礦山開采基礎(chǔ)知識PPT課件.ppt

第五章非煤礦山開采技術(shù)基礎(chǔ)知識 第一節(jié)金屬礦床地下采礦工藝第二節(jié)金屬礦床露天采礦工藝第三節(jié)采礦方法第四節(jié)采礦安全技術(shù)簡介第五節(jié)礦山安全技術(shù)規(guī)定 1 第一節(jié)金屬礦床地下采礦工藝 根據(jù)開礦石中所含礦物成份的不同 可將礦山分為煤礦和非煤礦山 金屬和非金屬礦山 金屬礦山包括貴金屬 金 銀 有色金屬 銅 鉛 鋅 鋁 鎳 鎢 黑色金屬 鐵 鉻 錳 稀有金屬 鉭 鈮 和放射性礦山 鈾 釷 非煤礦山是指開采金屬礦石 放射性礦石以及作為石油化工 建筑材料 輔助原料 耐火材料及其它非金屬礦物 煤炭以外 的礦山 2 一 開采步驟金屬礦床地下開采一般包括礦床開拓 礦塊的采準 切割和回采四個步驟 1 礦床開拓從地表開掘一系列巷道通達礦體 使地面與礦體之間形成一個完整的通路 以建立提升 運輸 通風 供排水 供電 供風 行人等系統(tǒng) 2 礦塊采準在已完成開拓工程的階段 或盤區(qū) 內(nèi) 掘進采準巷道 將階段劃分為礦塊 或采區(qū) 并形成礦塊的行人 通風 鑿巖 出礦等系統(tǒng) 3 3 切割工作在已完成采準工程的礦塊里 掘進切割 拉底巷道 辟漏等 為大規(guī)模落礦開辟自由面和補償空間 為礦塊的放礦創(chuàng)造良好的條件 4 回采工作在切割工程完成后的礦塊 直接進行大量采礦工作 回采工作主要包括落礦 運搬和地壓管理三項作業(yè) 4 落礦是利用鑿巖爆破的方法將礦石從原巖中分離出來的過程 運搬指礦石自采場至階段運輸巷道裝載點進行裝車的過程 地壓管理是對采空區(qū)地壓進行抗衡或利用而采取的措施 5 二 礦床開拓方式1 礦床開拓基本概念為開拓礦床而掘進的井巷 稱為開拓巷道 開拓巷道的種類有平硐 豎井 斜井 斜坡道 井底車場 石門 階段運輸平巷 溜井 充填井等 并包括井底車場內(nèi)設(shè)置的有不同用途硐室 6 平硐 是具有一端通達地表出口的水平巷道 巷道一般有3 7 的坡度 以利礦車運輸和井下排水 豎井 指其軸向與地平面垂直 用于提升礦石 廢石 人員 設(shè)備 材料的巷道 按其提升容器類型的不同 可分為罐籠井 箕斗井和混合井 按其井口是否通地表可分為明豎井和盲豎井 7 斜井 軸向與水平面成一定傾角的巷道 其功能與豎井相同 斜井內(nèi)鋪設(shè)有運輸軌道 根據(jù)所采用的提升容器可分為串車斜井和箕斗斜井 按地表有無出口可分為明斜井和盲斜井 斜坡道 是具有直通地表出口的傾斜巷道 斜坡道主要是運行無軌設(shè)備及安裝膠帶運輸機時使用 巷道不鋪設(shè)軌道 坡度小 方向變換靈活 8 井底車場 井筒與階段運輸巷道連接處各種運輸線路和硐室的總稱 是井下運輸和井筒提升的樞紐 在井底車場范圍內(nèi)除鋪設(shè)有儲車線 行車線 調(diào)車線之外 還設(shè)置有水泵房 變電所 修理庫等硐室 石門 階段運輸運輸水平內(nèi) 由井底車場通達礦體一段的巷道 溜礦井 專用于溜放礦石的井筒 位于運輸巷道與礦塊之間 充填井 用于下放充填料的井筒 主要應(yīng)用于使用充填法采礦的金屬礦山中 9 2 主要開拓巷道和輔助開拓巷道開拓井巷工程中 凡是用來礦石的運輸和提升 不管有無地表出口均稱為主要開拓巷道 主要開拓巷道有主平硐 主斜坡道 明 盲 豎井 明 盲 斜井 斜坡道等 在礦床開拓中只起輔助開拓作用的巷道 稱輔助開拓巷道 如通風井 溜礦井 充填井 井底車場 階段運輸巷道等 10 3 礦床開拓方法分類礦床開拓方法依據(jù)所選用的主要開拓巷道類型及與礦體的位置關(guān)系 分為平硐開拓 豎井開拓 斜井開拓 斜坡道開拓 聯(lián)合開拓法五種 1 平硐開拓 適宜開拓山區(qū)地形的礦床 礦體的全部或大部分位于當?shù)厮交鶞拭嬉陨?在平硐以上各階段采下的礦石 通過溜井下放到平硐水平 經(jīng)平硐運出地表 平硐開拓是一種最簡便 經(jīng)濟而安全的開拓方法 11 圖5 1平硐開拓法1 階段平硐 2 溜井 3 主平硐 4 輔助盲豎井 12 2 斜井開拓 一般用于開拓礦體埋藏在地平面以下 埋藏深度不大 地表又無過厚表土層的層狀礦床 斜井傾角一般為150 400 緩傾斜和傾斜 也可用于急傾斜礦床的開拓 斜井提升能力小 承壓能力差 故一般只適宜小型礦床的開拓 13 圖5 2下盤斜井開拓法 14 3 豎井開拓 主要用于開拓礦體賦存在地平面以下 傾角大于450的急傾斜礦床或礦體埋藏較深 傾角小于150的水平與緩傾斜礦床 同斜井開拓方法相比 豎井開拓具有生產(chǎn)能力大 提升成本小 受地質(zhì)條件的限制較小 易于維護等優(yōu)點 15 圖5 3豎井開拓系統(tǒng)立體圖 16 4 斜坡道開拓 用來開拓礦體埋藏較淺 開采范圍不大 礦山年產(chǎn)量較小 服務(wù)年限較短且圍巖穩(wěn)固的礦床 主斜坡道可以作單一開拓 作輔助斜坡道時也可以和其它類型的主要開拓巷道配合使用 5 聯(lián)合開拓 聯(lián)合開拓是指用兩種或兩種以上主要開拓巷道來開拓一個井田的方法 這類開拓方法通常是礦體上部使用一種開拓方法 而下部用另一種開拓方式 17 四 礦塊采切與回采主要工藝 一 礦塊采準采準巷道和切割巷道的掘進和支護 統(tǒng)稱采準切割工程 采切巷道尺寸的確定和布置方式 稱為采切方法 采準是在開拓的基礎(chǔ)上 根據(jù)所用采礦方法的要求 在礦塊或采區(qū)內(nèi)形成礦石運輸 人員進出 設(shè)備材料運輸 通風 排水等通路 采準巷道包括階段運輸平巷 通風平巷 通風天井 行人天井 設(shè)備材料天井 天井聯(lián)絡(luò)道及斜坡道等 18 1 影響階段運輸巷道采準布置的因素 根據(jù)礦山的具體條件 采準布置的要求 影響階段運輸水平的布置因素有 1 礦體上下盤圍巖的穩(wěn)固性 2 礦體厚度 傾角 3 礦床的分枝 礦脈產(chǎn)出情況 19 4 階段內(nèi)的回采順序 所用的采礦方法 采場布置 采場生產(chǎn)能力及對礦床開采強度的要求 5 階段內(nèi)的運輸方式 運輸條件及所需具備的運輸能力 6 礦床的涌水 自燃性 放射性等 