现代地下采矿方法典型实例（三）：下向分层充填采矿法.pdf

现 代 地 下 采矿 方 法 典 型 实例 三 下 向分层充填采矿法 核工业总公 司矿 冶研 究设计院高级工 程师 胡 际平 下 向分 层 充填采 矿法 以往多 以木材作假 顶 ，坑木 消耗大 ，劳 动生产率 低 。因此 ．一 般只用来回采高 品位矿柱 间柱 、顶底柱 。 近些年来 ， 随着无轨采矿和胶结充填的推广 ， 它 的应用范 围不断扩大 ，其主要进 展是 1 ． 用水泥胶结充填料取代木材假顶 ，简化 了工 艺过程，降低了坑木消耗 ；2 ．采用无轨 自行 设 备 ，加大进路 断面 ，采 矿强 度和劳 动生 产 率 显著 提 高 }3 ．上 下分 层的 进 路交错 布 置 直交 、斜交 或平行 错位 ，但顶承载 耩力随 之增加 - 4 ．近地表急倾斜薄矿体采用局部充 填 或不 充填 的钢 筋混 凝土顶 板 下 向采 矿法 ， 减少 了充填工作量 ，成本相 应降低 I 5 ．在 充 填体内钻凿充填孔 ， 缩短充填料漫流距离， 以 免充填料过度离析而降低假顶强度。 例 1 瑞典加 尔彭 贝里 Oa r p e n b e r g 铅锌矿 矿体赋存在石灰岩中， 烦角约 7 0 ’ ， 厚度 ～ 2 0 m，矿石 松软 ，品位 很高 。如 图 1 ，分层 高 4 m， 进路宽 4 ． 5 ～5 m。使 用双机 台车钻 凿 直径 3 8 ram、深 2 ， 7 m 的炮孔 。爆 下的矿石用 2 ． 6 ma 前装 机装入 白卸汽 车运 往溜矿 井 。进 路采完后 ，随即 充填 。尾矿在地 表用水力旋 流器脱泥，再经圆筒真空过滤机脱水，然后 在双轴叶片搅拌机中将尾矿、水泥加水搅拌 制浆。制备好的充填料 浓度 7 0 由双缸 柱塞泵辅往地下， 通过 1 2 5 m m塑料管送入 工作面。 充填前 ， 在进路底板留一层 3 0 e ra厚 的碎矿石，上面放塑料布 ，塑料布上铺设 国外盘属矿山 2 ． 5 mm、 孔网 5 0 mm 的金属 网 。 先 用灰砂 比 1 t 4的充填料 充填 1 ． m高 ，然后用灰 砂 比 1 8的充填料充 填其 余空问 。上 下两十 分层 的进路彼此直交，上一分层的充填体象横梁 那样架在下面的进路上， 保证了作业安全。 假 顶如有小块 冒落 ，可插入 2 0 ram，长 1 ． 5 m 的快 硬水泥卷锚 杆 。 该 矿年 产矿石 2 0万 t ， 地 下 劳动生产率高达 7 ， s t ／ 人班 。 图 1 加尔彭贝里矿下 向分屡充填法 1 塑料布I 2 碎矿石 例 2 日本深泽铜铅锌矿 矿体呈层状赋存于凝灰角砾岩中，倾角 1 0 。 ～ 1 2 。 ，厚度 5 ． 1 m，上盘是玄武熔岩 ，下 盘为英安岩 。 矿石 松软 ， 含铜 1 ， 铅 3 ． 8 ， 锌 l 2 。 如 图 2 ， 阶段高 2 0 m， 分层 高 3 m。 在 矿体 内布置一 条 进路斜 巷 ，坡 度小 于 2 0 ， 用来连结上下两个水平 ，并作铲运机的出矿 35 维普资讯 通道 。开采 每个分层时 ，从斜巷 掘进沿脉平 巷 ， 然 后垂直沿脉 平巷在两 侧布置 回采进路 ， 进路分两期 间隔 回采 。平巷和进 路的断面均 为 4 3 m， 用架棚机架 设木棚支 护 。 