窄矿脉天井爬罐采矿方法探讨.pdf

2 0 0 0年第 5期 探矿工程 7 5 一 窄矿脉天井爬罐采矿方法探讨 型壶 ， 垫型 陈庆寿- 1 ． 中国地质大学 北京工程技术学院， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 2北京矿咕研究息院， 北京 1 0 0 0 4 4 摘要 窄矿脉天 井爬 罐采矿方法是一种安全 、 高效 ， 机械化程度较高的方法， 结台乳 山金 矿的生产实际 ， 联系传统 浅孔 留矿法采矿 ， 对天 井爬 罐采矿法的应用及其优点和需要注意的问题 进行了论述 。 关健 芏 堕； 茎 熊 中田分类号 T D 8 5 3 ． 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 3 7 4 6 2 0 0 0 0 5 0 0 7 5 0 2 l Y t s t m s s l o n蜘 Nm “ r o wV e i nM_mi n g 也R ．tC m e a蝴／ L I Um p i 喈 ，C HE NQ i n s h o u C h i n a U n i v e r s i t y o f G a p s ei- e n l ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ，删 0 G g B e ij i n g G e n e r a l R e s e a h I n s t i t u t e o f Mi n i n g a n d Me t a l l u r g y ，B e i j i T 1 g 1 O 0 0 4 4 ，C h i t a Ah抽 r a 嚏 B r r o w v e i n mi n i n g wi t h r a i s e c l i mhe r i s a k i n d o f me c h a n i s e d mi n i n g me t h od ．w hic h s a f e a n d e f f mi t ．Ac c o r d i n g t o t h e p r o d u c t i o n p r a c t i c e o f R u s h a n G o l d M i n e a n d c 0 p r e d w i t h t r a d i t i o n al m e t h o d ， t h e 印d i e a l i o la o f r a i s e c l i mb e rme t h 0 d a n d B a d v a n t a g e a a n d 5 4 2 ,1p r o b l e ms a 他 d L s c u s e di n 血 p a p e r K钾 wo l x l s mi n i n g；n s y to w v e i n ；r a i di mhe r 窄矿脉回采 问题正引起 国内外采矿业 的 日益重视 ， 这 是 因为被开采的窄矿脉 中 的矿石 一般 都较 为贵重 、 品位 高； 加 之厚大矿体 日趋减少 ， 提高 自然 资源 的利用率追在 眉睫 。因 此， 为了碱小劳动强度， 提高采矿工效， 确保工人 的作业安 全 ， 进行窄矿 脉机 械化 开采方法 的研究十分必要 。急倾 斜窄 矿脉天井爬 罐采矿方法就是在这样的背景下产 生的 ， 该法是 利用机械化成套设备 ， 在天井 中钻凿水平炮孔 或沿矿 体走 向 掘进的垂直 倾 斜 工作 面进行 崩矿。下面将 结合 乳 山金 矿 天 井爬罐采矿试验对该采矿法的特点作进 一步论述 1 乳山金矿概况 乳山金矿金青顶矿区 1 9 7 1 年授产 ． 设计 生产能力 1 0 3 t ／ d ， 主要采用浅孔 留矿法开采 ， 采场在完成切 割工作后预先 辅 设 0 8 m厚的钢筋混凝 土人 工假底 ， 取 消了顶柱 ， 间柱随 大 量放矿回采， 矿块长 6 0 m， 其中矿柱 3Ⅲ、 矿房 5 7 m， 中段高 5 0 m， 矿块宽度 即矿体 厚度 实验矿块 厚度 在 1 32Ⅲ ； 矿 房 回采用 Y S P一 4 5型凿岩机 ， 眼距 0 ． 