水平深孔切割垂直扇形深孔落矿采矿方法的应用.pdf

5 5 7 水平深 孔落矿 。 ．／ 采矿方法 的应 用 。 铜 陵有色职工大学 章忠宪 一 摘要 本文介绍了狮子山铜矿开采倾斜中厚矿体中应用水平澡孔切割 、 垂直痢形探孔落 矿法 的设 计 回采过 程。指 出应 用多捧 同段爆 破 可 提 高爆 破 教果 ． 应 用水 平澡 孔切 割 ， 减 少 切 割 工作 ． 可 龈护 底部结 构及提 高底板 痢形孔 或束状 探孔 关 键词 水平澡孔切害 I 多排同段爆破 1 矿床 开采技 术条件 狮子山矿大团山矿床属矽卡岩型矿床， 浅部的 Ⅲ号 矿 体 走 向长 1 2 0 m， 倾 角 4 0 。 ～ 4 5 ’ ， 平均厚 1 6 m， 为透 镜 状 矿体 ， 距 地 表深 2 0 0 m， 向下延伸 9 0 m。 矿石为含铜矽卡岩， 致密坚硬， f 1 9 ～ 2 0 ， 稳固 、 无 自燃 和结 块性， 平均 品位 1 ％～ 1 5％ 。 上盘 围岩 为矽卡岩 夹大理岩 ， 下盘 为闪 长岩 。 均稳固。 2 矿 块 构 成要 素 回采 阶段 水 平 为 一8 0 m， 阶 段高 4 0 m。 矿块垂直走 向布置 ， 长 为矿体厚， 宽 为 2 5 m． 底柱高 6 m。在 一8 0 m 水 平 已有 间距 2 5 m 的 l 5 ～2 1 7条穿脉。每条穿脉 在矿体底 板有探矿天 井， 首 采地段 2 0 ～1 7 穿作 为 一 个盘 区进行采 准设计 。 3采 准 切割 出矿 系 统 采 用 电 耙 溜 井 系 统 。 在 一 8 4 ． 6 m打 一聚矿 耙道 ， 沿矿体 走 向布置 。 在 一8 0 m 水平利用 2 5 m 间距 的穿脉 加副穿 作 耙 运 层，这 样 ，耙 道 垂 直 走 向．间 距 章忠宪．高级讲师安徽铜睦2 4 4 o o 的爆 破教 果。 司 如 1 2 ． 5 m， 构成底板 沿脉 进 风， 经耙遭 ， 从 顶板 回风道 回风 的简 明 的通 风 网路 。在 一8 0 m 耙运层 顶板打 一沿走向 回风道 脉 内 ， 普通 交错漏 斗， 斗距 5 ． 5 m。在 一7 0 m 水 平 布置 一 条底板 走向耙道 ， 以减少 固矿体倾角较缓 造成 的下盘 损失。 考虑到矿体 的倾 角较缓 ． 矿层稳固性较 好等特 点． 设计 采 用分段 空场 法 回采， 具体 应 用水平深孔切 割 拉水平槽 、 垂直扇形深 孔 的落矿方 案。 首采 1 9 采场， 宽 2 5 m。整个 采场分三 层 凿岩分层 一7 2 m、 一6 4 m、 一5 6 m 。第一 分层凿岩硐室在 l 9 耙道上方 ， 与耙道 方向 一 致 ； 垂直硐室拉三条切割道 作为水平切割 的补偿 空间。硐 室规 格 33 ． 5 m， 切割道规 格 32 m。第二 分 层在 1 9 采 场边缘 外侧 称为 一l 8 二层 、一l 9 二层 。靠近 底 板 亦拉一切割道 ， 作 为 一7 0 m 走 向耙道水平切 割层的补偿 空 间。第三 分层 亦垂 直 走 向布 置 ， 靠近底板亦拉一条切割道 。 采准方 案如 图 1所示 。 4 回 采 使 用 TQ一1 0 0型潜 孔钻机进行 深孔凿 岩 。垂直 扇 形 布孔 ． 孔 径 l O O mm， 最 小抵 维普资讯 抗线排 距 2 O m， 孔底距 2 ． 0 ～2 ． 5 m。在 水 平切割 部位的每排孔之 间打一机心高 为1 ． 2 1 3 3 的水 平加强 孔。 嗣形孔放 射 中心 即凿 岩 l ， I一一Ji r _l 机 心高 为 1 8 m． 其最低孔为微倾水平孔 ． 