7 地壓大小及巷道服務(wù)年限 8 生產(chǎn)探礦的手段和網(wǎng)度 20 2 天井的布置回采工作面與下部運輸水平及上部回風水平的聯(lián)系 主要依靠天井及斜坡道 天井分為傾斜和垂直二種 其用途較多 如劃分開采單元 形成運輸平巷與回采工作面間的通路 運送設(shè)備 材料及充填料 為拉槽創(chuàng)造自由面及從天井掘進分段巷道 分層巷道和鑿巖硐室等 21 天井布置必須與階段運輸巷道的布置相適應(yīng) 一般布置在礦體的下盤位置 當下盤巖石不穩(wěn)固時 可考慮布置于礦體的上盤巖石中 天井的上下口一般與運輸巷道的頂?shù)装逯苯勇?lián)接 而應(yīng)從運輸巷道側(cè)面貫通 以保證人員上下的安全 天井上口應(yīng)有蓋板或格網(wǎng) 并在井口和井內(nèi)加強照明 22 3 斜坡道采準主要應(yīng)用于無軌設(shè)備采運的礦山 階段運輸水平與分段或分層工作面之間的聯(lián)絡(luò) 一般使用斜坡道 雖然斜坡道采準掘進工程量較大 但同大斷面設(shè)備天井 從設(shè)備運行調(diào)度 人員進出采場 材料運送等方面都有較大優(yōu)勢 斜坡道采準的布置形式有直進式 折返式 螺旋式三種 23 二 礦塊切割工程 在完成采準工程的基礎(chǔ)上 掘進一些服務(wù)巷道 為礦塊回采工作面提供自由空間 滿足底部擴漏及拉底的需要等 這些巷道稱為切割巷道 24 切割巷道一般包括 1 底部結(jié)構(gòu)中的巷道 將采場中礦石進行二次破碎并轉(zhuǎn)放到階段運輸水平 如電耙巷道 格篩巷道 斗穿 斗頸及擴漏等 2 拉底巷道 將采場回采部分與礦塊底部結(jié)構(gòu)分開 3 切割天井和切割橫巷 用來開辟最初的落礦自由面 25 五 回采工作主要生產(chǎn)工藝 回采工作包括落礦 礦石運搬與地壓管理 落礦又稱崩礦 一般是指用鑿巖爆破的方法 將礦石從礦體上分離下來 并破碎成合格塊度的過程 礦石運搬 將崩落的礦石從工作面運至運輸水平的過程 它包括工作面耙運 二次破碎及裝載等 地壓管理 為了采礦需要 抵抗或利用地壓而采取的措施 26 1 落礦礦山開采目前應(yīng)用的落礦方式是鑿巖爆破 其中又分為淺孔 中深孔 深孔及藥室落孔等 2 礦石運搬礦石的運搬方式分為重力運搬 爆力運搬 機械運搬 人力運搬以及水力運搬等 其中以重力運搬及機械運搬為主 27 3 礦塊底部結(jié)構(gòu)為使回采工作面采下的礦石從采場底部放出 在很多采礦方法的礦塊下部設(shè)置有底部結(jié)構(gòu) 復(fù)雜的底部結(jié)構(gòu)一般由受礦巷道 二次破碎巷道及硐室 放礦巷道等組成 底部結(jié)構(gòu)是礦塊的重要組成部分 它在很大程度上決定著采礦方法的效率 勞動生產(chǎn)率 采切工程量 礦石的損失與貧化以及放礦工作的安全等 28 目前可供采用的底部結(jié)構(gòu)有 1 重力運搬 閘門裝車的底部結(jié)構(gòu) 2 格篩巷道底部結(jié)構(gòu) 3 電耙巷道底部結(jié)構(gòu) 4 裝載設(shè)備出礦底部結(jié)構(gòu) 5 無軌設(shè)備自行出礦底部結(jié)構(gòu) 29 第二節(jié)金屬礦床露天采礦工藝 露天開采的主要生產(chǎn)工藝有穿孔爆破 采裝 運輸以及廢石的排放 這四項工藝是相互聯(lián)系 密切配合 30 一 穿孔爆破穿孔爆破是金屬礦床露天開采第一項工藝 它的任務(wù)就是有效的破碎礦巖 為后續(xù)的采裝工作創(chuàng)造有利條件 目前露天礦山使用的穿孔方法主要是機械穿孔 它適用于各種硬度的礦巖 31 露天穿孔設(shè)備按其穿孔深度分為深孔和淺孔鑿巖設(shè)備 深孔穿孔設(shè)備主要是牙輪鉆機和潛孔鉆機 小型露天礦山的主要穿孔設(shè)備 以及大中型露天礦二次破碎 采場邊坡清理 硐室工程的鑿巖作業(yè) 主要采用淺孔鑿巖機和鑿巖臺車 32 二 爆破工作 露天礦常用的爆破方法有 1 淺眼爆破法 用于小型露天礦山或山頭及平臺的局部采掘 以及大塊的二次破碎 2 深孔爆破法 露天礦最常用的爆破法 3 硐室爆破法 用于礦山基建時期或某些特殊情況下的爆破 33 三 采裝工作 用裝載機械將礦巖從爆堆中挖掘出來 并裝入運輸容器直接卸至規(guī)定地點的過程 稱為采裝工作 它是露天開采工藝的中心環(huán)節(jié) 露天礦所用的采裝設(shè)備主要是單斗挖掘機 34 四 運輸工作 露天礦運輸工作是將采出的礦石運送到選礦廠 破碎站或貯礦場 同時把剝離的巖土運送到排土場 并將生產(chǎn)過程中所需的人員 設(shè)備和材料運送到工作地點 35 露天礦主要采用以下五種運輸方式 即自卸汽車運輸 鐵路運輸 膠帶運輸機運輸 斜坡箕斗提升運輸及聯(lián)合運輸 上述各種運輸方式中 以自卸汽車運輸方式應(yīng)用最為廣泛 它的優(yōu)點是機動靈活 爬坡能力強 轉(zhuǎn)彎半徑小 運輸組織及道路修筑養(yǎng)護均較簡單 而且又可與其它運輸類型配合組成聯(lián)合運輸系統(tǒng) 36 五 排土工作 將剝離覆蓋在礦床上部及其周圍的表土和巖石 并將其運至專設(shè)的場地排棄 在排土場用一定方式進行堆放巖土的作業(yè) 稱為排土工作 37 第三節(jié)采礦方法 一 金屬礦床地下采礦方法分類 一 階段和礦塊在開采礦體時 從井田中每隔一定的距離掘進與走向一致的主要運輸巷道 將井田在垂直方向上劃分為一個個礦段 這個礦段稱為階段 上下兩個相鄰的主要運輸巷道頂 底 板之間的垂直距離 稱為階段高度 38 在階段范圍內(nèi) 根據(jù)采礦方法的要求 沿走向每隔一定的距離掘進天井 連通上下相鄰的階段運輸巷道 將階段再劃分成若干較小的塊段 這些塊段稱為礦塊 每個礦塊是一個獨立的回采單元 39 二 采礦方法 根據(jù)采區(qū)地壓管理方法 現(xiàn)有的采礦方法分為三類 空場采礦法 充填采礦法 崩落采礦法 40 全面采礦法房柱采礦法留礦采礦法分段采礦法階段礦房采礦法 空場法 41 崩落法 壁式崩落法無底分段崩落法有底柱分段崩落法階段強制崩落法階段自然崩落法 42 充填法 