7 m， 排距 0 ． 9 m， 孔深 1 ． 7 m； 矿块生产 能力 5 0 t ／ d ， 同时进 行 回采 的矿块 数 2个 ， 矿石损 失率 5 ％ ， 平均 贫化率 1 5 ％， 矿 石块 度 5 05 0 0 mm 1 9 8 8年开始扩建工程的设计 与施 工 ， 设计生产能力 2 0 0 t ／ d ． 扩建方案推荐的采矿方法仍 以浅孔留矿法为主 ， 然而 由于矿 床走 向短 中段可 布置的矿 块少 ， 仅靠 浅孔 留矿法开 采难 以 实现设计 的生产能 力。因此开 展 了在 窄矿脉 中应用 天井 爬 罐 设备、 中深孔水平分层 凿岩爆破采 矿方法的研究 。 2 天井爬罐 采矿 法 2 ． 1 天井爬罐采矿法简介 天井爬罐采场 可 以布 置 为图 1的形 式 ， 矿 房 阶段高 5 0 m， 矿房长 4 0 m， 根据矿体走 向变化分 做两部分 回采 ， 各 由一 个天井控制 ， 北侧矿块 宽度较 小 ， 先行 回采， 孔 深 6 m， 孔 径 5 1 mm． 天井规格 4m x 3 m。随着天井 由下 向上的掘进辅设 爬罐导 轨 ， 天 井与矿 块 的凿 岩和装 药 作业均 可 通过 爬 罐完 成， 爆破时爬罐可回到下部洞室内避炮 ， 爬罐完成回采凿岩 和装药任务后在上一个水平拆卸装运。拉底巷道完成后， 辅 设人工假底 ， 掘进开挖 出矿穿脉 巷道 ， 两出矿 穿脉 之间构 筑 底部放矿结构 。这样正常 出矿时 ， 人员将不再进入采空区。 2 ． 2 天井爬 罐采矿法 的优点 为了满足乳 山金矿 2 0 0 t ／ d的生 产能力 ， 在适宜 矿 区采 月 天井爬罐采矿方法有如下优点 1 从安全角度看， 乳山金矿采空区已接近 3 0 0 m， 地压 活动频繁且 日趋严重 ． 用 浅孔 留矿法进行 开采 ， 回采一个采 场约需 6 7个 月． 工人长 期在采 空区作业安 全难有 保障 ． 而 采用天井爬罐采矿方 法人 员一般不需进入采空区 。 2 从生产能力上说 ． 要达 到 日产 2 0 0 t 的 目标 ， 使 用浅 孔留矿法 就需 布置 5 6个采场 ， 因矿体走 向长度较短 ， 多 中 段作业会给矿山管理带来困难 ， 这将导致机械化程度较低的 浅孔留矿采矿方法效率更加低下。而采用天井爬罐采矿法， 这一矛盾可在很大程度上褐 以化解 ， 它可将 采场数量 降至 2 3个， 为采掘平衡创造了有利条件。 3 乳山金矿地质构造较简单． 矿床界限清楚， 矿岩稳 固 ． 矿 体厚度变化屑 。 稳定型” ， 垂直 延深远 大于走 向长度 、 矿 体为近垂直状 ． 这些条件很适台天井采矿方法。 4 为解决矿石损失和地压等问题． 变现行一步回采为 二 步回采十分必要 ． 如 能引进 天井爬罐 ． 并用其 回采矿柱 ． 势 必台使采 场的综合生产能力太大提高 ， 并 丢掉 天井 中人工支 护的传统作法 ， 提高矿山回采作 业的机械化程度 。 收稿 日期 2 0 0 00 71 5 作者简介 刘京平c 1 9 6 3 一 ， 男 投旗 ， 山西． 中国地质大学 北京 助理研究员， 探矿工程专业． 硬士， 从事岩土工程施工方面的教学和科研 工作 ， 北京 市海淀医学院路 2 9号 ， f 0 1 0 8 2 3 2 2 6 2 4 维普资讯 7 6 探矿工程 2 0 0 0年第 5期 厂 C r ’ 一 } l 。 7 ． ‘ 。 l ． 一 - 二 二 星 ． 1 ． ． 害 r r 口 r r 二f ．，．一 4 m 2 m l 4 m 血 4 Ⅲ I 2 m 4 m l 2 m I { m 4 m 4 m l 2 m 圈 1 天井爬■采场示意 图 l 一天井； } I 假底； 3 一爬罐{ l司 室； 4 工 底部放矿结构； 5 一出矿穿脉巷道； 6 一爬罐汀一工作平台； 8 导轨； 一脉外太巷； l 0 一 爬目拆运巷道； l 1 一拉底巷道； l 2 一上音 5 空区充填 2 ． 