由于坑 内 泥泞 ，使用 特制的八轮双 机 台车 打眼。爆 下 的矿 岩 ，用 2 ． 8 m K L D M- 8型铲运 机经斜 巷 运 至上水平 ，卸入矿石 或废 石溜井 ，放至下 水平 。每个 进路采完 后 ， 在 底板铺设 1 3 mm 钢 筋 ，间距 0 ． 31 ． 0 m。先 用 1 3 I 5 7 I 3 0 水泥 、尾 矿 、止 山灰的 充填料充填 0 ． 5 ～ 0 ． 6 m 高 ，其余 部分 用 2 的水 泥 、尾矿 、火 山灰充填。充填料从地表通过管道直接送到 采 场 ， 输送 浓度 6 5 。 矿 山年产矿石 3 2万 t ， 共 1 7 9人 I全 员工效 5 ． 6 t ，采矿工效 2 6 ． 5 t 。 图 2 探泽矿下 向分层充填法 I --回来进路I 2 --分层平巷 I 诗略斜 巷 I 4 上水平运输平巷 l 5 矿面藩井l 6 --废石i 膏井I 充填料I B 铜筋混凝 土底板 假顶 - T A 例 3 法国圣 萨尔维 S a in t S a l v y 锌 矿 36 矿脉 倾角约 8 0 。 ，厚度 平均 3 m。上盘是 较稳 固的石英 岩 ，下盘是 较橙软 的粘土 质片 岩 。矿 石不稳固 ，含锌 1 0 ． 5 ，银 8 5 g ／ t 。如 图 3 ，阶段高 度 6 0 m，分 层高 4 m，采矿 场走 向长 l 0 0 m。 开 采每个分 层时 ，从下盘斜 坡遭 向采矿 场掘进横巷 ，在横巷尽 端沿矿体 走向 掘 进 回 采 进 路 ，其 宽 度 即 矿 体 厚 度 。用 Mo n t a b c r t 单机 台车 配 H5 0型 液压 凿 岩 机 打 眼， 用 1 ． 5 m C T 2 5 0 0型铲运 机 出矿 。 进路采 完后 ， 在底板铺 设 2 0 c m 厚的碎矿石 和 1 0 0 1 0 0 ram 的金属 网； 每隔 3 m 放一圆木横 梁 ， 用 楔子与上下盘 围岩 顶紧 ；每隔 1 0 m安放 一个 1 ． 5 m高 的塑料风 筒 断面 1 0 ． 5 m ， 用作下 一 分层的通风小井 。 随 后用混 凝土充填 1 ． 5 m 高 ， 剩余 的空 间可通行铲运 机 、 安 设通 风筒 ， 还 可作备用通道 。 ’ 图 3 圣 萨尔维矿下 向分层充填法 I 罾岩与j I 破I l 出矿l■ 充填} l 充填井} 2 --藩矿井I 3 --人行道 横 巷 l 4 --通风平巷 5 、6 采矿场边界 I 通 风 筒 每 m。 充填料 由下列成 分组成 0 6 mm 砂子 l 1 6 0 k g ，6 2 0 mm碎 石 l 1 6 0 k g ， 3 2 5号 水泥 1 4 0 k g 。水 1 4 0 k g 。充填料 用铲 运机分 4 次铺 设 ，每次铺 0 ． 3 ～0 ． 4 m 厚 ，并 用振动滚 反复 压实 ，7天 后抗压强度 可达 7 MP a 。矿 山 日产矿石 1 0 0 0 t ， 地下共 l 2 0人 ， 地 下工效 8 l ， 采矿 工效平均 i S t 。 1 9 9 0 年第 期 维普资讯 例 1 苏联兹梅 伊诺戈尔 3 M e i t t t o r o p C K n n 铅锌 矿 矿体 呈扁豆状 ， 倾 角 6 0 。 ～9 0 。 ， 厚度 1 ～ 2 5 m。 围岩 为泥 板岩 、 石 灰岩 、 凝灰石英 斑岩 ， 围 岩 和 矿 石 均 不 稳 固 。 如 图 1 ，分 层 高 度 2 ． 5 m，在矿体 内沿 走向布置 分层平巷 ，然后 垂直 于分 层平巷布置 回采进路 。进路 分两期 间隔 回采 进路断 面 3 2 ． 5 m 倾角 8 。 ～ 】 0 。 ， 长度 不超 过 2 0 m。用 n P 一 3 0 K型手 持式 凿岩 机 打眼 ，孔深 1 ． 8 m。第一期进路 2 t 个 炮孔 ， 第二 期进 路因两 帮均 为充填体 ，只需 1 5 ～ 】 6 个 炮孔 ，边孔距离 充填体 0 6 m， 爆 下的矿石 用 l 0】 7或 d i G - 3 0型 电耙 耙往 溜矿井 。第一 分层 的平巷 和进 路用木棚支 护 ，其余分层 在 人工顶 板下作业 ，不必支护 上下两个分 层 的平 巷和进 路都平行交错 布置 ，这样 上面两 个 相 邻 进 路 的充 填 体 可 以 象拱 一 样 互 相 支 撑 。 图 4 兹梅伊诺戈尔矿下 向分层充填法 I 木挡墙 I 2 ～4 回泉特鹾 I 5 I 6 ～ 2 0 ram钢筋 锚 杆 I 6 木 支架 I 7 朗门 I 8 免填 管道 I 9 充 填 进j } f I 1 0 回 采 进 路 I I 1 电 耙 绞 车 I 】 2 分 层 巷 I l 3 泄水孔I 1 | 金属 网I I 5 5 ～ 6 “ 瑚 锕丝 国外金属矿山 充 填之 前 ，在进 路底 部 两侧 留下 0 3 ～ 0 ． 4 m 厚的碎矿 石 ，在 中部 留下 0 ． 1 ～ 0 ． 1 5 m 厚的碎矿 石 使 充填体 呈六角形 ，顶板形 成 自然 拱 。随 后 ，在 碎 矿 石 上 铺 设 金 属 网 ，在 进 路 入 口处 构 筑 挡 墙 ，架设 l 5 5 ram 充 填 管 。充填 料 由 7 5 的 砾砂 和 2 5 的 尾 砂组 成 ，每 m 充 填料 加入 4 0 0号 水 泥 2 0 0 k g和 3 8 0 ～4 0 0 L水 料浆通 过管 道用 风力送 往采 场 。 由于充填 料在 进路 中的漫流距离 不超过 2 0 m，充填料不 会严 重离析 进路较 长时 ，则 分成 1 5 ～2 0 m的分段 进行 充填 。 ． J 图 5 奥尔洛夫铜锌矿下向分层充填法 I ～ 4 回来 1分层 I 5 挡 墙 I 6 充填 孔 7 通 风 孔 I 8 锚 杆 I 9 充 填 管 道 l O 切害 I 巷 采用此法 ， 充填 成本 为 1 0 ． 5卢 布t m。 ， 采 矿工人劳 动生产 率 已达 5 ． 6 2 m。 t 人 班 ，包 括 充填 的劳 动生产 率 为 3 ． 6 l m ／ 人 班 。今 后拟 采 用小型 自行设 备，将进 路宽 度 扩大到 6 ～ 8 m。 下 转 第 3 d页 37 ‘ 维普资讯 汽车运输 量提高 了 { 1 。 根据 米哈伊洛 夫采选公 司碎石 汽车道 路 的修筑和 使用经验 ，以及本文作 者对许 多大 型露天矿 在较高轴 负荷作用下 碎石路面 工作 的试验研 究 ，可 以推荐 出采用载重 2 7 ～ 1 8 0 t 的现代 自卸汽车进行 运营 的若 干新 的路 面结 构 。 