崩落采礦法是以崩落圍巖來實現(xiàn)地壓管理的采礦方法。在崩落法中不需要將采區(qū)(礦塊)劃分為礦房和礦柱兩步驟回采，而是單步驟回采。因此，這類采礦方法就消除了回采礦柱時，安全條件差、礦石損失和貧化大等缺點。采用崩落采礦法時，圍巖和地表必須允許崩落。本書主要介紹有底柱分段崩落法和無底柱分段崩落法。 (1)有底柱分段崩落法： 1) 概述:本方法具有以下基本特征： ①將階段劃分成若干個分段，礦石自上而下的逐段進行回采; ②放礦、運搬及二次破碎均在底柱中開鑿的專門巷道中進行，底柱將隨同下一分段一同采出; ③圍巖在回采過程中自然或強制崩落，放礦是在崩落的覆巖下進行。 這種采礦方法，在我國積累了豐富的經(jīng)驗。中條山，銅官山、云南的不少有色金屬礦山都在采用這種方法。 2)典型方案：圖5-5-10為垂直扇形中深孔側(cè)向擠壓崩礦分段崩落法。這種方案在我國目前有底柱分段崩落法中占據(jù)最重要的位置。此法是把階段劃分成若干采區(qū)進行回采，采區(qū)沿走向布置。采區(qū)長度主要按合理的耙運距離而定，一般為25一30m多至40m;采區(qū)寬度等于礦體厚度，一般為10～15m;階段高度50m;沿傾向?qū)⒉蓞^(qū)劃分成兩個分段，分段高度為25m，分段底柱高度為6～8m。 3) 采準工程和底部結(jié)構(gòu)：采準工作包括掘進階段運輔巷道、放礦溜井、通風(fēng)行人天井、電耙巷道、塹溝巷道、斗川和漏斗頸、切割天井、鑿巖巷道等。 在礦體上盤布置脈內(nèi)，下盤布置脈外運輸巷道各—條，在運輸水平層，位于兩相鄰采區(qū)的相接處布置穿脈巷道，采用在穿脈巷道中裝車的環(huán)形運輸系統(tǒng)。每個分段布置一個傾斜60°以上的溜井，直通穿脈巷道。每1～2個采區(qū)布置一個下盤脈外進風(fēng)、行人、材料天井，用聯(lián)絡(luò)道與各分段的電耙道相連。采用“V”型塹溝溝式底部結(jié)構(gòu)，布置雙側(cè)漏斗，漏斗間距5—5.5m，漏斗坡面角50°。為了形成塹溝，各分段都應(yīng)首先掘進二條塹溝巷道，電耙道和塹溝巷道之間用斗川和斗頸聯(lián)通。斗川和斗頸的規(guī)格為2.5×2.5m。塹溝巷道與電耙道間垂距為4.5m。除塹溝巷道可做鑿巖巷道外，每個分段上還布置一條鑿巖巷道，其斷面為2.5×2.5m，應(yīng)根據(jù)鑿巖設(shè)備而定。 4) 切割工作：主要是形成塹溝和開鑿切割立槽。塹溝的切割，在塹溝巷道內(nèi)，鉆鑿上向扇形中深孔與上部鑿巖巷道相應(yīng)的深孔同時爆破，一次或逐次形成“V”型塹溝，如圖5—13所示。爆破參數(shù)基本與回采薄礦參數(shù)相同，但由于垂直“V”型面夾制性較大，兩側(cè)中深孔應(yīng)適當加密，采用孔低距小于最小抵抗線。塹溝的切割工藝簡單，效率高，又易于保證施工質(zhì)量。但塹溝結(jié)構(gòu)對底柱切割的比較厲害，使底柱的穩(wěn)固性降低。 切割立槽是為回采落礦開創(chuàng)自由面，形成必要的補償空間，滿足崩落礦石的碎脹要求。切割立槽應(yīng)和回采落礦相適應(yīng)，按崩礦最大輪廓拉開。立槽的位置和數(shù)量，取決于礦體的形態(tài)和回采方案。切割槽使用中深孔形成，只有個別礦山使用淺孔。 5) 回采工作：目前我國使用有底柱分段崩落法的礦山都廣泛使用中深孔和深孔崩礦。深孔崩礦炮孔布置方式主要采用扇形式(圖5-5-11)。扇形排列是指一排炮孔中各孔是自某一點(或兩點)為中心(稱為放射中心或放射點)而呈放射狀的形式排列的。