3 天井爬罐采矿法应注意的问题 在窄矿脉 中， 使用中深孔爆破采矿可能会 碰到 一些 利 因素 1 相对浅孔留矿法， 其损失贫化指标较高。浅孔 留矿 法采矿人员进入采 场作业 ， 矿 岩界 限可 清楚把握 ， 每 次爆 破分层高度 有 限， 可及 时根据 现 场情 况对 爆破 参数 作 出调 整 ， 较好地 控制采 矿 的损失 、 贫化 问题 而 中深孔爆 破 由于 炮孔 长、 一次爆 破量大， 如遇矿体沿走 向形 态变化大 ． 或当地 质资料和炮 孔钻凿 不够精 确时 ， 矿石 的损失 、 贫化 就会 明显 增加。 2 炮孔利用率下降， 大块率升高 在窄矿脉中深孔 爆破凿岩 中， 由于凿岩设备钻凿 的孔径 较大 ， 且矿体厚度小 ， 必须保证定的炮孔数量， 导致采用不耦台装药爆破， 炮孔 利用率下陴， 岩矿的破碎程度也较浅孔爆破下降。 3 由于 炮孔较长， 且使用不耦台装药结构， 可能会引起药包不能稳 定传爆的问题 ， 这时就要采用孔内多点起爆或导爆索起爆。 3 徽差控制爆破的应用 窄矿脉天井 爬罐 中深孔爆破 采矿与 洼孔 留矿 法采矿 的 不 同 ， 还有点需要特别 注意的是前 者对微差控制 爆破技术 的要求较高 由于 窄矿脉开采 中爆破 自由空 问狭小 ， 中深孔 爆破一次起爆炮孔数 量多 ， 崩 落矿量 大 ， 因此微差 起爆 的 网 路设计和连线作业定要准确合理 ， 应有 适宜 的微差爆 破分 段 和微 差爆破时间间隔的取值 。 矿体 采幅 2 m， 最小抵 抗 线 0 6～0 ． 7 m． 孔 径 5 I am， 孔 深 6 m， 炸药 单耗 0 ． 4 k g ／ t 。在对现场 爆破岩 石裂隙 发展速 度和岩石移 动速度 的测试研究后 ． 爆破微差 间隔时 间 △ I 可 由下面公式求 得 △f ≥l i D 1 ／ ￡ l ／V W 中 D炸药爆速 ， 2号岩 石炸 药取 3 2 0 0 m／ 8 ，一一 岩石裂 隙发展速 度 ． 取 2 5 0 m ／ s ； 岩 石移 动 速度 ， 取 1 4Ⅱ I ／ s ； j 装药 长度 ， m； 虽 小抵抗线 ， Ⅲ 将 0 6 m． 5 m代 人上式 求得 △ ≥4 7 ms ， 则 微 差爆破的时 间间隔可取 5 0 7 5【 n s ． 爆破分段情 况见 图 2 。 如． t- 所述 ， 由 于窄矿 脉 开 采作业 空间小 ， 大型 机械不 易 发挥 作用． 所 以． 浅孔 留矿法 是 目前国内窄矿脉 开采的常用 方 法 ， 该采矿法有机械化 程度低 ， 【 劳动 强度 大 ， 生 产效率 不 高 ， 安 全保 障 差等 缺 点。随 着 我国生产 力水 平 的进 步 ． 在 国 家即将 进入 WT O组织 的新 形 势下 ， 加快 我 国采 矿业 的机 械 化 ， 自动化 进 程有 着重要 的 现 实意 义。资 料显 示 ． 窄矿 脉 回 采 中使 用专 业化 成套 设备 ， 工 圈2 炮孔布量圈 1 炮眼； 2 _ 一 徽差分段 3 矿岩边界 人在采场的时间短， 采矿作业的安全程度高， 采矿效率高， 它 可使工伤发生的概率减少 8 5 ％， 采矿作业的机械化总水平可 提高到 6 5 ％， 工人的劳动生产率提高 1 ． 52 倍 ， 大幅度陴低 了矿 山回采的总成本 。只要 我们能 对 窄矿脉 天井爬 罐采 矿 方法的特点进行深入 的研究与分析 ， 因地制宜 ， 扬长避短 ， 这 一 方法必将获得 良好 的社会效益与经济效益 参考文献 [ 1 J B E罗伯 逊 ． 等阿利 马克爬 罐矿 脉 采矿法 在 多姆矿 的应 用 ．』 赵刚译 ． 国外盘眉矿山 ， 1 9 9 0． 4 [ 2 ] 何大刚 急倾斜薄矿脉采用回采新工艺的设计实践[ J ]黄盘 I 9 9 0 ， 4 [ 3 ] 童光煦 我国鹱倾斜和倾斜薄层锰矿床 的地下采矿方法评述 [ J ]中国锰业， 1 9 8 3 2 [ 4 J 四川水泥研究所． 微差爆破技术[ M]北京 中国建设工业出版 社 ． 1 9 7 9 ． 维普资讯