 厂 的 尾 矿 品 位 7 ％ ， 从而提 高 丁金属 回收率和选厂处理 原矿石的生产能力 ， 并降低了 电能消耗 H ／ m b 圉 4回收进 路岩 石混 宰 实验 曲线 Y岩 石 混入率 ， 岩 石量占 放出 量比值 F 一 贫化 矿石韵 岩石 混入 率 ～ 总岩 石混 、 率 a 一 H I O n l ， 上 3 m } b 一 一 6 5 。 ， 上 3 m 4 改进放矿管理 ， 采用低贫化放矿方式 除 回收分 段按现行 截止品位控制 放矿外 ， 其余分段均按低贫化 放矿方 式控制放 出f 7 所谓 低贫化放矿， 是指矿岩界面正常到达放矿口时便停止放出 ， 将未被放出的矿石转移给回收进路 回收． 这样可以改善矿石 回收指标 ． 在矿石 回收率基本不降 低的条件下 ． 使矿石 贫化率有较 大 幅度下降． 此外 ， 合理地调整回采顺序 ， 均 衡回收进路的 出矿 比例 ， 亦 是调 节井 下出矿品位的有 效措施． 5 新方法适 用条件分析 新方法对矿体铅垂厚度的限制 ， 比传统的无底 柱分段崩落法 大 为降低 ， 但要 求至 少能够 形成第 1分段进路与 回收进路两个分 段． 当只有这 两种进路 时， 则回收进 路所 能接 收的残 留矿 量 较少 见表 1 ， 回收指标较差 ． 故对掘岩高度 Ⅳ 应有 一定限度． 曾对 I 2 ～1 5 m 厚 的矿体 分 别按分段高度 1 0m， 进 路间距 9I T I 的结构参数进行 15 0的物 理模拟 实验． 实验 中第 1 分 段 进路在空场 条件 下放矿 ． 回收进路 取截 止岩石混 入率为 4 6 ％． I 5 m 厚矿 体的模拟 实验 结果见 表 I ． 表 1 开 采 1 5 n l 孽 矿体横 拟实验 结 果 ‘ 一 崩矿 一谯贫 化括 5 ， 岩 石不分 出 综 合考 虑矿石 回采率 和贫化 率两项 指标可知 ． 为使 回采率满 足铁矿床 开采要 求 7 0％以 上 ， 则掘岩高度 H 应不小于 4 ． 5 m； 但 当 H8 m后 ， 矿石回采率增加缓慢 ， 而分化率却急剧 升高． 这表明对于 1 5 IT I 厚矿悻 ， 其 合理的开掘岩石高度 H 应 在 4 ． 5 ～8m 之间． ～ 一 嚣 一 维普资讯 第 1 6卷 第 1期 单守 智等 矿岩软破 缓倾斜 中厚矿 体采矿 方法 9 对 于 1 2 m 厚的矿体 ， 当开掘岩石高度为 7 m 时 ， 其 矿石 回采事 7 8 ， 贫化率 为 2 3 ． 可见 只要 回收进路位置 适宜 ， 仍 可获得较好的 回采 指标． 6 新方法优点 新方法使 玉矿 1 7 0 m 中段无底柱分段崩落法采矿的矿 石量由原 l 6 增加到 7 3 ． 4 ， 与原 采用的有底柱 靖落 法相 比其 优点主 要表现在如下的五个方 面 1 玉矿经过第 1次采矿技术攻关 ， 对于应 用无底柱分 段崩落法 采矿 具有 比较 成熟的 生 产与管理经验 、 『 弭此， 新采矿方法容易实现正常 生产． 2 新 果矿 法的各 生产水平 直接 与开段 井相通 ， 使运 料和行 人等 方便． 玉 矿采 准工程需 1 0 0 支护 ， 供料 方便对于保证及时支护意 义重大．采准工程多为水平巷道 ， 比较容易 旌工． 3 生产安全性 好． 玉矿 由于地质条件复 杂， 矿岩软破及较大 的地压 活动 ， 致 使采矿巷道 频繁 冒落． 新 方法地压显现后仍易处理 ， 而有底柱崩 落法 即使耙道 已形成 望天 斗 仍需经 常进 人 ， 一直到采场结束 ， 安全性 差． 4 新方法结构 简单 ， 采 准工 程量小 ， 回采指标优于原有底柱 崩落 法． 采准系 数由原来 的 l 4 ． 9 3 m／ k t ， 降 到 7 ． 7 3 m／ k t ； 回收 率 由原 6 2 ． 3 4 提 高 到 8 3 ． 1 ；贫化 率 由 3 2 ． 0 6 降刊 23 ． 5 ． 5 新方法实 施后 ， 很 快理顺 了生产关 系 ， 将一个减产 条件变 为产量 和效 益连年递增 ， 并 创建矿以来的最好 水平． 7 结 语 1 理 论分析与生产实践表明 ， 新 方法用于开 采类似玉 矿条件 的软 破缓 倾斜厚 到中厚矿 体是 可行 的． 该方法为类似 的难 采矿体提供了一种较好的 新的采矿方法． 2 适当增大 回收 进路 的边孔角度 、 崩矿步距 、 实 施岩矿分 出和 地表设磁滑轮甩掉部分废 石 ， 是提高入选品位和经济效益的有效 措施． 3 新方法是 开采玉矿厚度大于 1 2 ～1 5 m 矿体的理想采矿方法． 参考文献 1 玉石 洼 铁矿 ， 东北工 学 院矿 山研 究所无底 住分 段崩 落涪 在软 破 矿岩 中 进 路 为单 元 组织 生产I j 勺 试 验 总结 ． 盘属 矿 山 ， I 9 8 9 2 I 2 ～ 1 8 单守 智 任风玉 ， 萑 憧发． 玉石洼铁 矿提高 生产能 力舟 勺 主要技 术措茄 ． 化工 矿山技术 ． 1 9 9 4 1 】 - 2 1 ～2 3 解 世慢盘属矿 床地下 开采． 北 京 ； 冶 金工 业出版杜 ． 1 9 8 9 ． 1 9 8 Z 0 8 任凤玉随机 舟质放 矿理论厦 其应用． 北京 冶 金工业 出艋 杜 1 9 9 4 1 0 7 ～1 2 1 王撮生 ． 