扇形深孔的孔間距自孔口到孔底則是逐漸增大的。 炮孔最小抵抗線，也就是炮孔的排間距離。它是中深孔落礦的一個重要參數(shù)，它選取的合理與否直接關(guān)系到每米炮孔崩礦量、大塊產(chǎn)出率和鑿巖工程量等指標。 在實際工作中，最小抵抗線的選取主要取決于礦石的堅固性、采用的孔徑和炸藥類型等。例如礦石的堅固性較高、孔徑較小、炸藥威力又較低時，最小抵抗線的數(shù)值就可選得小一些，反之，則可選的大一些。 根據(jù)生產(chǎn)實際經(jīng)驗總結(jié)的資料，目前礦山采用的最小抵抗線值大致如下： d=50～60mm時，W=1.2～1.6m; d=60～70mm時，W=1.5—2.0m; d=70—80mm時，W=1.8～2.5m。 式中：d—炮孔直徑(mm);W一最小抵抗線(m)。 在爆破工藝上，一些礦山成功地應(yīng)用了擠壓爆破新技術(shù)，改善了崩礦質(zhì)量，從而提高了礦塊生產(chǎn)能力。 擠壓爆破就是采用擠壓相鄰分段的松散介質(zhì)，以獲得補償空間或開掘小補償空間進行爆破，使崩落礦石的松散系數(shù)，控制在1.1～1.2之內(nèi)。由于補償空間小，崩落礦石不能達到碎脹要求，在爆破過程中礦石在擠壓狀態(tài)下進行二次破碎。這種擠壓爆破方法，減少了大塊產(chǎn)出率，提高了放礦生產(chǎn)能力。出礦一般均采用電耙運搬，耙運距離為30～40m。 6) 放礦管理：分段崩落采礦法，是在覆巖下放礦，崩落礦石至少有一個廢石接觸面，這些廢石的混入，摻合，是放礦時礦石損失貧化的主要來源，故放礦管理是極其重要的。合理的方礦管理應(yīng)該使礦石的損失、貧化小，采場出礦能力大。為了改善有底柱分段崩落法的放礦指標，放礦時電耙道各漏斗間應(yīng)進行均勻放礦，使廢石與礦石的接觸面均勻下降。這里有兩種情況：耙道中各漏斗負擔(dān)礦量大體相等時采取等量均勻放礦;各漏斗擔(dān)負礦量不等時可采用不等量均勻放礦，此時，電耙道中擔(dān)負礦量大的漏斗，每次放出數(shù)量較多的礦石，擔(dān)負礦量小的漏斗，每次放出數(shù)量較少的礦石。 (2)無底柱分段崩落法： 1)概述：無底柱分段崩落法自1964年在我國安徽向山硫鐵礦開始試驗使用以來，1967年相繼在河北大廟鐵礦也成功的采用了這種方法，并在金屬礦山獲得迅速推廣，特別是在鐵礦山應(yīng)用更為廣泛。幾十年來的生產(chǎn)實踐證明，這種采礦方法具有高強度、高效率、成本低、工藝簡單、機械化程度高，生產(chǎn)安全等突出優(yōu)點。 在這種采礦方法中，不但取消了采區(qū)的頂柱和間柱，而且將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的底柱也去掉了，簡化了采區(qū)結(jié)構(gòu)。這種采礦方法的特點是：在礦體內(nèi)一般以10x10m的網(wǎng)度開掘回采巷道，并在其中打上向扇形深孔落礦;隨著放出崩下的礦石，崩落的圍巖充滿采空區(qū)，崩落下的礦石是在覆蓋巖層下自回采巷道的端部裝運至溜井放出。由于使用鑿巖臺車、裝運機、鏟運機等采掘設(shè)備，它是—種高效率的采礦方法。 2)典型方案： 構(gòu)成要素和采準布置：本法的采準巷道包括上、下階段運輸巷道、回風(fēng)巷道、設(shè)備人行通風(fēng)井、放礦溜井、通風(fēng)天井、分段聯(lián)絡(luò)巷道、回采巷道、切割巷道及切割天井等。由于本方法的構(gòu)成要素是與采準布置密切相關(guān)的，故將這兩個問題—并加以論述。 