上向分層充填法下向分層充填法分段充填法分段空場事后充填法VCR事后充填法留礦采礦事后充填法 43 空場法特點 通常是將礦塊劃分為礦房與礦柱 兩步驟回采 先采礦房 后采礦柱 礦房回采后形成的采空區(qū) 一般不作處理 用周圍礦柱及圍巖自身的強度保持其穩(wěn)定性 用這類方法礦石與圍巖均要穩(wěn)固是其基本條件 44 充填法特點 礦塊分礦房和礦柱兩步驟回采 也可不分礦房和礦柱連續(xù)回采礦塊 礦石性質(zhì)穩(wěn)固時 可進行上向回采 穩(wěn)固性差的可進行下向回采 回采過程中空區(qū)及時用充填料充填 以它來作為地壓管理的主要手段 因此 礦巖穩(wěn)固或不穩(wěn)固均可采用充填法 45 崩落法特點 礦塊按一個步驟回采 隨著回采工作面自上向下推進 用崩落圍巖的方法處理采空區(qū) 圍巖能夠崩落 地表允許塌陷 是使用本方法的基本條件 46 三 空場采礦法 空場采礦法是結(jié)構(gòu)較為簡單的一類采礦方法 在回采過程中 人員在暴露的空場下作業(yè) 礦石和圍巖的暴露面積和時間控制在穩(wěn)固性所允許的范圍內(nèi) 第一步先采礦房 等礦房采完后隨即或事后回采礦柱 其中應(yīng)用較廣泛的采礦方法有 全面采礦法 房柱采礦法 留礦采礦法 分階段礦房法和階段礦房法 47 1 全面采礦法 開采薄和中厚的緩傾斜 傾角一般小于30 礦體 其特點是 工作面沿礦體走向或傾向全面推進 在回采過程中將夾石 貧礦或部分礦石 留作礦柱以維護采空區(qū) 這些礦柱一般作永久損失 不進行回采 如果欲留礦石較貴重 也可改用人工支柱 木垛 混凝土等代替 48 1 礦塊結(jié)構(gòu)和參數(shù)礦塊長度一般取50 60m 個別礦山為30m 階段高度受礦塊斜長的限制 一般在20 30m之間 礦塊斜長受耙運距離限制 一般40 60m 頂柱厚2 3m 底柱高度為2 3m 個別為5 7m 間柱寬為1 5 2 0m 個別6 8m或不留間柱 其結(jié)構(gòu)如圖2 4所示 49 圖5 4全面采礦法1 運輸平巷 2 支撐礦柱 3 電耙絞車 50 2 采準切割 采切工作包括 掘進階段運輸平巷 切割上山 切割平巷 礦石溜井 電耙絞車硐室及行人聯(lián)絡(luò)道等 1 沿脈運輸平巷的位置 在走向長度不大并利用舊有勘探沿脈坑道時 一般采用脈內(nèi)布置 階段出礦點多時 采用脈外布置 脈外平巷一般距礦體底板大于6 8m 采用固定電耙絞車時 溜井間距為50 60m 個別為30m 51 而用移動絞車時 溜井間距為10 12m 當采用脈內(nèi)平巷布置時 漏斗間距為5 10m 漏斗上部刷大成切割平巷 作為回采的自由面 對應(yīng)溜井或礦石漏斗在運輸巷道的另一側(cè)開掘電耙絞車硐室 2 絞車硐室位置 當采用移動絞車時 安置在切割平巷 采用固定絞車時 安置在溜井上口頂板的硐室內(nèi) 運輸量不大時 可設(shè)在漏斗口下部平巷另側(cè)內(nèi) 52 3 切割平巷一般布置在礦塊的下端部 沿脈運輸巷的上方 切割平巷位置主要根據(jù)回采時的準進方向而定 4 切割上山開在礦塊的邊界 從切割平巷掘至上部回風平巷 以此作為上下階段的聯(lián)絡(luò)道及回采起始工作面 在間柱內(nèi)自下向上每隔10 15m開掘行人聯(lián)絡(luò)道 隨工作面推進 頂柱內(nèi)隔一定距離也開聯(lián)絡(luò)道 以供回采時通風和人員安全出口 53 3 回采 礦塊的回采順序可采用前進式或后退式 階段之間 從控制地壓的角度出發(fā) 宜將上下階段的采場錯開布置 礦塊內(nèi)以切割上山作分界可以向一側(cè)或兩側(cè)展開 根據(jù)礦體頂板的穩(wěn)固程度以及礦石的節(jié)理方向 工作面推進方向可以由沿走向改成逆傾斜或順傾斜 54 落礦采用淺孔鑿巖爆破 孔深1 2 2m 礦石運搬方式由礦體厚度與傾角大小來決定 當?shù)V體厚度較小 傾角較大時 一般用一段電耙運搬 否則 可改用無軌自行設(shè)備運搬 采場頂板管理 視頂板圍巖的穩(wěn)固情況而定 可在采場內(nèi)留設(shè)形狀不規(guī)則的夾石或貧礦柱 必要時也可留設(shè)礦柱 一般圓形礦柱直徑為3 5m 間距8 20m 還可采用錨桿 砌筑混凝土垛或廢石垛 55 2 房柱采礦法 用于開采水平或緩傾斜的礦體 在礦塊內(nèi)礦房和礦柱交替布置 先采礦房 留連續(xù)的或間斷的規(guī)則礦柱或不連續(xù)礦柱維護采空區(qū)頂板 這些礦柱一般不予回收 僅當?shù)V石貴重或品位較高時 才考慮在后階段進行部分或全部回收 礦石的運搬方式主要為電耙 它比全面采礦法適用范圍廣 不僅能回采薄礦體 而且可以回采厚和極厚礦體 56 1 采區(qū)布置與結(jié)構(gòu)參數(shù) 見圖5 5 一般情況下采用沿礦體走向劃分若干個采區(qū) 采區(qū)內(nèi) 一般劃分5 7個礦塊 個別情況可增至8 10個礦塊 亦可減至3 4個礦塊 當?shù)V體走向長度較短 規(guī)模較小時 可不劃分采區(qū) 而直接劃成礦房 礦柱 采區(qū)之間為了確保安全 須留連續(xù)性的永久礦柱 57 圖5 5淺孔房柱采礦法1 運輸巷道 2 放礦溜井 3 切割平巷 4 電耙硐室 5 上山 6 聯(lián)絡(luò)平巷 7 礦柱 8 電耙絞車 9 鑿巖機 10 炮孔 58 礦塊的布置基本上受耙礦方向的影響 即礦房的長軸沿礦體傾斜方向布置 有時由于礦體產(chǎn)狀的原因 礦房長軸有時沿走向布置 1 階段高度 15 25m時 不再劃分分段 高度為30 50m時 一般分2 3個分段 2 礦塊斜長主要受電耙運距的限制 一般為30 60m 59 3 采區(qū)長度 30 80m 5 7個礦房 礦房寬度 一般為6 12m 4 房間礦柱一般采用圓形和方形礦柱 其礦柱規(guī)格 圓形直徑2 5m 方形為3 3 4 4m 礦柱間距為5 8m 個別達8 12m 5 頂柱寬度一般為1 3m 采區(qū)間礦柱寬度4 6m 6 底柱寬度一般為2 6 7 0m 60 2 采準切割 在下盤脈外掘進階段運輸平巷 由其一側(cè)向每個礦房的中心線位置掘進放礦溜井 對應(yīng)放礦溜井在礦房下部階段礦柱內(nèi)開掘電耙絞車硐室 