刘斌 ， 兴 国． 关于无底 柱分段 崩落法 开掘下盘 岩石边 界的研 究 矿 山技 术 1 9 8 6 f 3 - l 8 ～ 2 3 辛洪蔽冶蛊 矿山难 采矿悻开果 技术． 北京 冶 盘工业 出版杜 1 9 9 4 ． 1 4 2 1 5 0 村兴 国 ． 辛洪 泣 ， 刘斌 ． 等． 教 破矿岩 条件无底 柱分段崩 落法的 实践． 化 工矿 山技术 ． 1 9 9 0 2 6 ～1 0 Hous t r i d W A ．U n d e r g r oun d M i n i ng M e t ho d s Ha b ∞ k U S A l s州 { e y 0 f M [ n l n g n ⋯o f A E ， 1 9 82 ．9 4 s～ 5 7 6 On t h e M i n i n g o f a So f t ， Ge n t l e s l o p e a n d M i d d l e s i z e De pos t t d Sh o u z h i ． R Fe n g y n AB S TRACT Th e d e e p p a r t o f Yu s b i wa Or e． a s a n o r e b o d y h a r d t o r e c o v e r ， wa s o r i g f n a l l y m i n e d b y wa y 0 f 维普资讯 1 O 末北大学学报 自然科学版 1 9 9 5年 p [ 1 l a r a ving wh e r e s u c h p r o b l e ms a s a g r e a t d e a l of wo r k t o b e s p e n t o n， d i f f i c u l t t o c o ns t r u c t a n d o r e l o s s ／ d e p l e t i o n f e f o u n d a l l a l o n g A n e w m n i n g me t h o d Wa s t h u s d e v e l o p e d a p p | n g p i | l a r | e s s s u b l e v e l c a v i n g t o t he o r e wl t h e x t r a c t i o n d r i ft a n d p r o v e d s u c c e s s f u 1 ． KEY W ORDS o r e b o d y h a r d t o r e o v e r ． p i l l a r l e s s s u b l e v e t c a v i n g， e x t r a c t i o n d r i f t ． Re c e i v e d Ju l y l 6 1 9 9 4 { i 切 削 颤 振 非 线 性 数 学 模 型 的 化 简 高 国利王启 义 以非 线性再 生颤 振理论 为基 础 ， 推 导出一 种简 化 的再 生颤振 数学 模型 ， 与非 线性 模型 具有 最 小方 差． 且 它 能够 很窖 易地 得 出解 析解 ， 还 能够 很好 地解 释 以往 的线性 模型 无法 解 释 的非线 性现 象 ． 便 于切 削 过程 的稳 定 性分 析及 切削 颤振发 展过 程 的研 究 ， 利 用这 一模型还 可 以求 出切削颤 振 的幅值． 通过 计 算机仿 真 ， 取得 了满意 的结 果 ． 适 于计算机辨识建模的杆组 拆分 方法 事树 军 提 出 了一种拆 分 平面 连杆 机构 AC C YP杆 组 的新方法 。 遥根 包 围拆 分 法 和 。 内点扩 张 拆分 法 以及 相应的 拆 分准 则． 本方 法 既便 于人 的盘 观 分析， 叉 适于 计 算 机辨 识， 为 应 用A c c Y P 扦组 进行机 构运 动学 及动 力 学分 析 的计算机 辨识 建模 建立 了基础 ． 用广义阶梯函数求解铰联 接的变刚 度粱变形 问题 宁 英 吉 本 文应用 广 义阶 梯函数 求 解具有 铰联 接 的非均 匀变 刚度 粱 的变形 问题 ， 给 出其变 形 方程 的 一般形 式 ， 通 过 文 中算 恻看 出解法 简单 ． 规律 性较 强 ． 便 于实际 应用 ． 广义对称特征值 问题 A--2 B x 0 的麓的结构与算法 齐 秉 寅 对 且， B∈ h对 称 ， B正半 定情 形 的 广义 特征 值 问题 A--Z B x0 给 出 了求 解 方 法 ， 分 析 了矩 阵对 ， B 为 奇异对 时的特征 值 与特 征向量 的结构 ， 所用 的矩 阵变接 多 为正交 变换 ， 故 计算过 程是 稳定 的． 双参数随机 S i e r p i n s k i 垫的相位曲线 王 向 阳王 福 龙 引入双参数随机置换 ， 考虑了具有参数 P， 目的随机 S i e r p i n s k i 垫的各种形态的相位 ． 讨论 了当 ． g跨跃 某些 相位 曲线 时 ， 其构成 形态 变化 的情 形 ， 它包 括了 g o 的 S i e r p i n s k i 垫和 日 的 Ma n d e l b r o t 渗流 模型 ． 维普资讯