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崩落法残矿高效回采技术研究
2015-07-15
崩落法到目前为止依然是金属矿床地下开采的主要方法之一,采出矿量地下电竞竞猜注册送山约占60%,有色矿山约占29%。崩落法是安全高效采矿方法,随着金属矿产品价格的走低,这种采矿方法低成本高效率的优点突显出来,需要我们对崩落法的潜能进行深入研究。
崩落法残矿高效回采技术研究 东北大学 任凤玉 内 容 一、概述 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 三、符山电竞竞猜注册送散体层残矿短进路回收技术 四、团城电竞竞猜注册送含空区残矿斜面蹬碴落矿回采技术 2 一、概述 崩落法到目前为止依然是金属矿床地下开采的主要方法之 一,采出矿量地下电竞竞猜注册送山约占60%,有色矿山约占29%。 黑色矿山,60% 有色金属矿山,29% 3 一、概述 崩落法是安全高 效采矿方法,随着金 属矿产品价格的走低, 这种采矿方法低成本 高效率的优点突显出 来,需要我们对崩落 法的潜能进行深入研 究。 4 一、概述 崩落法潜能研究主要包括如下三大方面: 1 2 3 、高效开采方案(诱导冒落、大结构参数崩落); 、矿石损失贫化控制(损失控制与贫化控制); 、地表塌陷控制(临界散体柱支撑)。 在此主要讨论矿石损失控制中的残矿回收问题。 5 一、概述 崩落法矿石损失主要是下盘损失,过去讲下盘损失是永久 损失。生产实践表明,下盘损失是可再次回收的。在此汇报三 种回收方法: 1 2 3 、平底堑沟诱导冒落法 、斜面蹬渣落矿回采法 、散体残矿回收法。 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 矿体似层状并有波状起伏,埋深70-490m,一般埋深150- 3 00m,走向长1500m,宽500-1000m,最大厚度60m,一般为 5 -30m,平均12.6m,倾角5 -30 ,矿石平均品位45.58%。近 矿围岩含铁品位9.61%。 0 0 A B A B 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 2 .1 概况 顶板结晶灰岩与大理岩,中等稳固到不稳固;磁电竞竞猜注册送稳 固性较好;近矿底板0~15m厚的矽卡岩稳固性很差,闪长岩 中等稳固到稳固。 矿山经过20多年的开采,开采中段从230m中段已下降到 40m中段。由于采动地压大和民采空区破坏等原因,已采中 段残留了大量矿石,目前残矿回收已经成为矿石生产的主 要手段。 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 2.2 开采方案 经民采破坏和矿山开采损失,残留下的矿体残缺破损, 多为不规则不连续的实体或离散体,夹杂崩落或冒落的散体, 分布不均,空区形态复杂。采用崩落与诱导冒落相结合的方 式落矿,设计了平底堑沟回采方案。 空区 残矿 矽卡岩 9 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 (1)单堑沟诱导冒落方案 对于两翼倾角较大的残矿,提出了单堑沟强制崩落与诱导冒落 相结合的开采方案,即通过堑沟落矿拉开诱导空间,诱导上部矿体 与围岩一起冒落,冒落的矿石通过出矿横穿放出。 方案要点: 堑沟 ( 1)堑沟与出矿巷布置于下 O2 Sk 盘稳固的闪长岩中,提高巷 道稳定性; 出矿横穿 民采空区 ( 2)将其上方含品位的矽卡 岩及残破矿石看作整体,布 置采准工程; δ Fe ( 3)出矿巷道长时间存在, 分段协同回采,实现上部高 品位矿石充分冒落与放出。 10 单堑沟平底结构回采方案示意图 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 对于倾角较小残矿,提出了双单堑沟强制崩落与诱导冒落相结合的开采方案(下 图)。堑沟崩落与诱导冒落的矿石,主要由出矿横穿放出,由出矿巷道运走。 出矿横穿 出矿横穿 2 #堑沟 1#堑沟 出矿巷道 双堑沟平底结构回采方案示意图 11 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 ꢀ 根据矿体倾角、厚度不同,堑沟与出矿巷可灵活组合布置。 ꢀ 1 # 堑 沟 联 巷 联 巷 出 矿 巷 道 2 # 堑 沟 a. 双堑沟斜横穿平底结构 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 堑 沟 1 4 # 1# 2# 3# 联 巷 联 巷 出矿巷道 出 矿 横 穿 出 矿 横 穿 堑 沟 2 b. 