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某平行急傾斜錫礦體采礦方法選擇及應用
2018-09-19
結合某錫礦急傾斜薄礦體的賦存形態和礦巖穩固性,對崩落采礦法、空場采礦法、充 填采礦法進行初選,對初選出的淺孔留礦法和分段礦房法從采場生產能力、采準工程布置、回采工 藝和礦石綜合回收率進行技術經濟比較,確定選擇淺孔留礦法開采,并對所選的采礦方法進行了底 部結構優化,降低了礦石損失率和貧化率。優化后的平底結構淺孔留礦法對類似生產條件刺激窩在線視頻免費視頻具 有一定借鑒意義。
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錫和錫合金在原子能工業、航空工業、現代國防、電子及汽車行業等領域有著廣泛應用,我國是錫礦資源生產大國,隨著錫資源超負荷使用,導致錫的基礎儲量逐年下降,安全高效回收埋深大、品位低的錫礦產資源已成為當務之急[1-2]。近年來開采急傾斜薄礦體多數盲目采取淺孔留礦法,對于地表需要嚴格保護或礦體上部頂板不允許崩落的“三下開采”一般采用淺孔留礦嗣后充填采礦法,沒有采取嚴格論證和對比分析選擇采礦方法。

該錫礦位于湖南省郴州市,礦區地勢中部高南北低,山脈總體呈北西走向,礦床處于山區,前期民采活動地質災害已有發生,局部地區巖石自然剝蝕,地表允許崩落。該錫礦為云英巖脈型礦床,礦床已知礦體20條,可采礦體9條,,其中規模較大、控制程度較高的為10、11、12、17號礦體,各礦體呈脈狀,近于平行,相互間距10~140m,走向北東東,傾向北西,傾角很陡,為60°-88°。原礦體賦存標高710-364m,傾斜延深49-323m,屬于急傾斜薄礦體。

本研究通過該錫礦采礦方法選擇的對比分析,并對所選定的采礦方法工藝進行簡介,探討急傾斜薄礦體采礦方法的選擇。

1  礦床開采技術條件

礦區位于南嶺構造剝蝕區北緣,三條近南北向山脈平行延展,夾兩條較開闊縱向溝谷。礦脈體均賦存于中侏羅世湯市鋪超單元花崗巖中,圍巖巖性單一;巖體呈整體狀,區內花崗巖的RQD值為90%以上,屬整體塊狀結構類型。

礦區內無區域性斷裂,次級破碎帶絕大多數即為礦體,破碎帶由云英巖、碎裂硅化蝕變花崗巖及少量石英脈等組成,帶內節理、裂隙發育,具導水性,巖石力學性質差;整體強度低,坍塌、滑移、壓縮變形均可產生;礦床圍巖穩定性良好,據探礦巷道揭示,圍巖基本不需支護。依據工程地質資料,礦石一般穩固,僅在破碎帶發育地段穩固性差,普氏系數一般為8~12,巖石普氏系數一般為8~10,開采技術條件屬中等偏簡單類型。

2  采礦方法的選擇

2.1  采礦方法選擇的原則

根據刺激窩在線視頻免費視頻的開采技術條件及水文地質條件,結合前期探礦工程和民采實際情況,所選采礦方法需要解決問題有:①采準切割工作量小,基建時間盡可能短,投產達產快;②因錫礦石價值較高,所選擇的采礦方法應使損失率和貧化率盡可能降低,礦石回收率高;③礦石與圍巖穩固性良好,礦體中裂隙較為發育,礦床水文地質條件中等類型,在滿足礦石產量的前提下選擇采礦方法時應能保護礦體上部破碎風化帶,不能破壞頂板穩固性以及防止破碎風化帶裂隙水滲水補給;④采場開采強度大,勞動生產率高;⑤優先開采470~630m標高礦體,兼顧470m以下和630m以上礦體;⑥安全生產效率高,回采工藝盡可能簡單,所需投資較少。