沿礦房中心線并緊貼底板掘進上山 作為行人 通風及運搬設(shè)備材料的通道 回采時就以此作為自由面 上山末端用聯(lián)絡(luò)平巷聯(lián)通 此聯(lián)絡(luò)平巷又作為回風平巷使用 當?shù)V體厚度較大時靠近頂板 與上山之間采用短天井連接 在礦房下部邊界處掘進切割平巷 作為礦房下部起始自由面及相鄰礦房間的通道 61 3 回采工作 礦房的回采 隨礦體的厚度不同而不同 礦體厚度小于2 5 3m時 整層回采 一次采完全厚 厚度大于2 5 3m時 以2 5m高為一層分層回采 最下一層為拉底層 以上逐個分層挑頂 拉底從切割平巷與上山接口處開始 自下而上逆傾斜推進 拉底層高度2 5 3m 拉底工作面成直線或階梯形 孔深2 4 3m 隨拉底工作面向上推進 按規(guī)定尺寸和間距切出礦房兩側(cè)的規(guī)則礦柱 整個礦房底面應(yīng)一次拉完 62 挑頂是在拉底工作全部完成后開始 其順序也是從下向上 礦體厚度在5m以內(nèi) 采用YSP 45型鑿巖機向上一次挑完 孔深2m左右 炮孔直徑為36 44m 排距為0 8 1 2m 眼距0 6 1 2m 崩礦量為1 5 3 0t m 當?shù)V體厚度為5 10m時 改用上向梯段工作面分層挑頂 每分層高2 5m 工人須站在留礦堆上作業(yè) 留礦堆前端作為鑿巖工作臺 后端配合用電耙出礦 63 爆破之后 一般需進行半個小時左右的通風 新鮮風流由運輸平巷 經(jīng)超前掘進尚未存礦的放礦溜井進入切割平巷 沖洗工作面后 污風從回風平巷返回至回風井 崩下的礦石選用14KW的雙卷筒或三卷筒電耙絞車 將礦石耙至放礦溜井 耙斗容積為0 2 0 4m3 64 礦房的頂板 在正確選定礦房跨度的情況下 只檢查處理松石 不支護 跨度大時 可適當使頂板形狀保持拱形 以減少與礦柱轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中 局部不穩(wěn)固處可留礦柱護頂層 65 3 留礦采礦法 工人直接在礦房暴露面下的留礦堆上作業(yè) 自下而上分層回采 每次落礦量的1 3左右 借自重經(jīng)礦塊底部放出 其余暫留在礦房中作為繼續(xù)回采的工作平臺 礦房全部回采后 暫留在礦房中的礦石再行大量放出 即大量放礦 這種采礦方法適用于開采礦石和圍巖穩(wěn)固 礦石無自燃性 無氧化 無結(jié)塊的急傾斜礦床 66 淺孔留礦采礦法 1 回風巷道 2 頂柱 3 天井 4 聯(lián)絡(luò)道 5 間柱 6 存留礦石 7 底柱 8 漏斗 9 階段運輸巷道 10 未采礦石 11 回采空間 67 1 礦塊結(jié)構(gòu)和參數(shù)階段高度 40 60m 礦塊長度 40 60m 或礦體厚度 礦柱尺寸 頂柱取3 6m 底柱4 14m 間柱寬度8 12m 68 2 采準切割 采準切割工程主要有 沿脈平巷 采準天井 采場聯(lián)絡(luò)巷道 電耙巷道 拉底巷道 漏斗等 1 采準天井一般布置在間柱中 規(guī)格1 5 2 0 2 0 2 5 每隔4 6m開鑿斷面為2 0 1 5 的人行聯(lián)絡(luò)巷道通往采場 采場兩端的人行聯(lián)絡(luò)巷應(yīng)錯開布置 2 底部結(jié)構(gòu)的布置 主要有漏斗放礦的電耙耙礦底部結(jié)構(gòu)和無格篩漏斗自重放礦底部結(jié)構(gòu)兩種等 69 采場用漏斗放礦電耙耙礦底部結(jié)構(gòu)時 沿礦房的長度方向 在運輸巷道上方約3 4m處 開鑿規(guī)格為2 0 2 0 的電耙巷 電耙巷的一側(cè)布置有長度為3 4m 寬度3m 高度為2m的電耙絞車硐室 硐室一側(cè)的電耙巷內(nèi)掘一斷面為2 0 2 0 放礦小井連通運輸平巷 漏斗頸開在底柱內(nèi) 間距5 7m 70 2 礦塊的切割 礦塊的切割工作包括拉底和辟漏 拉底是為回采工作開辟自由面 即由拉底巷道向兩側(cè)擴幫 將整個礦房底面拉開 拉底高度為2 2 5m 辟漏是為放礦創(chuàng)造條件 將漏斗頸上口辟成喇叭形 71 3 回采 采用自下向上分層回采 在每一個分層中進行崩礦 通風 局部放礦 平場及松石處理等作業(yè) 回采工作面多為梯段布置 回采鑿巖采用上向或水平鑿巖方式 上向炮眼一般為前傾750 850 水平炮眼一般上仰500 800 打上向炮孔時 梯段工作面的梯段長度一般為10 15m 打水平炮眼時 梯段長度一般2 4m 梯段高度1 2 2m 72 局部放礦一般放出每次崩落礦石的30 左右 使回采工作面保持2 2 5m 局部放礦以后 應(yīng)立即檢查礦房頂板和上下盤巖石 同時處理浮石 平整場地 當?shù)V房回采至頂柱時 即進行大量均勻放礦 73 4 分段采礦法 適宜于回采傾斜至急傾斜 薄至中厚的礦體 它分為分段鑿巖分段出礦和分段鑿巖階段出礦兩種形式 分段鑿巖 階段出礦將在礦塊分成若干分段 各分段間保持垂直的回采工作面 在每個分段水平布置礦房和礦柱 分段崩落的礦石借自重落到礦房底部放出 隨著工作面推進 采空區(qū)不斷擴大 留下的礦柱用其它方法進行第二步回采 如圖5 7 74 1 礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù) 依礦體厚度的不同礦房長軸可以沿走向或垂直走向 一般厚度小于15m時 作沿走向布置 階段高度 50 70m 礦房長度 礦房沿走向布置取8 12m 垂直走向布置10 14m 間柱寬度 礦房沿走向布置取40 60m 垂直走向布置15 20m 頂柱高度 一般為6 10m 底柱高度7 13m 分段高度根據(jù)鑿巖設(shè)備的能力 中深孔為8 10m 淺孔不大于6m 75 分段鑿巖階段出礦的分段采礦法 圖5 7分段鑿巖階段出礦的分段采礦法1 階段運輸巷道 2 拉底巷道 3 分段鑿巖巷道 4 通風行人天井 5 漏斗 6 切割天井 7 溜井 76 2 采切工作 采準工作包括掘進階段運輸巷道 通風行人天井 電耙巷道 放礦溜井 漏斗頸 拉底巷道 分段鑿巖巷道及切割天井等 階段運輸巷道一般沿礦體下盤接觸線布置 通風天井則布在間柱的中央 貫通上下兩個運輸水平 并由此掘進電耙巷道和分段鑿巖巷道 