与 机心高在 0 ． 6 m 处施 工 的水 平 孔构 成 每 排 切割用 的 2个深孔 。 日 ‘ J ． ． ． ． ． ． 一 、 ． 7。 图 1 水平深孔切割 、 垂直扇形深孔落矿方 案 注 图 中阴影部 分为水 平切害I 装 药用 q 8 5 mm 的条 状 的硝铵 炸 药， 每 一 分 层同段雷管 的多排 同段爆破， 导爆 索和 非 电毫秒 雷管 双重 起爆 网络 。 分次爆破 第一 次爆 破第一分 层的水平切割 ， 以切 割道 为 自由面 ， 采 用微差爆 破 每排一 个 段 次 。爆破后 松动 出矿， 余 下一部 分矿 石 作 为下次爆破 的缓 冲层 。 第二次爆 破是 将第一 分 层水 平切割 之 上 的扇形孔 以水 平切割 为 自由面下压， 同段 爆破 。 第三次爆破 范 围为 第一 分层底 板 剩余 的排孔和束状孔及 二分 层的底板 水平切割。 水平切割也 以切割道 为 自由面。每排 包括 加强排孔 一段 ， 同 次先段 响 炮， 以减 少一 层孔底 的夹制性 。 第 四次爆破是将二 分层 、 三分 层剩余 的 孔全部放掉 ， 其分段次序是先将 两个二分层 的硐室， 在采空 区顶 上的孔 同段 下压 ； 然后 二分层底板部分排孔往顶 板推， 同时三分层 的底板水平 切割 先 于二 层底 板排 孔的 同次 先段 响炮 ， 以减小二分层底 排孔爆破 时孔底 的夹制性， 三分层其他排孔最后一段响炮。 5效 果 评述 1 垂直 走 向布 置硐室 ， 可 以兼作 生 产 探矿之用． 能使地 质人员准确地 圈定矿体 。 2 施工 采切 工 程时， 以水 平 切割道 代 替切割天井， 既安全 又节省 了工 程 量， 减 少 了掘进成本和采矿成本 。 根 据以前对倾斜矿体的 回采经验 ， 往往 在开始回采 范 围开 辟浅采 场或 用切 割 立槽 作为大爆破的补偿空 间， 选择 了水平深孔拉 槽方案， 其优点 如下 ①施工时安全可靠。 ②节省工程 量。 较之立 槽 方 案节 省天 井工 程 7 O re 以每分 层一个立槽计算 ； 节 省 了材 料， 提高 了掘进 效率 掘进 工效 由0． 3 O m／ 工 班 ， 提 高 到 0 ． 3 7 m／ 工 班， 最 高 可 达 0 ． 4 5 m／ 工班 ， 也节省 了时 间。 ③水平切割槽在切割爆破后 ， 可 以进行 浅 孔修 整， 使 采界达 到设 计要 求 ， 从 而改 善 下次爆 破条 件。 3 应用 多排 同段爆 破， 提高 了深孔爆 破效果 ， 提高 了采场的经济效益 。 本采场 的回采基 本 上是 以多排 同段 爆 维普资讯 7 破原理设计的 ， 是 将这 一原 理应用于较大规 模的垂直扇形孔 、 水平 自由面场 合的尝试 。 根据 我矿多年 来对 多排 同段爆 破的 实 践， 沿 炮孔 方 向崩 矿 时， 爆 破的 “ 厚宽 比” 关 系式为 L ≤KI 3 ， 即 L ／ B K。其 中 L 厂 一一 段次爆 破矿 层厚 度 ； B 采场 自 由面 的最 小宽度； K 沿炮孔方向爆破时， K ≤0 4 ～ 0． 6 。 本采场设计分 层 高度 为 8 m， 采场第 二 次爆 破时， 水 平 自由面 面积 1 6 x 2 4 m。扇形 孔控制的爆 破矿层厚度 为 6 m。其“ 厚 度 比” 为 6 ／ 1 6 0 ． 3 7 5 0 ． 5 ， 符 台“ 厚宽 比” 要求 。 二层顶 板部分扇形孔， 1 4 平均长 x 3 1 宽 7 m 高 其爆破 的 “ 厚 宽 比” 为 7 ／ 1 40 5 亦符 合 要 求。