階段高度：這種采礦方法多用于回采礦石穩(wěn)定的急傾斜厚礦床，階段高度都比較大，一般為60～70m。當?shù)V體傾角較緩，賦存不規(guī)則，以及礦巖不夠穩(wěn)定時，階段高度可小些。 溜礦井布置和采區(qū)尺寸：在無無底柱分段崩落法中，—般是按回采巷道為回采單元。為了管理方便，多以一個溜井服務(wù)的范圍劃分成一個采區(qū)。溜井多布設(shè)在脈外，其間距主要是根據(jù)裝運設(shè)備的能力而定。當使用ZYQ—14裝運機時，平均運距為40一50m，效率較高。當回采巷道垂直走向布置時，溜井間距—般為40-60m;沿走向布置時為60—80m。采區(qū)尺寸與此相同。溜井的斷面一般為2×2m的方形溜井或直徑為2m的圓形溜井。 分段高度：分段高度大，可以減少采準工程量。但是分段高度受鑿巖設(shè)備和放礦時礦石損失貧化指標所限制。隨著分段高度的增加，炮孔深度也隨之加大，從而使鑿巖速度下降。目前我國礦山的分段高度一般為9～15m，實踐證明，9—12m效果較好。 回采巷道布置：當?shù)V體厚度較大時(15-20m以上)，分段回采巷道應(yīng)垂直走向布置。礦體厚度較小時，可沿走向布置。 回采巷道間距，也就是一個回采巷道所擔(dān)負的高度，多在8-12m之間。當崩落礦石粉較多、潮濕、流動性不好時，巷道中心距應(yīng)小些。上下分段回采巷道根據(jù)放礦規(guī)律，應(yīng)交錯布置(即菱形布置)。 回采巷道斷面的尺寸應(yīng)根據(jù)所采用的設(shè)備來決定。從降低礦石損失貧化指標來看，巷道寬度大些為好，有利于出礦，還便于裝運機在全寬度上均勻裝礦，提高回收指標。回采巷道應(yīng)由3-5%的坡度，以利于排水和重載的裝運機下坡運行。 分段聯(lián)絡(luò)道的布置：分段聯(lián)絡(luò)道可分為脈內(nèi)和脈外兩種布置方式。脈內(nèi)布置時，可得到副產(chǎn)礦石，減少在巖石內(nèi)掘進的工程量;缺點是回采至巷道交叉口處，增加了礦石的損失，而且工作安全性較差。所以一般采用脈外布置為佳。 設(shè)備井的布置:這種采礦方法的機械化程度較高，分段多，為了個分段之間上下設(shè)備、材料和人員，可在沿走向上每隔150-300m，于下盤的崩落界限外布置一個設(shè)備井。設(shè)備井中安裝有電梯和提升設(shè)備。設(shè)備井的斷面是根據(jù)運送設(shè)備的需要而定，大廟鐵礦的電梯設(shè)備井的凈斷面為2.3×3.3m。 3)切割工作：切割工作主要是形成切割槽。在分段回采之前，首先要在回采巷道的端部拉開切割槽，形成最初落礦的自由面，為回采崩礦創(chuàng)造條件。切割槽寬度不小于2.0m。常用的拉切立槽的方法為天井拉槽法(圖5-5-13)。這種方法是在回采巷道的端部，向上掘鑿切割天井。在回采巷道中，在天井兩側(cè)鉆鑿數(shù)排垂直扇形深孔，向切割天井用微差電雷管一次起爆成槽。這種方法目前在生產(chǎn)中較廣泛的使用。用人工上掘天井比較費工，作業(yè)條件差，效率低。為此，近來國內(nèi)有些礦山已成功地采用了“一次成井”的先進施工方法。 4)爆破工作：在回采巷道中一次爆破的礦層厚度成為崩礦步距。崩礦步距一般為一排或兩排炮孔的距離。最有崩礦步距可通過生產(chǎn)試驗來確定。在當前礦山生產(chǎn)中，崩礦步距多采用1.8-3m。 無底柱分段崩落法的爆破工作是在兩面(正面和上面)為崩落巖石覆蓋下進行的，并向崩落圍巖崩礦的擠壓爆破。因除回采巷道外，無專門的爆破補償空間，爆破崩下的礦石是處于擠壓狀態(tài)，這就是擠壓爆破。