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小议无底柱分段崩落采矿法拉槽技术

2013-05-16 11:30 来源:冶金工业论文 人参与在线咨询

崩落采矿法试验结构参数

崩落采矿法试验共分3个分段开采,分段段高9m,各分段之间采用3.2m×3.0m规格斜坡道联通。斜坡道到达矿体下盘后,开凿3.2m×3.0m规格的沿脉运输巷,由沿脉巷每隔12m掘进3.0m×3.0m规格的穿脉进路,为改善放矿效果各分段进路采用菱形布置;为保证切割槽形成效果采用切割巷-切割天井联合拉槽法。采用SimbaH157型中深孔凿岩台车凿岩,使用ST3.5型柴油铲运机出矿,掘进面和各条进路采用压入式通风。

无底柱分段崩落采矿法切割拉槽方法

由于矿体明显受断裂构造及岩性控制,靠近上盘的切割巷顶板易坍塌,导致拉槽困难(见图1)。针对上述问题,尹格庄金矿研究提出了2种解决方案:第一方案,采用浅孔挑顶、“留矿登渣”作业逐步落出中深孔爆破自由面;第二方案,采用倾斜浅孔、深孔组合微差爆破集中一次爆出中深孔爆破自由面。这2种方案的具体参数比较见表1。比较2种方案,第一方案凿岩、爆破循环作业,且施工人员暴露在已坍塌顶板下较危险;第二方案采用SimbaH157型中深孔凿岩台车,凿岩效率高,且施工人员在崩落回采进路中作业较安全,故采用第二方案。

倾斜深孔拉槽倾斜深孔拉槽

是以切割巷和进路为自由面,采用逐步增大扇形孔前倾角的方法拉槽,这种方法巷道掘进工程量小,但深孔凿岩工程量大。在黑色金属矿山中,鲁中矿业有限公司张家洼铁矿、小官庄铁矿,五矿邯邢矿业有限公司西石门铁矿等矿岩接触带不够稳固,难以开掘切割巷和切割天井,均采用深孔爆破拉槽法。但是在确定炮孔参数时,仅给出炮孔的排面倾角,而对每个炮孔的倾角研究较少。

1.倾斜炮孔参数

切割拉槽为崩落采矿法提供爆破自由面,直接影响崩落爆破的效果。目前,国内采用崩落采矿法的金属矿山,为保证拉槽效果基本采用切割巷-切割天井联合拉槽法。倾斜深孔拉槽法具有节省掘进工程、作业安全的明显优点,值得在矿岩接触带不稳固的矿体开采中推广应用。如图2所示,以平面α代表SimbaH157型中深孔凿岩台车中深孔施工的支机点作业平面,以平面β代表中深孔施工孔底需要达到的平面(矿岩交界面,一般处于围岩内)。则图2中的OA为中深孔台车凿岩支机点到平面β的垂直距离,可以测量得到;平面OBC为倾斜深孔的排面,排面倾角∠AOB可以测量得到;OC为倾斜深孔,∠COD为倾斜炮孔的倾角,OD、AD分别为OC、BC在平面α上的投影,OD长度可以量测得到。按照上述理论推导可以精确计算得出每个倾斜炮孔的长度、倾角等参数。研究表明,中深孔爆破具有爆破方向性和顺势爆破效应,根据这个特点改进中深孔爆破的装药结构与起爆顺序可以明显改善爆破效果[6],倾斜深孔具体参数如表2所示。

2.中深孔施工爆破效果、两种拉槽方法比较

利用SimbaH157中深孔凿岩台车施工设计中深孔,炮孔孔底距控制在2.0m以内,孔底排面距控制在1.5m以内。为保证深孔拉槽爆破效果采用分次爆破和每次跑空间延迟微差爆破,第一次爆破第一、第二排炮孔,第二次爆破第三、第四、第五排炮孔;每次爆破炮孔延迟装药段数见表2(表略)。倾斜深孔爆破借助矿岩接触破碎带,拉槽效果较理想。切割巷-切割天井联合拉槽法是常规的拉槽方法,与倾斜深孔拉槽法的参数比较如表3所示。

结语

尹格庄金矿矿体属于缓倾斜中厚矿体,上盘主断面岩体破碎是明显的矿岩分界线,并为倾斜深孔拉槽试验成功提供有利条件。第一,穿脉进路和倾斜炮孔基本布置在矿体内部,崩落围岩较少,矿石贫化小,且炮孔排面变化均匀,炮孔排面距和孔底距分布均匀,拉槽效果理想。节省了切割巷和切割天井的掘进工程,提高了矿石回采率和施工效率。第二,倾斜深孔拉槽与切割巷-切割天井联合拉槽法相比,具有作业安全、施工掘进工程小、作业效率高等优点。但是存在倾斜炮孔孔底距不易控制、产生大块量多等缺点,有待进一步研究。

本文作者:肖刚 江国建 徐健利 吴锋 单位:招金矿业股份有限公司尹格庄金矿 

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