金属矿地下开采第十章崩落采矿法

金属矿地下开采第十章崩落采矿法 第十章 崩落采矿法 制作:陈国山 吉林电子信息职业技术学院 101>.1 单层崩落法(长壁崩落法) 10.1.1 适用条件 1. 矿石.围岩不太稳固 2. 矿体倾角,30? 3. 矿体厚度,3米 示 意 图 10.1.2 结构 1.顶底柱:支撑上盘岩石1-2米 2.间柱:200米留一个2,3米 10.1.3 参数 斜长:30-60米 顶底柱:1,2米 走向长:200-300米 10.1.4 采准切割工作 1.阶段运输巷:脉外沿脉平直布置 2.行人溜井:行人,通风,溜矿,断面2×2长5—7米,间距15-20米 3.切割平巷:脉内沿脉布置,随矿脉,顶底柱之上. 4.上山:初始工作面,行人通风. 5.回风巷:回风平巷,斜巷 10.1.5 回采崩落 1.落矿:以上山为工作面,水平,平行浅孔,进尺与支柱间距要一致 2.运搬:电耙耙矿,重力运搬进入溜井，两步耙矿工作面布置方 式及出矿方法 3. 地压管理 ? 压力规律:时间，远工作面2/3处。 示 意 图 示 意 图 支柱方法:成排支柱与进尺成整数倍。 ? 1-顶柱 -崩落区 2 3 –撤柱绞车钢绳 4 -密集切顶支柱 5-已封溜井 6-安全出口 7-长壁工作面 8-溜井 a-放顶距 b-控顶距 c-悬顶距 ? 放顶方法:加密某一排，放顶距，控顶距，悬顶距。 示 意 图 示 意 图 10.1.6 评价 优点:手选.通风好,损失贫化小 缺点:安全差.木材. 10.1.7 具体应用 1.短壁式崩落法 1-运输巷道; 2-分段巷道;3 –上山 示 意 图 2. 进路式崩落法 1 -安全口;2 -回风巷道;3-窄进路;4 -临时矿柱; 5-分段巷道; 6-宽进路; 7 -矿溜子;8-运输巷道; -隔板; 10-崩落区; 11 -顶柱; 12 -工作面; 9 13 -上山; 14 -矿石溜井 a)自上山向两侧回采进路 ( (b)自分段平巷回采进路 示 意 图 3. 房柱式单层崩落法 1 - 盘区运输平巷 2 - 通往竖井方向 3 - 矿房 4 - 矿柱 5 - 回收矿柱的横向进路 6 - 临时掩护矿柱 7 - 残柱 8 - 残柱爆堆 9 - 放顶崩落区 示 意 图 10.2 分层崩落法 10.2.1 适用条件 急倾斜矿体，矿石和围岩不稳固，矿体厚度很大，矿石 品位价值又不高。 10.2.2 结构 1 - 运输平巷 2 - 三格天井 3 - 分层巷道 4 - 回采进路 意 图 示 10.2.3 采准、切割工作 阶段运输巷:布置在脉内，沿脉布置或沿脉加川脉布置 多格天井:上下行人通风、溜矿 采矿巷道:将溜井矿石用电耙集中到大溜井。 小溜井:溜放矿石，减少运搬工作量。 分层平巷:最初回采工作面。 10.2.4 回采工作 自上而下分层回采，分层高度为了2-3米。 1.凿岩:借助分层巷打水平平行浅孔，巷道型回采，回采矿石借助小 溜井溜放到集矿巷道，随回采随采用木支护,运搬采用人工倒矿或电耙耙 矿，结束后在巷道底板铺设底柱。 示 意 图 2.电耙出矿 3.回采工作面布置 示 意 图 示 意 图 10.2.5 评价 1.人工假顶安全性差; 2.爆堆通风困难; 3.消耗大量木材 4.人工倒矿生产率低 5.生产能力小。 10.2.6应用实例 1. 水平掩护假顶采矿法 - 钢绳连接的掩护假顶 l 2 - 开采堑沟 - 天井盖板 3 4 - 电耙铰车 5 - 耙斗 6 - 绳箍 7 - 圆木 8 - 钢绳 (a)木质柔性假顶结构图 (b)掩护假顶下工作空间 示 意 图 2. 