检 验爆 破 效果 采 场 界 线 整 齐 ； 二次破碎单 耗省 0 ． 0 7 1 k g ／ t ， 较之 其他 矿体 的回采要 节省 5 0％， 改善 了 出矿 条件， 提高 了采场 的生 产能 力， 出矿 能力 达 3 7 0 I ／ 班 4 水平 切割 可以显著地提 高大爆 破效 ‘ ∞ * ∞” 似 5 ∞0 拈“ ” 甜 上接第 4 l页 到正常生产时达 到设 计用电容量， 这 可为企 业节约大量的基本 电费开支， 如 江西铜 业 公 司德兴铜矿三期工程， 原设计是两台 9万 k VA变压 器， 6万 t ／ d处理 能力 ， 分 期 建成 投产的安 排和对 前 3万 t ／ d用 电负荷 的 核 定约为 3 ． 8万 k W， 将一 台 9万 k VA主变改 为 6 3万 k VA的 主变 ， 申报 6 ． 3万 k VA单 台运行供 电， 完全 可以满足前 3万 t ／ d生 产 的负荷需要 ， 当时基 本 电价 为 1 0元／ k vA ／ m o n ， 年节约基本容量费 3 2 4万元， 从 1 9 9 0 年到 1 9 9 3年共 节约 基本 容 量 费 9 7 2万元 。 1 9 9 3年 以来 ． 三期工程的后 3万 t ／ d投入 试 生产， 经 实 测 和 分 析， 全 部 负荷 约 7 ． 4万 k W． 申报 了一 台 9万 k VA主 变运 行 ， 另一 台6 3 万 k VA主变 傲为备用方案， 其容 量费 按半年计， 年节约基本容量费为 3 7 8万元， 果， 并且形成的缓冲层对电耙道有很好保护 作 用。 对于倾斜 矿 体特 别是 缓倾 斜 矿体 回 采 时， 每 一分 层硐 室在底板部分 总有 一些 倾斜 的深孔 束孔 ， 若只依排顶板方 向侧 向 自由 面爆 破， 往 往效 果极 差， 易发生 根底 。根据 经验 ， 倾 角 小 于 7 0 的底 板方 向深 孔， 在孔 底无 切割 自由面 的情况 下很 难 放掉 。率采 场每一分层 都 采用 了水平 切割 。水平 切 割 爆 破后 ， 进行 了松动 出矿 ， 剩余 的 作 为缓 冲 层 ， 减少 了第 二 次的 大爆 破对 耙道 的破 坏 ， 可 以这样 汰为， 破 坏 电耙道 的主要 因素是爆 破地震波， 特 别是深孔 大爆 破地震波破坏较 大。正 由于有 了水 平 切割层， 爆破地 震波没 有直接作用到 耙道 上， 减少 了破坏作用 参 考 文 赫 1 解 世俊 ． 金 属矿 山地 下 开采 ． 北 京 冶金 工 业 出版 社 ， 1 9 7 9 2 采 矿手 册编 委会采矿 手册 北 京 冶 金 工业 出舨 社 ． 1 9 9 0 从 1 9 9 3年 到 1 9 9 5年 共 节 约 基 本 容 量 费 8 1 9万元， 三期 工 程建 设 到正 式 生产， 不计 减少的变损 ， 两 项就节 约 1 7 9 1万元。 4 ． 2削峰调荷 在已形成正常 生产 的企业， 用电管理 人 员对本企业的用 电量 、 负荷特点都有 充分 的 了解 ， 可以利 用调 整 负荷， 通 过 企业 内部协 调削 峰的办法 ， 在变 压器 的经 济运 行 区 内， 相应提高变 压器 的负载率， 将大 马拉 小车 的 变 压器退 出运行 ， 同时也可通过 一次性投 资 和投 资 回收 率计算 ， 将 大 容 量变 压 器换 小 ， 以减少企业的 用电容 量。 4． 3 及时报停变 压器容量 矿山企业 受 自然条件影响的因 素较 多． 如灾 害、 检 修 、 停 产不可避免， 必须 充分 掌握 电力行政法 规， 及时报 停 用 电容量 ， 为企业 减少 电费开支 。 维普资讯