直角联接双侧堑沟平底结构 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 ꢀ 堑 沟 1 出 联 联 巷 矿 横堑 沟 2 穿 出 矿 巷 横 穿 出矿巷道1 出矿巷道2 c. 串联堑沟平底结构 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 ( 2)斜进路与堑沟联合方案 堑沟巷道先用作出矿巷道,后用于落矿。 O2 31m 民采空区 Fe 21m Sk δ 民采空区 11m 联巷 斜进路 出矿巷 0m 5000 4950 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 ( 3)采准巷道支护情况 ꢀ ꢀ对于稳固的闪长岩共巷道,一般不需要支护;当遇到近矿 节理裂隙发育的蚀变闪长岩或矽卡岩时,采用喷锚网联合支护。 单位:mm 3000 锚网喷支护形式 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 ( 4)应用情况 堑沟、出矿 出矿巷间 距12m 联巷间距12m 回采矿量3.22万吨, 品位25.29%。 南一区115m水平11# 双堑沟采场平面图 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 南一区111m水平5#采场6#单堑沟采场巷剖面图 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 出矿巷间距约11m 南一区111m水平5# 采场串联堑沟平面图 回采矿量0.83万吨, 品位25.94%。 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 截至2014年底,三年实施中残采量统计,见下表。 单堑沟 双堑沟 串联堑沟 合计 总采场数量 36 25 10 4 1 65 35 回采完毕 采场数量 2 4 回收矿量 (万吨) 1 37.42 45.71 25.52 17.7 23.89 200.83 24.66 平均品位 (%) 2 4.47 二、西石门电竞竞猜注册送残矿平底堑沟回采技术 方案对比 无底柱分段崩落法 12.5m/kt 平底堑沟结构残采 采准系数 炸药单耗 11.05m/kt 0.49kg/t 5.5t/m 0.67kg/t 单位炮孔长度 崩矿量 4 t/m 每吨矿石节约采矿成本8.51元 21 三、团城电竞竞猜注册送 斜面蹬渣落矿残采技术 ( a)ꢀ平面图 (b)ꢀ立面图 进路布置与回采矿体边界条件图 三、团城电竞竞猜注册送 斜面蹬渣落矿残采技术 23 三、团城电竞竞猜注册送 斜面蹬渣落矿残采技术 空场法顶板斜面蹬碴落矿的回采方案 通过分析民采空区顶板的受力条件和散体的支撑作用,认为散体支撑 下顶板不会发生整体掉落,提出并实施了斜面蹬碴落矿的回采方案,采 出矿石的同时,实现了空区的安全处理。 A-A 剖面图 7 0m分段8~9线之间空区顶盖矿量斜 面蹬碴落矿回采方案示意图 24 四、符山电竞竞猜注册送散体层残矿回收技术 符山电竞竞猜注册送四矿体第63号勘探线地质剖面图 比例尺:1:500 1000 符山电竞竞猜注册送矿体倾角30º~50º, 厚度从几米到100余米不等,平 均厚度约60m,矿体地质品位 CKA149404..05033 3 25°12′30″ CK799445.4.4178281.81% CKA3696317..9038279.90%CK896.24 937.18279.09% CKA529072..9888880.45% 9 00 145°12′30″ 4 3.7%。垂直走向布置进路,分 850 段高10m,进路间距10m、崩矿 步距1.5m,爆破最小边孔角55°, 下盘掘岩高度为2/3阶段高度, 按截止品位控制放矿。现今主矿 体早已回采结束,且下盘实体残 留矿石也已大量回收。 8 00 7 50运输巷 750 沿脉巷 7 30运输巷 沿脉巷 斜巷 702运输巷 700 图 例 Fe矿体 δ 闪长岩 地质界线 O 2 中奥陶系灰岩 SK矽卡岩 探矿硐室 ZK141钻孔及编号 C K A 5 08 25 0..60807 地表钻孔编号 1 取样位置及编号 放矿试验点 施工巷道 4 地质体界限 地表及塌陷坑界限 6 50 2 2950 22900 22850 22800 22750 25 四、符山电竞竞猜注册送散体层残矿回收技术 ( 1)散体层中残矿形态研究 为了回收散体残矿,需查明散体残矿的位置、形态及矿量。为此,按生产条 件在实验室进行了放矿模拟实验,实验得出的残留体位置如下图所示。 