電耙道按下底柱高度開掘 在平面位置上應(yīng)考慮布在兩排漏斗頸的中間 77 沿電耙道每隔5 7m距離開雙側(cè)橫向斗穿 并由斗穿往上掘漏斗頸及拉底巷道 分段鑿巖巷道布置在礦體的中央或靠近下盤 切割天井布在礦房的中央或礦體的最厚部位 以此開切成最寬立槽向兩翼展開 開切割槽可以與拉底同時進行 施工方法有淺孔拉槽法 垂直中深孔拉槽法 水平深孔拉槽法 78 3 回采工作 以切割槽為自由面 在各分段鑿巖巷道中同時用鑿巖機向上打扇形中深孔 最小抵抗線1 5 1 8m 全部炮孔打完后 以3 5排為一組進行分段爆破 崩下的礦石借自重落到礦房底部 經(jīng)漏斗溜入電耙巷道 用電耙將礦石耙到放礦溜井 產(chǎn)出的大塊在電耙巷道內(nèi)破碎 79 四 崩落采礦法 崩落采礦法是以崩落圍巖來實現(xiàn)地壓管理的采礦方法 即隨著回采工作的進行 強制 或自然 崩落圍巖充填采空區(qū) 以控制和管理地壓 階段內(nèi)礦石的回采不再劃分礦房與礦柱 按連續(xù)分層 分段或階段進行 地表允許陷落是使用崩落采礦法的必要前提之一 主要有壁式崩落法 分層崩落法 分段崩落法 階段崩落法 80 1 壁式崩落法 主要用來開采中厚以下 頂板巖石不穩(wěn)固的緩傾斜礦體 將階段間礦層劃分成礦塊 礦塊回采按礦體全厚沿走向推進 當回采工作面推進一定距離后 除保留回采工作所需的空間外 有計劃地回收支柱并崩落采空區(qū)的頂板 用崩落頂板巖石充填采空區(qū) 以控制頂板壓力 按工作面形式可分為長壁式 短壁式和進路式三種 81 長壁式崩落法 1 結(jié)構(gòu)參數(shù) 見圖5 8 階段劃分為礦塊 以礦塊斜長作為辟式工作面的長度 礦塊斜長主要根據(jù)頂板穩(wěn)固情況及運搬設(shè)備的有效運搬距離決定 通常為30 60m 階段高度一般為10 30m 礦塊長度一般為50 100m 82 圖5 8單分層長壁崩落采礦法1 脈外運輸巷道 2 切割巷道 3 回風巷道 4 溜井 5 安全出口 6 回風巷道 7 放頂區(qū) 8 礦柱 9 長壁工作面 83 2 采準切割 1 運輸平巷 開在礦體內(nèi)或下盤圍巖內(nèi) 分雙巷與單巷兩種形式 2 切割上山 用來開辟最初工作面 一般布置在礦體的一側(cè) 上山寬度通常為2 2 4m 高度為礦層厚度 切割上山聯(lián)通下部礦石溜井和上部安全出口 84 2 采準切割 3 小溜井與安全出口 從脈外運輸平巷每隔15 20m向切割巷道掘進小溜井 并與回采工作面連通 未存礦的小溜井 作臨時通風道和行人道 85 2 采準切割 4 切割巷道與脈內(nèi)回風巷道 切割巷道開在礦塊下方 脈內(nèi)回風巷道開在礦塊上方 隨長壁工作面的推進而掘進 但必須超前1 2個小溜井或安全出口的間距 86 3 回采工作 回采工藝主要由落礦 通風 運搬 支柱 架設(shè)密集切頂支柱 回柱放頂?shù)裙ば蚪M成 后三項工序可并稱頂板管理 落礦 一般用淺孔爆破法 當?shù)V體厚度為0 6 1 9m時 炮孔呈一字形排列 孔間距0 6 1 0m 邊孔距頂?shù)装? 1 0 25m 沿走向一次推進距離為0 8 2 5m 87 運搬 頂板管理 運搬 多用14 28KW的電耙 耙斗容積0 2 0 3m3 分作兩段耙礦 沿工作面耙至切割巷道為第一段 第二段再由切割巷道耙至溜井 頂板管理 頂板一般用木支護 礦石運搬后 即迅速進行支架支護 工作面的支柱沿走向成排架設(shè) 以利耙礦 在長壁工作面向前推進一定距離后 將靠近崩落區(qū)的一部分支柱撤回 從而有計劃地放落頂板巖石 使其充填到采空區(qū) 即放頂工作 88 2 分層崩落法 將礦塊全高度劃分為2 3m高的水平分層 采取由上向下回采礦塊 每個分層礦石采出之后 上面覆蓋的崩落巖石跟著崩落充填采礦區(qū) 分層回采是在人工頂板保護下進行的 人工頂板將礦石與崩落巖石隔開 保證了回采工作的安全 減少了礦石損失和貧化 89 3 有底柱分段崩落法 主要特征是 礦塊沿走向或垂直走向布置 以一定步驟連續(xù)回采 在每個分段下部設(shè)有供受礦 出礦及二次破碎專用的底部結(jié)構(gòu) 按分段由上向下逐分段依次進行回采 可分為水平深孔落礦與垂直深孔落礦的有底柱分段崩落法 按爆破補償空間分為擠壓爆破方案和自由空間爆破方案 90 圖5 9有底柱分段崩落法1 上盤階段運輸平巷 2 上盤電耙聯(lián)道 3 塹溝巷道 4 鑿巖道 5 上盤電耙聯(lián)道 6 礦石出礦井 7 下盤階段運輸巷道 8 電耙道 9 人行材料井 10 階段穿脈運輸平巷 11 漏斗穿 12 漏斗頸 91 1 礦塊布置和構(gòu)成要素 礦體厚度小于15m時 礦塊沿走向布置 厚度大于15 20m時 礦塊垂直走向布置 階段高度40 60m 分段高度20 30m 分段底柱高5 6m 采場垂直走向布置時 電耙巷道間距10 15m 鑿巖分層高度采用中深孔時不大于8 15m 底部結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣的是普通漏斗放礦電耙出礦形式 塹溝漏斗放礦電耙出礦形式 普通漏斗振動放礦機形式 92 2 采準切割 采準工作包括 階段運輸平巷 溜礦井 電耙道及其聯(lián)絡(luò)道 鑿巖巷道 回風道及回風天井 切割工作包括 斗穿 斗頸 切割天井和切割平巷 在階段水平沿礦體上下盤分別開鑿運輸平巷 每隔30 60m用穿脈聯(lián)通 構(gòu)成環(huán)行運輸系統(tǒng) 礦塊產(chǎn)量不大時 一般在下盤脈外布置雙軌單巷 93 2 采準切割 在各分段水平 沿礦體均有上下盤聯(lián)絡(luò)道 其間每15 30m用電耙巷道聯(lián)通 每個礦塊的出礦溜井均直通穿脈或沿脈運輸?shù)?