推 荐 的 露天 矿 汽 车 道 路 行 车 部 分 宽 度 见表 乃是极限值 。最小宽度 是根据安 全行 车条 件确定 的，最大宽度是按 照充分利 用 自 卸汽车 牵 引能 力的需要确定 的 。 露天矿汽车道路行车部分宽度 汽车道路宽度 m 最小 自卸汽车 蛋号 承泥馄 碎 石 土 壤 宽度 载重量 凝土鼯 面 层 路 面层 路面 层 ∞ E e ．I AS - 5 4 0 A n B u AS - 6 4 8 ‘ “ B | 9 7 ＆ 7 5 1 9 t l “ E K- 7 5 2 I 1 8 “ 2 8 ～ a 0 ． 1 根据 B e t A 3型 自卸汽车牵 引动力质量 的 试验研 究结果 ， 确定 了运行 的平 均技 术速 度 与 汽车道 路利 用这些关 系式 可以计算 出 自卸 汽 车在行 车部分宽 度极限值 范围内 的生 产能 力 。 推荐的碎石路面结构 白卸汽车型号 载重量 路面钴构参数 -S 4O 一 54 8 - 5 | 9 一 7 S】 9 - 75 2 】 2 7 t ● O I 7S t 1 l o t 1 8 o t 路 面层厚 度 o -a 碎石 粒度 mm 基底 层厚 度 碎石粒度 ra m 植 傲 岩 石 路 基 译 自苏联 r n H y I } l l “ ， l 98 9。 № 9。 23～ 2 5 ■艳译 陈玉华控 上接 第 3 7页 例 5 苏联真 尔洛夫 O p ． o s 铜锌矿 矿 体 呈透 镜状产 于硅化 板 岩和 泥岩 中， 围岩和矿石都不稳固，矿体厚度 8 0 m。如图 5 ， 分层高度 4 m， 沿 走 向在矿 体中央布置切割 平巷 ，垂直切 割平巷 布置倾角 为 4 ～5 的 回 采进路 。进 路分两 期间隔 回采 ， 断面 4 4 m。 每条进路采完后 ，在底板 留下 0 ． 1 ～0 ． 1 5 m 厚的碎矿石并加以压实 ，随后进行充填 。 充填料用砂石和尾矿怍骨料 ，二者配比 4 6 ，每 m 加入水泥 2 0 0 k 8 。制备好的料浆 通过管道籀往并下充填。由于回采进路长达 3 5 , ． 5 0 m， 如充填料沿整个进路漫流， 物料将 3 4 严重离析 ，导致充填体强 度不 均 。为此 ，从 第一分层 的进路用潜 孔钻 机 自上往下 在充填 体 内钻 凿两 撵 1 5 5 ram 充 填孔 ，孔 距 l 5 ～ 2 0 m。 通过这 两捧充 填孔 ， 可以对下面各 分层 的所 有进 路进行分段 充填 ，从 而保证 了充填 质量 ，使 回采进路不 必支 护 ，而且可 以把进 路加 宽 ，使用大型 自行设 备 。由于采 用这一 充填新 工艺 ，并且 改进 了 充填 料制 备 方法 ， 1 9 8 2年 ～1 9 8 4年 间 ， 回采 工作面工人 劳动生 产率从 5 ． 6 4 ．m ‘ ／ 人 班增至 6 ． 6 9 m| ／ 人班，每 m。 充填成本 从 1 6 ． 5卢布减为 l 3 ． 6卢布 ， 矿 石损 失率 从 7 ． d 降低 到 6 ，贫 化率 从 9 ． 8 减至 8 ． 4 。 ， 1 9 9 0年 第 4期 柏 舶 幢 ●● ●● ●， d ● 拍 拍 地 ～ ～ ～ ～ 墙 帕 柏 ∞ 神 神 ～ ～ ～ ～ ∞ 维普资讯