宽工作面回采 3. 混凝土假顶 示 意 图 示 意 图 4. 柔性假顶 示 意 图 10.3.1 水平孔落矿有底柱分段崩落法 1. 矿块的布置 阶段高50米，分为两个分段，每个25米，每个分段留5-6米 高的底柱，在底柱内形成底部结构。 1 - 上盘分段联络道 2 - 电耙道 3 - 下盘分段联络巷道 4 - 回风道 - 凿岩联络道 5 6 - 拉底巷道 - 拉底硐室 7 8 - 凿岩天井 9 - 凿岩硐室 10 -采场小溜井 示 意 图 10.3 有底柱分段崩落法 2(行人运输系统 布置环形阶段运输巷，在下盘围岩内布置:行人、通风天井， 矿石溜井， 天井间距50-100米， 溜井间距为两排漏斗的宽度， 溜井将矿石溜放进川脉，天井与沿脉贯通。 3. 底部结构 采用堑沟受矿电耙耙矿底部结构，垂直矿体走向布置。 4. 凿岩爆破系统 在矿块中央利用一个斗颈上凿天井和硐室，在硐室内打水平 扇形中深孔，硐室3.6×3.6×3，每个硐室凿2-3排，每排10- 20个孔。 5. 采准巷道 沿脉川脉，川脉间距为两排斗宽，行人通风井，溜井，电耙 巷，联络道，斗川，斗颈，拉底巷道，凿岩天井、硐室及联络巷。 6. 切割工作 形成堑沟同时拉底。 7. 回采工作 以拉底空间为自由面及补偿空间，打水平扇形中深孔，向下 排起爆，电耙出矿。 8. 适用条件 矿体厚10-30米，倾角,55?矿石不稳，围岩稳固。 10.3.2 垂直孔落矿有底柱分段崩落法 ? 构成要素:阶段高50-60m ;采场沿走向布置，其长度 与耙运距离一致，为25-30m ;分段高度10 - 13m ; 在垂直 走向剖面上每个分段开采矿体范围近于菱形。 立体图: 1 - 阶段沿脉运输巷道 2 - 阶段穿脉运输巷道 3 - 矿石溜井 4 - 耙矿巷道 5 - 斗颈 6 - 堑沟巷道 7 - 凿岩巷道 8 - 行人通风天井 9 - 联络道 10 - 切割井 11 - 切割横巷 12 - 电耙巷道与矿石溜井的 联络道(回风用) 示 意 图 三视图: 1 - 阶段沿脉运输巷道 2 - 阶段穿脉运输巷道 - 矿石溜井 3 4 - 耙矿巷道 - 斗颈 5 6 - 堑沟巷道 7 - 凿岩巷道 8 - 行人通风天井 9 - 联络道 10 -切割井 11 -切割横巷 12 -电耙巷道与矿石溜井的 联络道(回风用) 示 意 图 ? 采准切割:阶段运输水平采用穿脉装车的环行运输系统，穿 脉巷道间距25 -30m 。 采准工程 1 -阶段运输穿脉 2 -下盘回风道 3 -采场溜井 4 -电耙道 5 -上盘进风道 6 -上盘沿脉 7 - 下盘沿脉 示 意 图 切割工程:堑沟形成 1,电耙道 ,放矿口 2 3,堑沟巷道 ,炮孔 4 5,矿柱 6,堑沟坡面 示 意 图 在下盘脉外布置底部结构，一般采用单侧堑沟受矿电耙 道，斗穿间距5-5.5m ，斗穿斗颈规格均为2.5×2.5m ，堑 沟坡面角60?。上两个分段用倾角60?以上的溜井及分支溜 井与电耙道连通， 下两个分段采用独立垂直溜井放矿。 在分 段矿体中间部位设专门凿岩巷道并用切割井与堑沟拉底巷道连 通。每2 - 3 个矿块设置一个进风人行天井，用联络道与各分 段电耙绞车硐室连通。每个矿块的高溜井均与上阶段脉外运输 巷道贯通，并用联络道与各分段电耙道连通，兼作各个采场的 -12m 开凿切割井和切割横巷 ， 回风井。采场沿走向每隔10 以保证耙运层以上的补偿空间体积达15 - 20 ,。切割立槽的 形成: 切割立槽的形成: ?