電耙巷道根據(jù)礦巖穩(wěn)固情況 采用噴射砼或澆灌砼支護 斗穿采用對稱式或交錯式布置 間距5 5 7 5m 采場沿電耙道方向每隔10 12m開鑿切割井與切割槽 以保證爆破時的自由空間 94 3 回采工作 鑿巖主要用YGZ 90型鑿巖機 切割槽的最小抵抗線W 1 0 1 4m 孔底距為 0 5 0 7 W 落礦的最小抵抗線W為1 8 2 0m 炮孔密集系數(shù)為1 0 1 2 孔徑一般不小于65mm 孔深在10 15m以內(nèi) 采場一次完成鑿巖 切割槽與落礦炮孔同期分段起爆 爆破后在崩落覆巖下放礦 出礦采用30KW電耙 95 4 無底柱分段崩落法 分段下部未設(shè)由專用出礦巷道所構(gòu)成的底部結(jié)構(gòu) 分段的鑿巖 崩礦和出礦等工作均在回采巷道中進行 見圖5 10 1 礦塊布置和構(gòu)成要素礦塊布置 根據(jù)礦體厚度和出礦設(shè)備有效運距確定 礦塊以一個礦石溜井服務(wù)的范圍為限 長度取決于分條布置及所用運搬設(shè)備的合理運距 當?shù)V體厚度大于15m時 礦塊沿走向布置 當?shù)V體厚度小于15m時 礦塊垂直走向布置 分段高度 一般為10 12m 進路間距一般為8 10m 96 圖5 10無底柱分段崩落法1 2 上下階段沿脈運輸巷道 3 礦石溜井 4 設(shè)備井 5 通風行人天井 6 分段運輸平巷 7 設(shè)備井聯(lián)絡(luò)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 12 崩落礦石 97 2 采準切割 主要采準巷道有階段運輸巷道 天井 分段巷道及回采巷道 階段運輸巷道通常位于礦體下盤 天井開3 4條 分別用于溜礦 下放廢石 人員設(shè)備材料的提升及通風 礦石溜井一般布置在脈外 以便于裝運設(shè)備運行及上部分段采完后進行封閉 溜井之間的距離不宜大于40 60m 98 2 采準切割 回采進路垂直走向布置 上下相鄰的分段回采進路應(yīng)呈菱形布置 為了形成切割槽 在回采進路的頂端 需開鑿切割平巷和切割天井 分段平巷應(yīng)有2 3 的坡度 以便排除鑿巖用的廢水 99 3 回采 分段的回采工作由落礦 運搬 地壓管理及通風等 鑿巖爆破 鑿巖使用鑿巖臺車或YGZ 90鑿巖機施工扇形中深孔 炮孔采用裝藥器裝粉狀炸藥 每次爆破二排以上孔 用導(dǎo)爆線與毫秒電雷管或?qū)П芪⒉钇鸨?礦石運搬 采用內(nèi)燃無軌鏟運機 100 地壓管理及回采順序 在同一分段中各進路的回采盡可能保持在一條直線上 以減少貧化和保持回采巷道的穩(wěn)定性 通風 無底柱分段崩落法的回采巷道都是獨頭巷道 數(shù)目多 斷面大且互相聯(lián)通 每條回采巷道都通過崩落區(qū)與地表相通 因此 通風比較困難 通風管理較為復(fù)雜 101 在考慮通風系統(tǒng)時 應(yīng)盡量使每個礦塊都有獨立的新鮮風流 并要求每條回采巷道的最小風速不低于0 3m s 采用內(nèi)燃設(shè)備時 堅持在機內(nèi)凈化符合要求的基礎(chǔ)上 加強通風與個體防護 回采工作面采用局扇通風 局扇安在上部回風水平 由鋪設(shè)在回采巷道及回風天井內(nèi)的風筒對外抽風 102 5 階段崩落法 在階段全高進行落礦 即或也劃分為幾個鑿巖分段 但出礦都是以階段全高在崩落的覆蓋巖石下進行 因此 它只在階段下部設(shè)有底部結(jié)構(gòu) 階段崩落法可分為階段強制崩落法與階段自然崩落法 階段強制崩落法又可分為設(shè)有補償空間和連續(xù)回采的階段強制崩落法 103 階段強制崩落法多用于開采礦石中穩(wěn)及中穩(wěn)以上的極厚礦體 圍巖穩(wěn)固性可以不限 礦體傾角可以從緩到急 根據(jù)補償空間的位置不同 階段強制崩落法可分為向水平補償空間落礦的階段強制崩落法 向垂直補償空間 擠壓爆破 落礦的階段強制崩落法 階段自然崩落法又稱礦塊崩落法 借助于應(yīng)力進行巖體崩落 礦體主體部分落礦不利用鑿巖爆破 104 向水平補償空間落礦的階段強制崩落法 圖5 11向水平補償空間落礦的階段強制崩落法1 運輸橫巷 2 電耙道聯(lián)絡(luò)道 3 溜井 4 鑿巖天井 5 脈外礦塊天井 6 拉底水平 105 1 結(jié)構(gòu)參數(shù)礦塊寬20 50m 長30 50m 階段高度50 80m 補償空間開在礦塊下部 高可達8 15m 2 采切工作階段運輸水平多數(shù)采用穿沿結(jié)合的環(huán)行運輸系統(tǒng) 在穿脈內(nèi)裝礦 穿脈間距30m 電耙道沿走向布置 間距10 15m 斗穿對稱布置 間距5 0 6m 106 2020 1 9 107 采切工作 在礦體下盤掘進脈外礦塊天井 與電耙道聯(lián)絡(luò)道連通 在礦塊轉(zhuǎn)角處開1 2個鑿巖天井 及若干個鑿巖硐室 鑿巖天井與硐室的合理位置 應(yīng)使炮孔深度分布均勻并有利于硐室的穩(wěn)固 108 3 回采工作 回采前應(yīng)進行補充切割 將拉底層擴切成補償空間 補償空間的體積應(yīng)保持為崩落礦石體積的20 30 當?shù)V石的穩(wěn)固性較差時 為了防止大面積拉底后礦塊提前崩落 可先在礦塊下部開掘2 3個小補償空間 并在小補償空間之間留臨時礦柱支撐拉底空間 109 最常用的拉底方法有兩種 一種是在擴喇叭口的斗頸中打上向中深孔實現(xiàn)拉底 另一種是在拉底水平開專門拉底鑿巖巷道 并在其中打扇形深孔 向拉底切割槽爆破 礦塊鑿巖與拉底平行作業(yè) 落孔時 礦塊中深孔與臨時礦柱中的深孔同時裝藥爆破 先起爆臨時礦柱中的炮孔 每層內(nèi)的深孔可同時起爆也可微差起爆 層與層之間用分段雷管間隔1 2秒依次起爆 110 五 充填采礦法 隨著回采工作面的推進 逐步用充填料充填采空區(qū)的采礦方法 有時還用支架與充填料相配合 以維護采空區(qū) 充填采空區(qū)主要是利用充填體支撐兩幫圍巖 控制采場的地壓活動 防止巖移和地表下沉 并為回采工作創(chuàng)造安全和便利的條件 有時還用來預(yù)防自燃礦石的內(nèi)因火災(zāi) 111 按礦塊結(jié)構(gòu)和回采工作面推進方向又可分為單層充填采礦法 分層充填采礦法 上向水平分層充填 下向分層充填 分段充填采礦法和階段充填采礦法 按采用的充填料和輸出方式不同 又可分為干式充填采礦法 水砂充填采礦法和膠結(jié)充填采礦法 112 上向水平分層充填采礦法 一般將礦塊劃分為礦房和礦柱 先采礦房 后采礦柱 礦房自下而上劃分層回采 采出后即行充填 充填體維護兩幫圍巖 并作為上采的工作平臺 