第二分段回采界限 l c 第二分 a 段 b 进路位置 第三分段回采界限 ( 矿结束后正面图 1)第二分段放 ( 2)第二分段放矿 结束后侧面图 (3)第三分段放矿 结束后正面图 放矿后残留体形态图 26 四、符山电竞竞猜注册送散体层残矿回收技术 ꢀꢀꢀꢀꢀ概括来说,最终残留矿体赋存范围:本分段两条相邻进路之间、本分段 底板和上分段底板之间、下分段回采界线和分段下盘矿岩交界线之间,三个 界限所包围的区域。 c c ꢀ a a b b 一个分段内残留矿示意图 由三部分组成:a.脊部残留散体,b.本分段回采界限之前未崩落间柱,c. 27 本分段回采界限之后未崩落的三角矿。 四、符山电竞竞猜注册送散体层残矿回收技术 作出各分段各进路a、b、c部分的三维图形,计算得出 7 02m—750m水平矿量: 740m 730m ꢀ 720m 710m 702m 折11.45%品位 矿石量(t) 716163 810689 514402 202388 390913 2634556 分段水平 金属量(t) 7 7 7 7 7 40m 30m 20m 10m 02m 82000 92824 58899 23173 44760 301656 总计 28 四、符山电竞竞猜注册送散体层残矿回收技术 (2)凿岩出矿设备 散体残矿回收,需要适当减小回采巷道的断面尺寸,为此符山电竞竞猜注册送采 用0.6~0.8m3的矿用小型铲运机出矿,落 矿凿岩设备选用7655凿岩机,用小 型拖拉机运矿,这些设备均可在小型断面巷道内作业。 ꢀ 29 四、符山电竞竞猜注册送散体层残矿回收技术 (3)进路尺寸及支护 方式 ꢀ 按设备所需最小断面尺寸要 求 , 选 定 进 路 断 面 尺 寸 取 2.5m×2.5m。 进路之间岩体受爆破及散体 压力作用变得较破碎,掘进及回 采过程需有支护结构保护,以U 型拱架加背板形成为好,背板需 紧密背实,防止掉块伤人。 30 四、符山电竞竞猜注册送散体层残矿回收技术 ꢀ ꢀ ꢀꢀꢀꢀꢀ(4)残采工程 运用随机介质理论结合实验数据分析散体残矿赋存范围及回采工程布 置原则,得出的段残采工程见下图。该ꢀ 图为730m水平残采范围(蓝线) 及工程布置(绿线)。红色标示进路为试采进路。 56 55 通向755硐口 57 58 23000 59 60 61 # 3 62 # 702-1 风井 63 4# # 1 井 64 5# 65 66 出矿点 6 # 1# 采 场 67 7 30-2 风井 # 出矿点 # 2 井 68 出矿点 # 3 井 7 # # 4 井 69 1 1# 10# 2#采场 # 9# 出矿点 70 封堵 8 # X2-7 头 出矿点 22900 1 2# 5 井 1 3# # 10 井 6#井 # 9 井 730-主风井 # 8 # 7 井 井 # 11 井 # 12 井 702-2# 风井 # 13 井 3# 采 场 出矿点 22800 图 例 出矿点 出矿点 出矿点 出矿点 矿体 δ 闪长岩 O 2 中奥陶系灰岩 勘探线及编号 出矿点 矽卡岩 设计巷道 730矿岩界限 出矿点 坍塌 12# 向下溜井及编号 7700 77880000 7900 88000000 88110000 88220000 88330000 8400 8400 8500 8500 8600 8700 31 四、符山电竞竞猜注册送散体层残矿回收技术 ꢀꢀꢀꢀ(5)现场试验 两条试验进路掘至预测位置均见矿。根据见矿位置调整后续进 路轴线,目前正在施工中。 ꢀ 实际施工进路 下盘联巷 30-33 4# 5# 2# 3# 1# 残矿范围 设计残矿回收进路 原进路 32 方案实施效果图 7 30m水平试验采场工程布置图 五、结论与展望 1 2 、崩落法残矿是容易回收的。 、对于水平至倾斜矿体,平底堑沟底部结构的诱导冒落 技术,形式多样,可灵活布置,能够适合多种形态残矿的安 全高效回收。 3 、斜面蹬碴落矿回采方法,可使被空区隔离的矿量得到 有效回收。 4 、下盘短进路进散体层回采方案,可对矿体回采后的散 体残留矿石进行有效回收。 33 五、结论与展望 应当指出,近年我国在崩落法地表塌陷控制、诱导冒落高 效开采技术等方面,也取得了许多突破性进展。解决残矿回收 问题,对释放开采形式与参数的许多限制,可针对矿床条件研 发高效开采方案,实现利用地压破碎矿岩、地表塌陷范围控制 与深采塌陷坑资源化利用、以及残留矿石的资源化回收,由此 可大幅度提高崩落法开采效率和减小对环境的冲击,甚至可为 绿色高效开采开辟新路。 34 谢 谢 ! 35


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