2.2  采礦方法的初選

礦體為走向較長、傾角大多為65°~75°、厚度0.8~2m的急傾斜薄礦體群,從礦區礦體賦存形態和礦巖穩固性來看,僅僅為了采礦則空場法、崩落法、充填法均可采用。若采用充填法等類似采礦方法,采礦生產效率受制約,采礦成本高,企業經濟效益差。采用架設人工假頂的分層崩落法可大大降低礦石損失率和貧化率,使得礦石損失率控制在2%~5%,貧化率控制在5%~8%,這對于回收價值較高錫礦石經濟意義重大。架設人工假頂需要消耗大量鋼材,可達0.05~0.11m3/t,當人工假頂不能隨回采工作下移時需要人工強制放頂,易造成巖石覆蓋層增加礦石貧化率,分層崩落法礦塊生產能力較小,一般為1500~3000t/月,回采工作面通風條件較差。采用崩落法回采,礦體上部第四系黏土層將被破壞,黏土和地下水的混合物涌入坑內,還將加大礦石的貧化損失指標,直接威脅到刺激窩在線視頻免費視頻生產安全,因此不宜采取充填法和崩落法采礦。根據刺激窩在線視頻免費視頻的開采技術條件,水文工程地質條件,前期探礦工程現狀,刺激窩在線視頻免費視頻生產和發展需要及其特殊要求,依據國內外類似錫礦床開采條件的經驗,適宜采用淺孔留礦法和分段礦房法。

2.3  采礦方法比較

淺孔留礦法將礦體劃分為礦房和礦柱,預留頂柱和間柱,底部結構可以采用不留底柱的切割方法,也可以采用有底柱拉底和辟漏同時進行的切割方法,分兩步驟連續回采[3]。首先掘進階段運輸巷道、先進天井和拉底巷道,貫穿風流,然后以拉底巷道為自由面,形成拉底空間和辟漏,形成自由面為爆破創造有利條件。在拉底空間鑿巖、爆破、通風以后,依靠自重放出約三分之一左右礦石,其余礦石留在礦房中作為繼續上采的工作臺,在工人進入工作臺鑿巖之前,進行撬頂平場工作。依次進行鑿巖、爆破、通風、局部放礦、撬頂平場,直至最終大量放礦,再進行礦柱的回采。留間柱、頂底柱的留礦法見圖1。

圖1  淺孔留礦法示意圖

1—回風巷道;2—頂柱;3—天井;4—聯絡道;

5—間柱;6—暫留礦石;7—底柱;8—漏斗;

9—階段運輸巷道;10—未采礦石;11—回采空間

分段礦房法是按礦塊的垂直方向劃分若干分段,在每個分段水平上布置礦房和斜頂柱,分兩步驟連續回采。在礦體下盤掘進階段運輸巷道,從階段運輸巷道掘進斜坡道聯通下盤各個分段運輸平巷,巖礦體走向每隔100m掘進一條放礦溜井通往各分段運輸平巷。沿分段運輸平巷每隔10~12m掘進裝運平巷,通到礦體下盤的塹溝平巷,靠近上盤接觸面位置掘進鑿巖平巷。然后在礦房一側掘進切割橫巷聯通鑿巖平巷與礦柱回采平巷,從塹溝平巷到分段礦房最高處掘切割天井,爆破后形成切割槽[4]。從切割槽向礦房另一回采,礦房回采結束后立即回采間柱和斜頂柱。分段礦房法見圖2。

圖2  分段礦房法示意圖

1—分段運輸平巷;2—裝運平巷;3—塹溝平巷;

4—鑿巖平巷;5—礦柱回采平巷;6—間柱鑿巖硐室;

7—切割天井;8—斜頂柱;9—崩落礦石

分段礦房法采切工程量大,礦石的損失貧化較大,礦石綜合回收率80%以上,優點是生產效率高,單個礦房日生產能力800t;留礦法采切工程量相對較少,礦石的損失貧化較少,礦石綜合回收率85%,缺點是生產效率不高,單個礦塊日生產能力300t,可滿足本刺激窩在線視頻免費視頻生產能力要求。從提高回采率和降低貧化率以及盡量減少采切工程量的角度考慮,淺孔留礦法明顯優于分段礦房法,因此本設計選用淺孔留礦法。