采用擠壓爆破時，對提高礦石的破碎質(zhì)量頗有好處。 為廠避免扇形炮孔口附近裝藥過于集中，裝藥時，除邊孔及中心孔裝藥較滿外，其它各孔應(yīng)當交錯增加填塞長度。 5)回采工作：在分段回采巷道中，鉆鑿上向扇形深孔進行崩礦。生產(chǎn)中多采用前傾和垂直布置的炮孔層面。扇形炮孔前傾時的角度一般為70°-80°。扇形炮孔垂直布置時，礦石回收指標較前傾好一些，炮孔方向容易掌握，但裝藥條件差。在扇形炮孔不之中，其邊孔的角度，在我國礦山一般采用40°-60°。中深孔的孔徑一般在51-65mm 。根據(jù)礦石性質(zhì)，最小抵抗縣變化在1.5-2.0m。在扇形炮孔中，一般使孔底最大間距等于最小抵抗線。 6)采場運搬：無底柱分段崩落法，使用的裝礦設(shè)備有以下幾種： ①自行裝礦機。多是風(fēng)動的，如ZYQ—14、 ZYQ—12等。它用鏟斗將礦石裝入自身附帶的自卸車箱中，運至礦井卸礦。 ②鏟運機。其前端有較大的鏟斗，將礦石鏟入后，運至溜礦井卸礦。這種設(shè)備是柴油驅(qū)動。 ③有些礦山用蟹爪式裝載機配自卸汽車。用履帶式電動蟹爪式裝載機將礦石裝入自卸汽車中，運至溜礦井。自卸汽車載重量較大。在20t以上。 ④軌道式裝巖機配軌道式自行礦車。用各種軌道式裝巖機將礦石裝入軌道式自行礦車中，再運至溜礦井。如向山硫鐵礦用華—1型裝巖機和向—1型白行礦車裝運礦石。鏟運機的生產(chǎn)能力比裝運機大，因為這類鏟運機的鏟斗容積大，行走速度快，在短距離的生產(chǎn)能力臺班可達300-400噸左右。 無底柱分段崩落法的放礦特點，是屬于端部放礦，崩落的礦石是從回采巷道的端部放出，這種放礦特點是生產(chǎn)實際控制放礦、使礦石損失和貧化降低到最低限度的依據(jù)。 在無底柱分段崩落法中產(chǎn)生礦石損失有脊部損失和正面損失。兩個相鄰回采巷道之間，存在著脊部損失。在回采巷道的正面，由于崩落礦層厚度大于出礦設(shè)備鏟入深度，出礦后還留下一斜條崩落礦石，這些損失稱正面損失。正面損失的礦石和巷道間脊部損失的礦石是相連的，脊部損失的大部分礦石可在下分段回采時回收出來，而正面損失的礦石很難回收。因為在下分段回采時，正面損失的礦石和廢石混合在一起，如能放出一部分，也是貧化的礦石。 在端部放礦時，隨著礦石的回收，逐漸開始混入廢石，從而使放出礦石的品位逐漸下降，這是需確定一個極限品位(叫做截至品位)，當達到這個品位時，即停止放礦。這個停止放礦時的極限品位應(yīng)當比地質(zhì)上的邊界品位高一些或等于邊界品位。同時也要使采出礦石的平均品位高于或等于選廠所要求的最低品位。 7)無底柱分段崩落法的評價：無底柱分段崩落法主要應(yīng)用在鐵礦床的開采，絕大部分是新建礦山，從第一個水平階段起就開始使用，因而都要進行人工崩落圍巖，形成覆蓋巖層。根據(jù)生產(chǎn)實踐證明，這種采礦方法最好在第一水平階段用其他方法已開采完畢，并處理采空區(qū)形成覆蓋巖層的條件下使用。 無底柱分段崩落法是一種高效率的采礦方法。它適用于礦石穩(wěn)定或中等穩(wěn)定的急傾斜厚礦體或傾角較緩的極厚礦體。國內(nèi)外應(yīng)用無底柱分段崩落法的礦山證明，這種采礦方法具有安全程度好、機械化程度高、開采強度大、應(yīng)用靈活(可以實行分采分運和剔除夾石)等突出優(yōu)點。 但是，這種采礦方法也存在著礦石損失貧化大(一般損失率為20-30%，貧化率15-20%)，通風(fēng)條件差和設(shè)備維修工作量大等缺點。 [1] [2] [3] [4] [5] [6] 下一頁 |
