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        無底柱分段崩落法殘礦回收技術(shù)研究

        2014-03-22 01:19:00仵鋒鋒肖鳳元賈文義
        采礦技術(shù) 2014年4期
        關(guān)鍵詞:殘礦鏟運(yùn)機(jī)礦柱

        仵鋒鋒,肖鳳元,賈文義

        (1.長沙礦山研究院有限責(zé)任公司, 湖南 長沙 410012;2.陳巴爾虎天寶礦業(yè)有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾市 021000 )

        1 問題的提出

        某銻礦前期采用無底柱崩落法回采,近幾年改用上向進(jìn)路充填法采礦,崩落法從上往下逐層回采,充填法從下往上逐層回采,在兩種采礦方法的交接處存在兩種采礦方法的銜接問題。無底柱分段崩落法的高貧損率,采場金屬損失較多。面對資源逐漸枯竭的現(xiàn)狀,為延長礦山服務(wù)年限,增加公司經(jīng)濟(jì)效益,公司研究決定對原崩落法有回收價(jià)值的殘礦進(jìn)行回收。

        由于崩落法的崩落散體直接覆蓋于充填法礦體的頂部,崩落散體對充填法頂部礦體的開采造成極大的安全威脅,因此,需要采用一些特殊的措施提高礦石回收率,降低生產(chǎn)成本,達(dá)到提高礦山經(jīng)濟(jì)效益的目的。在對殘礦進(jìn)行分析研究后,提出了“間距充填崩落法聯(lián)合開采采礦法”。

        2 回采方案

        充填法回采到距崩落法工作面6~7 m時(shí)停止回采。充填法采場的最后一個(gè)分層原則上全部充滿,但也可以根據(jù)崩落法的設(shè)計(jì)預(yù)留部分空區(qū)不充填,作為崩落法掘進(jìn)時(shí)的補(bǔ)償空間。上部6~7 m高的原礦和原礦上部的可采殘礦一起用崩落法回采。在原礦下部施工回采巷道,上部2.5~3.5 m原礦作為回采巷道的護(hù)頂層。為減少原礦損失,回采巷道工程之間的礦柱先采,礦柱寬3.5 m左右,且礦柱上部采成一個(gè)底角為50°的三角形,如圖1所示。礦柱采完后,用強(qiáng)度較高的充填體充填,由于是三角形頂,便于充填接頂,接頂?shù)男Ч麜?huì)較好,并且三角形部分的原礦也不會(huì)被損失,有利于提高原礦回收率。在回采巷道內(nèi)向上打中深孔,中深孔前傾75°,每次爆破一排。根據(jù)爆破原礦量及上部應(yīng)回收的殘礦量確定該排的出礦量。采用小鏟運(yùn)機(jī)出礦。

        2.1 采場構(gòu)成要素與采準(zhǔn)工程布置

        采場寬為礦體厚度,長為50~70 m,銜接礦體高6~7 m。

        利用上向進(jìn)路干式充填采礦方法的現(xiàn)有工程,并根據(jù)各礦塊的具體情況,在礦塊的一端、上盤或下盤布置采場聯(lián)絡(luò)道,從聯(lián)絡(luò)道向礦體布置進(jìn)路。利用現(xiàn)有溜井出礦,人行道和回風(fēng)巷、出礦聯(lián)絡(luò)道等工程依各礦塊的特點(diǎn)進(jìn)行布置,原則上盡量利用現(xiàn)有工程。

        2.2 回采工藝

        采場采準(zhǔn)聯(lián)絡(luò)道完成后,在聯(lián)絡(luò)道的一翼,沿礦體走向或垂直于礦體走向布置一期回采進(jìn)路,見圖1。一期進(jìn)路間距5.5 m,進(jìn)路斷面的形態(tài)為楔形,楔形下部為3 m×2.2 m的矩形,上部為3 m×1.8 m的三角形,三角形底角為50°。一期進(jìn)路回采時(shí)可一次掘進(jìn),也可分次掘進(jìn)。三角形兩邊的炮孔要求光面爆破,盡量保持兩邊平整。一期進(jìn)路回采完畢后,采用膠結(jié)充填并接頂。膠結(jié)充填的強(qiáng)度要求比進(jìn)路充填強(qiáng)度高,要求每立方米膠結(jié)充填料添加水泥220~250 kg,并盡量搗實(shí),以確保充填強(qiáng)度達(dá)到了3~3.5 MPa,以便確保中深孔回采時(shí)礦柱及頂板的安全,確保礦石可得到最大限度的回收。充填體的強(qiáng)度及接頂?shù)暮脡氖巧戏謱拥V石及殘礦能順利回收的前提條件。施工過程中,需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