2.4  采礦方法底部結構優化

為充分利用錫礦資源,提高礦石回采率,設計考慮采用不留底柱的淺孔留礦法,按其不同的底部結構不同形式又分為平底結構裝載機出礦和人工假頂木漏斗結構及鋼筋砼假頂結構等不同形式的淺孔留礦法。其相同優點是不留底柱,提高了礦石的回采率,不同點是平底結構裝載機出礦出礦效率比人工假頂木漏斗結構和鋼筋砼假頂結構的出礦效率高40%左右,且作業安全,工人勞動強度低,生產管理簡單,但需配備裝巖機,增加了設備購置費用。人工假頂木漏斗結構和鋼筋砼假頂結構的淺孔留礦法,雖然出礦設備簡單,但需人工制作假頂,施工工藝復雜,工人勞動強度大,且木材或鋼筋砼用量大,耗材高,增加了采礦成本和巷道維護費用,而且基建投資偏大,經營費用高,綜合考慮并沒有突出優勢[5-7]。根據減少工人勞動強度、提高工作效率之要求,本刺激窩在線視頻免費視頻選用平底結構裝載機出礦的淺孔留礦法。

礦脈厚度在1.0m以上的礦石,約占資源量的三分之二,采用平底淺孔留礦法開采;礦脈厚度在0.8~1.0m的礦石,約占資源量的三分之一,采用平底淺孔留礦法開采,采幅寬度必需控制在1.0~1.1m;對于礦體厚度小于0.8m,而品位較富的礦石,也采用平底淺孔留礦法開采。

3  錫礦回采工藝簡介

3.1  采場布置

礦體傾角在65°~75°之間,平均傾角大于70°,礦體厚度在0.8~2m之間,可采厚度大于0.8m以上,據此選擇采場沿走向布置。

3.2  礦塊構成要素

依據實際中段礦體長度,礦塊長度一般控制在40~60m之間,標準礦塊長度為56m,其中礦房長度50m,礦塊高度為中段高度,根據設計規范,淺孔留礦法的中段高度為40~50m,結合本刺激窩在線視頻免費視頻礦脈形態變化大的特點,并參照類似刺激窩在線視頻免費視頻經驗取中段高度40m;頂柱高3~4.0m;間柱寬6m。

3.3  采準切割工作

采準工作主要包括掘進裝礦橫巷、采準天井、聯絡巷道、漏斗頸等。采準天井,斷面為矩形斷面,規格1.6×1.8m2,采場聯絡道每隔2~3m掘進一個。在靠近礦體下盤每隔7m布置裝礦橫巷與中段運輸平巷相通,斷面為三心拱形斷面,規格2.3×2.8m2。由于采用淺孔落礦,不設二次破碎水平,少量大塊直接在采場工作面進行二次破碎。采場采用平底結構出礦,切割工作主要是沿脈內掘進拉底巷道,斷面為1.5×2.0㎡。

3.4  回采礦房工作組織

回采工作主要包括:鑿巖、爆破、通風、局部放礦、撬頂平場、二次破碎等。礦房回采中分兩梯段進行,但每個礦塊中同時作業的梯段為一個,以每個采場1個晝夜進行一個作業循環計算,每個采場的日常出礦能力約為65t。

3.5  礦柱回采及采空區處理

根據本刺激窩在線視頻免費視頻礦體為急傾斜薄礦脈群等賦存特征和圍巖較穩固以及地表允許塌陷等特點,一般情況下,每個采場回采結束后其頂柱隨礦房回收,留間斷礦柱,回收量約四分之一,間柱不回收,對通往采空區的巷道進行封閉處理即可,封閉材料采用漿砌塊石,封閉長度0.8~1m。在深部開采時,為防止因采空區過多引發大規模的空區崩塌事故,可采用鉆機,在上盤圍巖打垂直扇形炮孔集中爆破,以崩落上盤圍巖來充填采空區的方式對上部的采空區進行處理。

4  結  論

(1)該錫礦采取選用平底結構裝載機出礦的淺孔留礦法回采。厚度1.0m以上的礦石,采用平底淺孔留礦法開采。礦脈0.8~1.0m的礦石,若采用平底淺孔留礦法開采,采幅寬度控制在1.0~1.1m。

(2)改進了淺孔留礦法的底部結構,不留設底柱,可提高礦石回采率2%,使得礦石綜合回收率大于88%。

(3)采用平底淺孔留礦法,單個礦塊的礦房回采礦量為7741噸,總采出礦量為8573噸,副產礦石占采出礦量比重0.15,千噸采切比29.14,能實急傾斜薄礦體安全、高效生產。


作者:陳綱 李寧 李曉蕓 孫國權(五礦二十三冶建設集團桂陽錫業有限淫蕩熟女等)本文發表于《現代刺激窩在線視頻》2018年第8期

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