回采: 凿岩主要采用 YG -80 和 YGZ——90 型凿岩机。 扩切割槽的最小抵抗线为1.6-1.7m ，孔底距为(0.5-0.7)W。落矿的最小抵抗线W为1.8-2m ， 炮孔密集系数为1-1.1。最终孔径一般不大于65mm, ，孔深10-13m。切割槽与落矿炮孔同期、分段起爆。 出矿采用30kw 电耙绞车和 0 . 3m3的耙斗，在生产中的实际放矿 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 是: 首先由近而远， 然后再由远而近地单斗顺序放矿。 ?使用条件: a. 中厚与厚矿体。只要合理布置切割井(槽)的位置，本 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 能适应 矿体厚度的较大变化; b.矿石的稳固程度，以掘进切割井时无需支护为宜; c.当没有相邻松散矿体时，用于开采每个分段的第一个采场，为侧向挤压创造条件。 示 意 图 10.3.3 应用实例 1.缓倾斜矿体的应用 1- 下盘阶段运输平巷 2- 下盘回风道 3- 回风小井 4- 电耙道 5- 漏斗穿 6- 漏斗颈 7- 小溜井 8- 电耙道联络道 9- 炮孔 10-凿岩巷道联络道 11-切割平巷 12-切割天井 示 意 图 2. 向崩落矿岩挤压 示 意 图 3. 端部平底铲运机出矿方案 示 意 图 0.4 无底柱分段崩落法 1 1 、2 -上、下阶段沿脉运输巷道 - 矿石溜井 3 4 - 设备井 5 - 通风行人天井 6- 分段运输平巷 7 - 设备井联络道 8 - 回采巷道 9 - 分段切割平巷， 10 -切割天井 11 -上向扇形炮孔 立体图: 示 意 图 三视图: 示 意 图 1 、2 -上、下阶段沿脉运输巷道 3 - 矿石溜井 4 - 设备井 5 - 通风行人天井 6- 分段运输平巷 7 - 设备井联络道 8 - 回采巷道 9 - 分段切割平巷， 10 -切割天井 11 -上向扇形炮孔 适用条件 10.4.1 地表允许崩落，矿岩具有一定的稳固性，急倾斜厚矿体。中等 品位中等价值的矿石。 10.4.2 结构 在下盘围岩内布置行人通风天井、溜矿井、分段巷道，形成行 人通风，运输系统，从分段巷道向矿体掘进路创造回采条件。 10.4.3 参数 阶段高50-60米，矿块长50-60米，进路间距8×8或10×10 分段高为8或10米。 10.4.4 采准工作 ? 阶段运输巷:沿脉加川脉。 ? 矿石溜井:沿走向50米一个，5个进路设一溜井。 ? 废石溜井:沿走向100米一个。 ? 行人通风井:沿走向500米一个。 ? 分段巷道:间距8米或10米。 ? 进路:出矿巷道。 10.4.5 切割工作:形成切割槽方法 1.切割天井与切割巷道联合拉槽法 在进路端部矿体边界掘进切割平巷， 隔一定距离从切割平巷上 掘切割天井，从切割平巷，打上向平行中深孔,以切割天井为自由面 爆破形成切割槽。 1,切割巷道; 2 、4,切割炮孔; 3,切割天井 示 意 图 2. 切割天井与扇形炮孔联合拉槽法 在进路端部矿体边界掘进切割天井，在进路端部打上向扇形中 深孔，以切割天井为自由面爆破，形成切割槽。 1,回采进路 ; 2,切割天井 意 图 示 10.4.6 回采 1.落矿:在进路打上向扇形炮孔 排面角 前倾 边孔角 垂直 排间距 后倾 崩矿步距 排面角 边孔角 排间距与崩矿步距 示 意 图 2.运搬:采用装运机出矿，铲运机出矿。 3.地压管理:露岩下放矿，挤压炸破及安全保护层。 (1)上部采空区已处理充满废石,覆盖层自然形成。 (2)露天转入地下开采时，边帮或舍弃的废石形成覆盖层。 1 - 露天矿 2 - 扇形深孔 3 - 采准分段 4 - 矿体 5 - 切割槽 6 - 矿石溜井 7- 铲运机出矿 意 图 示 (3 )随回采自然崩落形成覆盖层。 4 )人工强制崩落顶板形成废石覆盖层。 ( 示 意 图 示 意 图 4.通风:爆堆通风和局扇通风 爆堆通风 局扇通风 1 - 通风天井 2 - 主风筒 3 - 分支风筒 4 - 分段巷道 5 - 回采巷道 6 - 隔风板 7 - 局扇 8 - 回风巷道 9 - 封闭墙 10 -阶段运输平巷 11- 溜矿井 示 意 图 10.4.7 评价 优点:安全性高，生产能力大 缺点:通风困难 10.4.8 覆盖岩层下出矿方法 1.覆盖岩层的形成:空区经过处理已形成岩层、露天采场的废石 堆、靠自然崩落形成、人工强制爆破而成。 作用:形成挤压爆破的条件，缓冲层，缓解冲击波，厚度15-25 米。 2.炮孔布置 参数:排间距，排面角，边孔角，孔深，孔底距。 进路菱形的损失贫化 崩矿步距:排间距×排数 1.8-3米 崩矿步距与损失贫化关系 示 意 图 排面角:前倾，垂直， 后倾三种。 90? 70-85? 100-105? 排面角与放出矿体 示 意 图 边孔角:5-10? 40-50? 70? 进路规格与损失贫化 3. 矿石运输:铲运机出矿 全断面铲取、合理的进路规格、进路布置方式。 示 意 图 示 意 图 进路布置方式 全断面铲取与损失贫化的关系 ?-回采巷道宽4m ，拱形眉线 ?-回采巷道宽8 m ，拱形眉线 ?-矩形回采巷道宽8m ，眉线为直线 示 意 图 意 图 示 铲取深度与端部损失贫化情况 示 意 图 10.4.8 应用实例 无底柱分段崩落法是一种机械化程度高、劳动消耗量小的高效 率采矿方法。 由于适用于无底柱分段崩落法的高效率设备的出现， 这种采矿方法得到了较广泛的应用。 1. 斜坡道采准 示 意 图 2. 再生顶板下放矿无底柱分段崩落法 示 意 图 3. 平行深孔大边孔角落矿无底柱分段游落法 示 意 图 4. 高端壁无底柱分段崩落法 1 -阶段运输平巷; 2-溜矿井; 3 -联络道; 4 -回采巷道; 5 -分段巷道 6-凿岩回风巷道;7-切割平巷;8 -切割天井;9-回采巷道之间矿柱;10 - 炮孔 示 意 图 5. 预留矿石垫层无底柱分段崩落法 示 意 图 6. 分段留矿崩落采矿法 1 -主要运输巷道 2 -小溜井 3 -电耙联络道 -电耙巷道 4 5 -斗穿 -回风巷道 6 7 -分段巷道 8 -堑沟凿岩巷道 9 、10 -分段回采巷道 11 -切割天井 12 -落矿扇形炮孔 示 意 图 7. V形宽工作面无底柱分段崩落法 1 -回采巷道 2 -分段落矿深孔 3 -扩V 形面拉底孔 4-局扇 5-V 形宽工作面 6 -新鲜风流 7-分段巷道 8 -污浊风流 9 -深孔孔底投影 示 意 图 8. 移动式掩护支架无底柱分段崩落法 示 意 图 10.5 有底柱阶段崩落法 10.5.1 适用条件 1. 矿体厚度,15-20米。 2. 低品位低价中价矿石。 3. 矿石有一定的稳固性。 4. 矿石无氧化性，结块性，自燃性。 5. 地表允许崩落。 10.5.2 阶段运输工作 采用沿脉加川脉或环形阶段运输系统，从阶段向上掘进，行人通风天 井，形成行人通风系统。向上掘进凿岩天井,凿岩硐室,凿岩巷道,形成凿岩 爆破系统。 