        一期進(jìn)路充填完畢后,在充填體之間掘進(jìn)二期鑿巖巷道,巷道規(guī)格為2.5 m×2.6 m。掘進(jìn)二期鑿巖巷道時(shí),邊孔距充填體要控制在0.6~0.8 m之間,這樣礦石可爆下來,充填體也不會(huì)被破壞。

        采用中深孔鑿巖機(jī)鑿巖,炮孔直徑60 mm左右,孔深3~5 m,要求周邊孔距充填體0.4 m以上,每排炮孔前傾15°。采用Ф45 mm的藥卷裝藥爆破,靠兩邊的炮孔比常規(guī)孔少裝藥2~3卷。

        圖1 間距充填崩落法聯(lián)合開采采礦法

        采用T2機(jī)出礦時(shí),鏟裝距離短,易造成礦石損失。建議選用小型鏟運(yùn)機(jī)出礦??刹捎?.4 m3微型鏟運(yùn)機(jī)或者0.75 m3的小型鏟運(yùn)機(jī)出礦,最好是采用遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦控制是決定貧化損失的主要因素之一。每排的出礦量要根據(jù)當(dāng)排的崩礦量及當(dāng)排上部應(yīng)出的殘礦量來確定,應(yīng)做好詳細(xì)出礦計(jì)劃表。另外,出礦時(shí),應(yīng)做好出礦統(tǒng)計(jì),并實(shí)時(shí)監(jiān)測出礦品位,試采一段時(shí)間后,根據(jù)實(shí)測情況調(diào)整各排相應(yīng)出礦計(jì)劃表。

        新鮮風(fēng)流從人行進(jìn)風(fēng)巷及采場聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入采場,經(jīng)過工作面后,由回風(fēng)巷道排出。由于回采為獨(dú)頭工作面,可采用局扇或高壓風(fēng)輔助通風(fēng),爆破后一般通風(fēng)30 min后方可進(jìn)入觀察,待炮煙排凈后,方可進(jìn)入工作面作業(yè)。各采場的通風(fēng)方式可能不同,每個(gè)采場應(yīng)根據(jù)具體的條件設(shè)計(jì)通風(fēng)方式。

        為保證作業(yè)安全,采礦過程中應(yīng)采用如下頂板管理措施:

        (1) 較穩(wěn)固的進(jìn)路采用全斷面一次回采進(jìn)路,局部不穩(wěn)固的預(yù)留臨時(shí)點(diǎn)柱回采進(jìn)路,再退采回收臨時(shí)點(diǎn)柱,支護(hù)后再充填,靠近上下盤不穩(wěn)固頁巖的進(jìn)路減少進(jìn)路尺寸進(jìn)行回采;

        (2) 在不穩(wěn)固地段,采用錨桿支護(hù)或噴射混凝土支護(hù),個(gè)別位置采用木立柱支護(hù),木立柱同時(shí)起報(bào)警作用;

        (3) 采場放炮盡量選擇在交接班時(shí)間,且要通知相鄰采場,使作業(yè)人員處在安全位置;

        (4) 對采場頂板要仔細(xì)進(jìn)行敲幫問頂,尤其在放炮以后;

        (5) 采場聯(lián)絡(luò)道采用噴射混凝土支護(hù)或噴混凝土加錨桿支護(hù)。

        2.3 生產(chǎn)能力與采礦成本

        采場平均生產(chǎn)能力為1500~2500 t/月,主要取決于鏟運(yùn)機(jī)出礦能力及處理大塊的工作量和處理時(shí)間對出礦的影響。

        采礦直接成本包括鑿巖、爆破、出礦、支護(hù)、設(shè)備零件以及風(fēng)、水、電等。2012年礦山的成本為174.4元/t,其中充填成本為120元/m3,分?jǐn)偟降V石為45.11元/t??紤]中深孔崩礦,回采成本降低5元/t礦,則中深孔回采原礦成本為124.3元/t。殘礦回采不需要鑿巖、爆破、支護(hù)和采準(zhǔn)工程等附加費(fèi)用,因此殘礦采礦成本定為93.3元/t。

        3 結(jié) 語

        嚴(yán)格控制掘進(jìn)斷面的形狀和保證充填接頂質(zhì)量是本方案的關(guān)鍵。對于一些欠穩(wěn)固的礦體,一定要加強(qiáng)支護(hù),這關(guān)系到崩落法回采時(shí)的安全及有效控制原礦及殘礦的回收率。針對20~29線之間礦體的回采,原礦回收率每提高一個(gè)百分點(diǎn),將增加礦山經(jīng)濟(jì)效益300萬元。

        參考文獻(xiàn):

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