待礦房采到最上面的一個分層時 要進行接頂充填 礦柱則在采完若干礦房或全階段采空后 再進行回采 充填方式可用干式充填 水力充填或膠結(jié)充填 113 1 礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù) 礦塊厚度小于10 15m時 礦房長軸沿走向布置 礦塊厚度超過10 15m時 垂直走向布置 如圖2 13 垂直走向布置的礦房長度 一般也只控制在10 50m以內(nèi) 沿走向的礦房長度取30 60m 114 礦房垂直走向布置水力充填法 1 頂柱 2 充填天井 3 礦石堆 4 行人濾水井 5 放礦溜井 6 鋼筋混凝土底板 7 行人濾水井通道 8 上盤運輸?shù)?9 橫巷 10 充填體 11 下盤脈外運輸巷道 115 階段高度 一般取30 60m 礦房的面積關(guān)系到暴露礦石的穩(wěn)固性 以及采場內(nèi)的作業(yè)條件 一般中穩(wěn)到穩(wěn)固礦石的暴露面控制在150 500 很穩(wěn)固礦石可加大到800 1000 間柱寬度 礦房沿走向布置 取礦體的水平厚度 垂直走向布置時 可取6 8m 頂柱一般取3 5m 底柱取4 7m 116 2 采切工作 采準工作包括掘進階段運輸巷道 行人通風天井 充填天井 溜礦井下口 聯(lián)絡(luò)道及拉底巷道 階段運輸平巷兼顧本階段的出礦和下階段的充填及回風 單一脈內(nèi)階段運輸平巷一般靠近上盤或下盤開掘 運輸采用穿沿聯(lián)合采準 117 行人通風天井 在沿走向布置的礦塊中開在兩端間柱的中央 靠下盤傾角保持600以上 沿行人天井 從拉底水平起每隔4 6m垂直高度布置通往礦房的聯(lián)絡(luò)道 斷面為 1 5 1 8 2m 兩端天井的聯(lián)絡(luò)道 在垂直位置上應(yīng)錯開布置 免使充填時將兩端的聯(lián)絡(luò)道同時堵死 118 垂直走向布置的礦塊 行人通風天井布在礦房內(nèi)部 若為水砂充填時 行人通風井要結(jié)合濾水井一起布置 隨充填順路向上架設(shè) 一般每200m左右的面積上至少布置一個 并最小得保持兩個出口 充填天井 沿走向布置的礦塊 布在礦房中央靠近上盤 傾角要保持600以上 天井上口與上階段平巷或穿脈相通 天井下口又要與行人井及溜礦井錯開 溜礦井 每個礦房至少設(shè)置兩個 天井內(nèi)除敷設(shè)充填管道外并布置行人梯子 溜礦井在底柱部位只開下口 上部按順路天井用混凝土澆灌 119 3 切割工作 切割的任務(wù)是拉底 先從溜礦井下口開始 利用拉底巷道作自由面擴幫至礦房邊界 形成2m高的拉底空間 再向上挑頂2 5 3m 崩下的礦石經(jīng)溜井放出 然后在拉底水平澆灌一層0 8 1 2m厚的鋼筋混凝土底板 作回采底柱時的保護層 120 4 回采工作 回采工作按分層逐層進行 采完一層隨即充填一層 保持工作空間高度2 2 2m 當?shù)V巖穩(wěn)固時 可采用二采一充的順序 分層回采作業(yè)包括 落礦 通風 清理松石及護頂 運搬礦石 澆灌混凝土隔墻 接高溜井和行人井 充填和澆灌混凝土底板等 這些作業(yè)輪流進行一次 就是一個回采循環(huán) 121 分層高度 一般采用淺孔落礦 根據(jù)礦石的穩(wěn)固程度可采用全分層一次落礦或分次落礦 分層高度一般為1 8 3m 落礦 礦石穩(wěn)固性好時宜用上向炮孔 孔深2 3m 孔距0 8 1 2m 每個分層以充填井為自由面落礦 礦石穩(wěn)固性較差時 采用水平炮孔落礦 即在一分層中打出部分炮孔后即爆破 爆破后頂板比較平整 易于管理 護頂 采場崩礦以后 檢查頂板有不穩(wěn)固的因素 立即采取護頂措施 頂板維護的方法 可以采用錨桿加金屬網(wǎng) 122 采場出礦 以電耙和裝運機為主 采場充填 用干式 水砂充填或膠結(jié)充填 干式充填是利用井下采掘的廢石 地面露天礦剝離的廢石 或?qū)Ｓ貌墒瘓霾沙龅乃槭鞒涮盍?通過不同的運輸方式運入采場 水砂和膠結(jié)充填是從外部組織河砂 山砂 尾砂 爐渣及骨料等 經(jīng)過加工 運輸制備成充填料 再用管道輸送到采場 充填以后經(jīng)脫水 排水 排泥等工序 需要對充填料進行選擇 設(shè)備進行選用 并建立一整套充填系統(tǒng)及充填工藝 123 3 下向分層充填采礦法 用于開采礦石很不穩(wěn)固或礦石和圍巖均很不穩(wěn)固 礦石品位很高或價值很高的有色金屬或稀有金屬礦體 這種采礦方法的實質(zhì)是 從上往下分層回采和逐層充填 每一分層的回采工作是在上一分層人工假頂保護下進行 回采分層與水平成4 10 膠結(jié)充填 或10 15 水力充填 傾斜角 傾斜分層主要是為了充填直接頂 同時也有利于礦石搬運 但鑿巖和支護作業(yè)不如水平分層方便 124 2 采切工作 采準工作包括 掘進階段運輸平巷 礦塊天井及溜礦井 切割工作包括在每一分層掘進切割平巷或橫巷 階段運輸平巷開在下盤接觸線或下盤巖石內(nèi) 礦塊天井布在礦塊兩端并靠下盤接觸帶 溜礦井布在礦塊中間 隨著分層往下回采 溜礦井逐層消失 而兩端天井則逐層改換成混凝土井埋留在充填體內(nèi) 繼續(xù)作為回風及下充填料使用 分層切割巷道沿每層下盤接觸帶開切 或當?shù)V體形狀不規(guī)則而厚度又較大時 改開在礦體中央 125 3 回采工作 每一分層可以按進路式或分區(qū)壁式作回采工作面 進路開掘方向可以直交或斜交切割巷道 礦體厚度小時 也可沿走向布置 并先從下盤采起 按間隔順序進行 上下兩分層間進路 做到盡量錯位 使分層假頂?shù)玫椒€(wěn)固 以分區(qū)壁式工作面進行回采時 每100m以內(nèi)的范圍控制為一分區(qū) 每一分區(qū)要有單獨的溜井 并以溜井為中心作扇形或平行布置 壁式工作面上仍以進路方式組織作業(yè) 126 進路高度取分層高度 一般為2 3m 寬度相應(yīng)為2 3m 進路內(nèi)按淺孔落礦 電耙或裝運機出礦 分層進路的回采順序是按間隔式采出 先采單數(shù)進路 采出后逐條進行充填 然后轉(zhuǎn)入雙數(shù)進路的回采 等雙數(shù)進路采完 平整各進路和分層道底板 安裝錨桿 撤出設(shè)備 封閉溜井 改裝礦塊天井 接著進行全分層充填 127 圖5 14下向分層充填采礦法1 人工 假頂 2 尾砂充填體 3 礦塊天井 4 分層切割平巷 5 溜礦井 6 階段運輸平巷 7 分層回采進路 128 4 充填作業(yè) 1 進路用水力充填前 必須進行清理底板 鋪設(shè)鋼筋混凝土底板 釘隔離層及構(gòu)筑脫水砂門等工作 2 進路用膠結(jié)充填 用膠結(jié)充填在礦塊結(jié)構(gòu) 采準及回采工藝方面與用水力充填是基本相同的 區(qū)別在于它只要在采礦進路兩端構(gòu)筑混凝土模板 而不必再鋪設(shè)鋼筋混凝土底板及釘筑隔離層 129 二 金屬礦床露天開采 1 露天開采基本概念礦床規(guī)模很大 埋藏較淺 甚至出露地表 只要將上覆土巖及部分圍巖剝離 不需掘進大量的井巷工程 就可以從地表直接挖掘出有用礦物 這種開采方式叫露天開采 同地下開采相比較 露天開采具有建設(shè)速度快 勞動生產(chǎn)率高 開采成本低 礦石損失貧化小 木材用量少 生產(chǎn)安全 勞動條件好等優(yōu)點 130 露天開采分為機械開采和水力開采兩種 機械開采主要應(yīng)用于堅硬巖石 采用穿孔爆破 采裝 運輸?shù)葯C械開采 根據(jù)運輸方式的不同 又分為有軌運輸 無軌運輸和兩者聯(lián)合開采法 水力開采主要開采砂礦和土狀礦床 利用水槍放出的高速高壓水流沖采和運搬礦石 131 2 露天采場構(gòu)成要素 露天采場構(gòu)成要素包括露天開采境界 臺階 邊幫 非工作幫平臺 開采深度 采掘帶 出入溝 開段溝等 1 臺階是開采過程中 為適應(yīng)采掘設(shè)備及運輸?shù)恼Ｗ鳂I(yè)要求 將覆蓋層 圍巖及礦體劃分成一定高度的分層 這些分層在空間上構(gòu)成臺階狀 每一個階梯就是一個臺階或階段 132 臺階是露天采場進行獨立剝采作業(yè)的單元體 露天采場就是由一系列保持一定超前關(guān)系的臺階組成 上下為工作平臺 臺階朝向采空區(qū)一側(cè)的傾斜面稱臺階坡面 它與水平面的夾角稱臺階坡面角 臺階上部平臺與坡面的交線稱臺階坡頂線 臺階下部平臺與坡面的交線稱臺階坡底線 上下平臺之間的垂直間距稱臺階高度 見圖2 15 133 圖5 15臺階基本要素示意圖1 上部平臺 2 下部平臺 3 臺階坡面 4 臺階坡頂線 5 臺階坡底線 h 臺階高度 階坡面角 134 2 邊幫 邊坡 即露天采場四周的坡面 它分為工作幫和非工作幫 3 非工作幫平臺 非工作臺階上的平臺 按其用途不同 分為安全平臺 清掃平臺和運輸平臺 安全平臺 是為保持最終邊幫的穩(wěn)定和阻截滾石下落而留設(shè)的平臺 寬度約為臺階高度的1 3 135 清掃平臺 非工作幫上供清掃設(shè)備清除落石而設(shè)置的平臺 每2 3個臺階設(shè)置一個 其寬度依所用的設(shè)備而定 運輸平臺 是工作平臺與出入溝之間供運輸聯(lián)系用的平臺 其寬度依所用的運輸方式和數(shù)目確定 4 出入溝 連接地面與工作水平之間以及各工作水平之間的傾斜運輸溝道 136 3 露天礦的開采主要步驟 礦區(qū)地面場地準備 疏干排水工作 礦山基建工作 露天礦生產(chǎn) 地表的恢復(fù)利用 露天開采生產(chǎn)工藝是穿孔爆破 采裝 運輸以及剝離下來廢石的排土工作 137 4 影響最終邊幫穩(wěn)定的因素露天最終邊幫由階段高度 階段坡面角和清掃平臺 安全平臺 運輸平臺等要素組成 影響最終邊幫穩(wěn)定的因素有 1 邊坡角設(shè)計偏大 或臺階沒按設(shè)計要求施工 2 邊坡有大的結(jié)構(gòu)弱面 3 自然災(zāi)害 如地震 山體滑坡等 138 4 濫采亂挖等 露天礦邊坡滑坡事故可以采用位移檢測和聲發(fā)射技術(shù)等手段進行檢測 5 露天礦運輸方式露天礦常用的運輸方式有 汽車運輸 鐵路運輸 膠帶卷揚運輸 斜坡箕斗運輸及聯(lián)合運輸?shù)?其中汽車運輸應(yīng)用最為廣泛 139 第四節(jié)采礦安全技術(shù)簡介 一 影響采礦方法選擇的因素選擇采礦方法的基本要求是 生產(chǎn)安全 礦石貧化小 礦石回采率高 工藝成熟可靠 生產(chǎn)效率高 經(jīng)濟效益好 符合國家有關(guān)法規(guī)要求 采礦方法在礦山生產(chǎn)中占有十分重要的地位 它對礦山的生產(chǎn)指標 諸如生產(chǎn)規(guī)模 礦石損失率 貧化率 勞動生產(chǎn)率 成本及安全等都有重要的影響 所以采礦方法選擇的合理 正確與否 將直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效果 140 1 礦床地質(zhì)條件礦床地質(zhì)是影響采礦方法選擇的最基本因素 地質(zhì)條件一般包括下列內(nèi)容 1 礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì) 礦石和圍巖的穩(wěn)固性是關(guān)鍵因素 它決定著采場地壓管理方法 采礦方法的選擇 采場構(gòu)成要素及落礦方法 所以選擇采礦方法首先要考慮礦巖的穩(wěn)固性 當?shù)V巖穩(wěn)固時 各種采礦方法都可采用 以空場法最為有利 可適當排除崩落法 141 當?shù)V石穩(wěn)固 圍巖不穩(wěn)固時 可優(yōu)先采用崩落法或充填法 適當排除空場法 當?shù)V石中等穩(wěn)固或不穩(wěn)固 圍巖穩(wěn)固時 可以選用分段礦房法 階段礦房法或階段自然崩落法 只有當?shù)V巖均不穩(wěn)固時才考慮使用下向進路充填法或分層崩落法 142 2 礦體產(chǎn)狀 主要是指礦體的傾角 厚度及幾何形態(tài)等 礦體的傾角影響采場礦石的運搬方式 一般來說 水平礦體可采用有軌 無軌或電耙運搬 100以下適用無軌設(shè)備運搬 300以下礦體采用電耙運搬 300 450可采用爆力運搬 只有當傾角大于550 600時才用重力運搬 礦體厚度影響采場的落礦方法和礦塊的布置方式 開采中厚以下礦體 礦塊一般沿走向布置 而開采厚或極厚礦體則礦塊垂直走向布置 143 3