10.5.3 切割及底部结构 采用漏斗受矿电耙底部结构，堑沟受矿电耙底部结构平底受矿平装车 底部结构，并在其上形成拉底空间。 10.5.4 回采 回采采用水平扇形孔，垂直扇形孔，平行中深孔，垂直中深孔，爆破 或强制崩落，或采用自然崩落。 10.5.5 评价 优点:安全性好，生产能力大，成本低。 缺点:损失贫化大。 10.5.6 常用方案 1. 向水平补偿空间落矿 立体图: 2-电耙联络道 3-电耙道溜井 4-凿岩天井 5-脉外矿块天井 -拉底水平 6 示 意 图 拉底空间形成方法: 1 -拉底空间切割槽;2-扇形深孔;3 -拉底凿若巷道 示 意 图 2. 向垂直补偿空间落矿 1 - 无轨设备斜坡道， 2 - 穿脉凿岩巷道， 3 - 一凿岩和拉底巷道。 4 - 上向平行深孔， 5 - 上部穿脉凿岩巷道; 6- 凿岩硐室， 7 - 下向深孔， 8 - 顶部上向深孔， 9 - 水平拉底深孔， 10 -底部结构检查回风巷; 11- 切割立槽垂直补偿空间 示 意 图 3. 侧向挤压爆破 端部放矿 1 -振动给矿机;2 -振动运输机;3-回采出矿巷道;4 -运输巷道 侧向挤压底部出矿: 1 -沿脉巷道;2 -装矿巷道;3 -斗颈;4 -堑沟巷道;5 -凿岩巷道 示 意 图 4. 阶段自然崩落法 立体图 1 -穿脉运输巷道;2 -沿脉运输巷道;3 -下底柱;4 -电耙联络道 -上底柱; 6 -斗穿; 7-检查天井; 8 -割帮巷道; 9-拉底层 5 示 意 图 三视图: 1 -脉外运输平巷;2 -穿脉;3 -电耙溜井;4 -电耙巷道;5 -电耙联络道 6 -回风穿脉;7 -回风天井;8 -割帮深孔;9 一凿岩硐室;10 -凿岩天井 示 意 图 底部结构及拉底方法 示 意 图 10.6 放矿理论 10.6.1 底部放矿规律 1. 概念 放出椭球体:从下面的放出口放出一定量的矿石，它原来在采场 内所占空间的几何形状，近似旋转椭球体。 松动椭球体:由于矿石的放出，其周围的围岩将发生松动，其松 动的范围也似旋转椭球体。 移动漏斗:随着放出口矿石的放出，包括矿岩接触面在内的各个 水平面均向下弯曲，称弯曲的曲面为移动漏斗， 矿岩接触面形成的 移动漏斗，称为废石降落漏斗。 1 -放出椭球体 2 -废石降落漏斗 3 -移动漏斗 4 -松动椭球体， a -放出椭球体长半轴 -放出椭球体短半轴 b Vt -放出椭球体体积 -放出矿石体积 Vf Vl- 废石降落漏斗体积 ?-?-矿岩接触面 ?-?-对应Vt 的松动椭球体顶面 Vj=Vt=Vl 示 意 图 2. 规律 此规律与矿石及岩石的高度及体积无关。 体积约15倍，高度约为2.5倍。 放出量?放出椭球体体积?废石降落漏斗体积。 同动同停性或称同时性。 位于椭球体表面的颗粒同时到达放出口既移动速度不同。 3. 应用 ?相离放矿，斗间距大。 ?相切放矿，斗间距适中。 ?相交放矿，斗间距适中。 示 意 图 二. 端部放矿 1.放矿规律 端部放矿矿岩移动规律基本与平面底部放矿相同，仍可以用放出 椭球体，松动椭球体， 废石降落漏斗来解释， 但由于放出体受到上 部待采分条及其摩擦阻力的影响， 使放出椭球体的中心轴发生偏 斜，导致椭球体发育不完全，形成一个纵向不对称,横向对称的椭球 体缺。 (a)端壁倾角90? b)端壁倾角70? ( (c)端壁倾角105? (d)三种端壁倾角垂直回采巷道剖面图 端部放矿时放出椭球缺的发育 与废石降落漏斗示意图 2. 应用 铲取深度 铲取宽度 崩矿步距 排面角 进路形状 进路间距 三. 计算 1. 底部放矿: 2. 端部放矿: