最大充填孔

2016-08-29 安全管理常识 阅读:

最大充填孔(一)
充填工作面考核管理办法

充填工作面考核管理办法

为进一步加强充填工作面管理,提高充填工作面工程质量和生产效益,保障工作面安全高效运行,根据专业实际情况,特制定本考核办法。

一.考核标准

1.上下隅角充填高度至捣实机构上仰角最大时充填效果为准。

2.工作面上端头3个支架、下端头2个支架充矸高度距离顶板不得超过1.5m,剩余支架充填高度距离顶板不得超过0.4m。

二.技术要求

1.充填技术要求

(1)保证充填溜子的平直:充填溜子悬挂使用,在采煤过程中又受支架牵拉影响,很容易出现错茬、弯曲度超限的情况,因此每循环充矸前,必须对充填设备进行认真的检查,确保充矸溜槽连接螺丝齐全,无错茬、扒口现象。溜子链条加齐刮板螺栓,坏刮板及时更换,处理好溜子隐患方可开充矸溜子。支架必须移到位,工作面中部不得有超前或拖后的现象,并不得有大的起伏。

(2)合理的充填顺序:充填溜子运矸石负荷较大,因此必须避免受力峰值的产生。合理的充填顺序为由下至上,由溜头至溜尾,经过捣实机构捣实,然后由下至上,再次由溜头至溜尾的方式充填。

(3)抽板溜槽合理开启关闭漏矸孔:抽板溜槽是实现矸石充填的核心部件,其卸矸孔关闭时作为普通溜槽承担运输作用,卸矸孔打开后实现矸石下落充填。

(4)充矸溜子按每7个支架安设1个语音信号,并在溜尾卸载点处

安设1部语音信号以方便联系,工作面每3个支架安设一台照明灯。

(5)施工人员在打抽板时先观察好顶板情况,后尾梁处不得有错茬漏矸现象。【最大充填孔】

(6)人员在支架后尾梁侧施工时,必须发出停机信号。

2.抽板溜槽操作程序

在完成两刀采煤工作后,开始充填工作,充填工作由支架工同时协调进行,其工艺过程如下:

(1)按照正规循环步距割煤、移架、推溜。在移架过程中要拉线移架,保证移后支架在一条直线上。

(2)将充填刮板输送机的机头、中部槽、机尾伸出到位,检查充填系统完好情况,准备开始充填工作。

(3)首先启动工作面充填输送机,然后依次往上游启动充填材料转载机与充填材料胶带输送机等运输设备,进行采空区矸石充填。

(4)从充填刮板输送机机头向机尾方向依次充填,即先打开充填刮板输送机机头的第1个卸料孔,对该段架后采空区进行矸石充填,同时打开充填刮板输送机第2个卸料孔,待第1个投料孔对应的架后区域矸石充填至一定高度,关闭第1个投料孔。

(5)关闭第1个卸料孔时,同时打开第2、3个卸料孔,往第2、3个卸料孔卸料,并启动第1个卸孔下的充填区域内支架后部捣实机对已充填物料的中上部进行捣实,推压充填物料,使其与支架后部的顶板接顶并压实。

(6)待第2个卸料孔充填区域内矸石充填至一定高度时,关闭第2个卸料孔,对第1个卸料孔后部压实后出现的充填空间进行充填,同时启动第2个卸料孔充填区域内支架后部的压实机对已充填物料的中上

部进行捣实,推压充填物料,使其与支架后部的顶板接顶并压实。

(7)待第1个卸料孔后部压实后出现的充填空间充填完毕时,关闭第1个卸料孔进行压实,同时对第2个卸料孔后部压实后出现的充填空间进行充填。

(8)待前2个卸料孔空间充满压实后,若第3个卸料孔后部区域充填工作完成,则打开第4、5个卸料孔后部空间进行充填,同时对第3个卸料孔后部区域进行压实,若第3个插板充填区域内充填工作没完成,可打开第4个插板对架后的空间进行充填。

如此在一个卸料孔区域内物料充填和压实工作反复2-3次,保证充填的物料被压实接顶,依次类推,至使整个工作面全部充填并压实完毕,停止第一轮充填。

(9)将充填刮板输送机拉移一个步距,从机头到机尾开始,重复以上工序,最后关闭所有卸料孔,结束充填工作。【最大充填孔】

(10)停止采空区物料充填工作,进行采煤、移架、推溜工作,要尽量保证割煤后工作面煤壁平直度,移架后支架的排直,并使每次割煤进度移架步距达到0.6m。

3.支架操作程序

矸石充填开采液压支架主要由顶梁、立柱、底座、四连杆机构、后顶梁、后梁下悬挂充填刮板输送机,压实机构铰接在支架底座上;悬挂的充填输送机溜槽,与工作面上、下头的溜尾、溜头,组成整部的充填开采输送机后,实现运送物料至采空区进行充填;压实机构安装在支架底座上,对充填开采输送机卸下的充填材料进行压实;斜梁、单前连杆、单后连杆与底座形成了支架的四连杆机构,保证强度足够的前提下,斜梁、单前连杆、单后连杆的尺寸相对比较窄,这就保证

了相邻两架之间在支架中部的空间比较大,给放置操纵后部捣实装置、充填刮板输送机的换向阀组提供了位置,同时也给人的操作和观察提供了空间。支架拉移滞后滚筒6-9m,单向追机作业,在工作面过断层或顶板压力大造成顶板破碎或煤壁片帮严重的地方必须超前移架。移架前先查看支架支护状态,相邻支架有无挤咬以及支架完好状况,对缺销管路补齐,移架要做到每移必调,防止出现挤、咬现象。

(1)拉架前,应清理好架间的浮煤、矸石、杂物,检查支架的完好状态,周围人员闪开至安全地点后方可操作。打开架间喷雾、将牵拉充矸溜子的调高油缸伸出,收回侧护板、护帮板;

(2)采用本架操作移架,人员站在支架下,面向面前煤壁侧,要做到少降快拉,必要时带压移架。先降前立柱,后降中间立柱,最后降后立柱,降柱使顶梁略离顶板,立即停止降柱,使支架移至规定步距(0.6m);

(3)移架要做到“快、匀、够、正、直、稳、严、净”八字方针,顺序移架,每次只准移一架,两名支架工配合操作,一人移架,一人观察后溜状态并调整后溜,保持后溜平直,拉完支架后后溜成一条直线。移架时,操作人员要密切注意观察面前煤帮顶板情况以及相邻支架、支架与溜子连接装置、支架本身的液压管路等情况,发现问题及时处理。调架使支架与煤壁垂直,支架与底板垂直,歪斜小于5°,中心线符合规定,全工作面支架排成直线;偏差小于0.05m;执行拉线移架,支架应保持一直线,保持与运输机垂直,支架垂直顶底板。

(4)均匀注液升柱同时调整前后立柱及后尾梁,当支架顶梁与顶板严密接触后,继续注液约3-5秒,以保证达到规定初撑力(24MPa);

(5)伸出侧护板使其紧靠下方支架;架间间隙不大于150mm;伸

出护帮板。调整调高油缸的长度,使充矸溜子保持平直。

(6)将各操作手把扳到“零”位,关闭架间喷雾。

(7)人员施工时,必须确保下方支架内不得有其他人员作业,操作人员注意观察支架的运行状况,发现顶板破碎、来压等现象时,要带压移架。

三.考核办法

1.施工过程中严格落实充填技术要求、抽板溜槽、支架操作程序,每违反一次技术要求,对责任人罚款50元。

【最大充填孔】

2.由现场安监员组织跟班区长、班组长对充矸高度进行现场验收。当充矸高度符合规定要求,可进行下一循环割煤;当充填高度低于规定要求时,不得进行下一循环割煤。

3.充矸高度符合规定要求时,由现场安监员填写充填计量表,跟班区长、班组长签字确认后,准许下一循环割煤。升井后充填计量表交由调度室、经营部、技术部,不按时上交的,每次对当班安监员罚款50元。

4.当充矸高度不符合规定要求,擅自进行下一循环割煤的,每发现一次对工区罚款2000元。对当班安监员、跟班区长、班组长各罚款300元,联责区队正职200元。

5.调度室、安监处、经营部、技术部及采煤专业管理人员不定期对工作面充矸情况进行现场督查考核,确保充矸高度符合规定要求。

附:充填工作面矸石充填计量表

最大充填孔(二)
提高充填站充填能力

马钢(集团)控股有限公司

提高充填站 充填能力

马钢集团姑山矿业公司 和睦山采矿车间QC小组

【最大充填孔】

目 录

 一、小组概况  二、选择课题

 三、现状调查及目标确定  四、原因分析  五、确定要因  六、制定对策

 七、对策实施及效果检查  八、巩固措施及体会打算

一、 小组概况

二、选择课题:

马钢集团姑山矿业公司和睦山铁矿充填系统如图1所示,其工艺流程(图2)是:河砂或干尾砂从PL1600三斗配料机中放出,经皮带输送机装入骨料提升斗,沿导轨提升至卸料平台,卸入JS1000双轴搅拌机;100t水泥仓中的散装水泥经螺旋输送机输送至同一个搅拌机中,加水搅拌均匀后,打开搅拌机下方的出料口,将料浆转送至受料斗,沿斜溜槽进入充填钻孔,经钻孔和井下管道自流输送至待充地点。

图1 和睦山铁矿临时充填系统工艺流程图【最大充填孔】

三、 现状调查及目标确定

和睦山充填站充填能力较低,小组通过对每月充填量进行调查统计出单位有效时间内的充填能力。2011年1-6月份充填量如(表一)

最大充填孔(三)
附1充填灌浆技术要求

附件1:

前进水库大坝充填灌浆施工技术要求

一、基本依据

1、 湖北省水利厅《关于阳新县前进水库除险加固工程初步设计的批复》; 2、《湖北省阳新县前进水库除险加固工程初步设计报告》及图册;

3、《湖北省阳新县前进水库大坝除险加固初步设计工程地质勘察报告》及图册; 4、《土坝坝体灌浆技术规范》SL266-88。

二、灌浆设计

1、布置及型式:

桩号ZB0-000~ZB0+115段坝体采用充填灌浆,孔号Z1#~Z119#,灌浆双排孔布置,排距1.0m,孔距2.0m,梅花形布置;

2、充填灌浆采用水泥粘土浆,水泥含量不低于20%,灌浆水泥采用425#普通硅酸盐水泥,水泥细度要求通过80um方孔的筛余量不宜大于5%;

3、所有灌浆孔采用两序干法造孔,充填灌浆孔径Φ110mm;钻孔壁应平直完整,钻孔位置与设计位置偏差不大于10cm,垂直偏差应小于孔深1%;灌浆施工时,对于帷幕灌浆和充填共孔的,应先造Φ110的孔完成充填灌浆,再造Φ75的孔进行帷幕灌浆;造孔应避开溢洪道及公路桥挡墙,溢洪道进口砼底板浇筑后进行帷幕灌浆钻孔,钻孔对造成破坏的坝顶路面及溢洪道进口底板设计进行修补,详见坝顶路面及溢洪道进口段设计;

4、固壁泥浆比重为1.15~1.2,粘度为19~22s,含砂量小于4%,失水量小于30ml/30min; 5、灌浆前应先进行注水试验(坝体部分),一序孔作为先导孔自上而下分段进行实验; 6、灌浆必须按孔分序进行。在灌浆中,应先对一序孔轮灌,采用“少灌多复”的方法;待第一序孔灌浆结束后,再进行第二序孔;

7、充填灌浆采用分段灌注方法,由下至上,下套管分段灌注,段长为5m,当钻孔钻至基岩面后,必须通过钻杆注入封闭泥浆,直到孔口溢出泥浆方可提杆,当提杆至中间深度时,应再次注入封闭泥浆,最后完全提出钻杆;灌浆孔孔口压力应小于0.05MPa;浆液开始先用稀浆,经3~5min后再加大泥浆稠度,若孔口压力下降和注浆管出现负压,应再加大浆液稠度;渗透系数K为1×10-6cm/s;

8、每次平均灌浆量,充填灌浆以孔深计,每米孔深控制在0.3~0.5m3,每孔灌浆次数应不少于5次。

9、充填灌浆土料及浆液物理指标:

充填灌浆土料及浆液物理指标表

10、当浆液升至孔口,经连续复灌3次不再吃浆时,即可终止灌浆;

11、充填灌浆封孔:当每孔灌完后,待孔周围泥浆不再流动时,将孔内浆液取出,扫孔到底,用直径2~3cm、含水量适中的粘土球分层回填捣实;

12、浆液按重量比添加少量白蚁防治药剂五氯酚钠,但要防止污染水源。

三、注意事项

1、灌浆施工前应做灌浆试验,试验孔分别为z8、z23、z38和z51孔;试验孔必须观测灌浆压力、吃浆量及泥浆容重、坝体位移和裂缝;试验结束后应分析资料,总结经验,修改参数,完善和熟练灌浆工艺,然后方可全面施工;

2、灌浆所用土料和浆液应进行试验,土料试验内容包括:颗粒分析、有机质含量及可溶盐含量等;浆液试验包括:容重。粘度、稳定性、胶体率及失水量等;

3、应采用专用机械制浆,浆液各项指标应按设计要求控制,灌浆过程中,浆液容重和输浆量应每小时测定1次并记录,浆液的稳定性和自由析水率10天测定1次,如浆料发生变化,应随时加测;

【最大充填孔】

4、作好造孔的记录和描述,如发现特殊情况,应详细记录并分析处理; 5、两次灌浆间隔时间不应少于5d;

6、孔口压力应控制在设计最大允许灌浆压力以内; 7、在灌浆时,应尽量避免坝面出现裂缝;

8、当坝面出现纵向裂缝后,应分析发生原因,如果是湿陷缝,可以继续灌浆,如果是劈裂缝,应加强观测,当裂缝发展到控制宽度时,应立即停灌,待裂缝基本闭合再灌;当坝面出现横向裂

1

缝时,应立即停灌检查,如果裂缝深度较浅,可以开挖用粘土回填夯实后继续灌浆,如果裂缝较深,可用稠浆灌注裂缝,先灌上游,再灌下游,后灌中间;

9、如有特殊要求,浆液中可掺入下列外加剂:

(1)为提高泥浆的流动性,可掺入少量的水玻璃,掺量可占干土重的0.5%~1.0%,最佳用量通过试验确定;

(2)为提高泥浆的稳定性和泥浆的后期强度,可掺入适量膨润土;

10、灌浆完后宜使用拔管机拔管,并及时洗刷注浆管等,以便保持通畅洁净;

11、灌浆应按上述规范要求,做好记录;灌浆质量检查应以检查孔注水实验(坝体部分)和压水试验(基岩部分)成果为主,检查孔数量为灌浆孔总数的10%,检查孔实验应在该部位灌浆结束14d后进行;

12、灌浆结束后,由施工单位作好准备,并向主管部门提出申请验收报告,由工程主管部门组织验收委员会(或小组)进行验收。灌浆验收应在灌浆结束1年之后进行,根据实际情况可提前。土坝坝体灌浆的验收内容:

(1)土坝灌浆是否达到设计效果(干密度不小于1.6T/m3,渗透系数不大于1×10-6cm/s) (2)灌浆设计及施工是否合理 (3)质量控制和质量检查是否满足要求 (4)经费使用是否得当 (5)是否有遗留问题和其他问题 (6)对移交和管理的意见

13、灌浆综合控制按《土坝坝体灌浆技术规范》SD 266-88第4.5.1~4.5.4条进行; 14、灌浆结束标准及封孔按上述规范第4.6.1~4.6.3条要求施工。

2

最大充填孔(四)
图拉尔根铜镍矿合理充填体强度研究

  摘  要:针对图拉尔根铜镍矿矿山地质、开采技术条件和采用的大直径深孔嗣后充填法工艺参数等情况,开展了嗣后充填合理充填体强度研究。本研究采用工程类比法和理论计算法主要针对一步骤充填体强度开展研究,确定了充填体强度分布规律和合理强度,经实际生产验证充填体强度合理,性价比高。

  关键词:嗣后充填;充填体强度;工程类比法;理论计算
  哈密和鑫矿业有限公司图拉尔根铜镍矿是新疆有色公司与西部稀贵矿业公司合资的股份制企业,矿区位于哈密市东230km,矿山生产规模为2000t/d,采矿方法为大直径深孔嗣后充填法。本研究针对图拉尔根铜镍矿充填体合理强度开展研究。
  1 地质与采矿方法概况
  1.1 矿山地质
  矿体产于1号基性-超基性杂岩体内,受区域性大断裂的次级构造破碎带控制,赋矿岩石为角闪橄榄岩。含矿岩体有明细的角闪橄榄岩相和辉长岩相,两相岩石均有矿化,以角闪橄榄岩相矿化为主。
  1号矿体为中间厚两侧薄的厚大脉状矿体,北东-南西向延伸,沿倾向和走向品位变富,厚度变大。总体沿走向矿体表现出以下特点:埋藏深度东浅西深,矿体厚度东薄西厚,矿体产状东缓西陡。总体矿体产状124°∠68°~74°,矿体厚度10~50m,最厚达50m,厚度变化系数45%,沿走向变化较稳定。镍平均品位:0.24~0.42%,最高达1.53%;铜品位最高5%以上。矿区是以静储量0为主的简单水文地质类型。矿石的比重为3.38,岩石比重为2.70,矿岩松散系数均为1.6,矿石硬度f系数为11,岩石硬度f系数为6~12,矿岩稳固到中等稳固。
  1.2 采矿方法
  图拉尔根铜镍矿采用大直径深孔嗣后充填法回采,具体回采工艺及参数如下:
  1.2.1 采场结构参数:矿块垂直走向布置,每隔25m划分一矿块,每隔10m、15m划分第一、二步骤采场。第一步骤采用大直径深孔回采,第二步骤采用分段凿岩中深孔回采。
  12.2 采准切割工艺:第一步骤采准工程主要包括分段巷道、出矿穿脉、装矿进路、出矿溜井、凿岩硐室、联络道。第二步骤每个采场分三个分段,一分段16m,二分段13m,三分段13m,以人行井联通各分段和上下中段。
  1.2.3 凿岩爆破工艺:一步骤采场爆破采用深孔全孔侧向崩矿工艺,二步骤采场爆破采用中深孔爆破。
  1.2.4 采场出矿:回采崩落下来的矿石,通过采场底部的集矿堑沟溜到出矿进路,用斗容2.0m3柴油铲运机将矿石运出。
  1.2.5 采场通风:中段沿脉巷→采场斜坡道→下盘出矿沿脉巷→采场→上盘沿脉巷→通风井→上中段沿脉巷。
  1.2.6 采场充填:采场回采完毕后,采空区嗣后全尾砂胶结充填。充填前,先将通往采空区的各通道口封闭,从采场上部引入1根滤水管通过采空区并从采场下中段水平引出至封闭墙之外。[1]
  2 充填体合理强度工程类比
  国内外部分大型采场充填配比设计及充填体强度如表1所示,不同矿山由于开采技术条件不同,其所用充填材料不同,充填料灰砂比从1:4~1:32,一般为1:4~1:20之间,充填体强度亦相差很大,尾砂胶结充填的0.3~4 MPa。到块石胶结充填的2~7MPa。矿柱回采时,充填体暴露面积从1000m2至3000m2,最大可达5000m2,暴露高度从60~90m,最高可达240m(澳大利亚芒特艾萨矿块石胶结充填)。[2-3]
  类比国内外矿山,主要分析其充填体强度及强度分布规律。分析各矿山充填强度得出以下结论:(1)决定充填体强度大小的主要因素有充填体的几何形状、矿岩条件、充填目的、充填材料及工艺。(2)对大体积充填体强度的要求指充填体的最终强度要求,一般为60天龄期的强度。(3)国内外矿山的充填体强度范围在0.3~7MPa,其中采用尾砂充填的矿山,充填强度一般在0.3~2.5MPa。安庆铜矿由于考虑回收底柱,顶底部各5米的充填体强度为2.5MPa,其余强度在1~1.5MPa。
  分析各矿山充填强度分布规律得出以下结论:(1)充填体完全不接顶时,单纯考虑充填体自立所需要的强度,则充填体底部强度要求最大,随着高度上升,强度要求下降,并且充填体宽度越小,充填体强度要求越高。(2)充填体接顶则需考虑到上部岩体对其受力影响,如安庆铜矿充填体受力分析,充填体的底部受力最大,是充填体中部位受力的3倍左右,其次是顶部受力,是中部位受力的2倍。
  结合图拉尔根铜镍矿开采技术条件、充填工艺等,与安庆铜矿较类似,且考虑到矿山不回收顶底柱,因此类比法初步确定充填体强度局部最大值≤1.5MPa,充填体局部最小值取0.3~1MPa,即可满足要求。
  由于矿山采矿方法方案确定顶底柱不回收,二步骤充填体对后续采矿影响极小,因此不做重点研究,借鉴类似条件矿山经验,采用灰砂比1:15作为二步骤充填配比要求,其相应强度在0.2~0.5MPa。
  3 充填体合理强度理论计算
  充填理论计算主要确定充填最大强度要求,即底部充填体强度要求。本研究采用太沙基法。
  在太沙基理论中,假定岩体为散体,但是具有一定的内聚力。研究表明胶结充填体也表现为散体的物理力学性质,故可以应用太沙基理论来进行充填体的稳定性分析。
  利用太沙基理论的假设条件为:充填体在深度方向上是无限的;在充填体的任意高度上,各应力分量是常量;充填体与岩体之间的摩擦力得到充分利用。[3-4]
  虽然在上述的假设条件中有一定局限性,但实际分析过程可以进行一定简化处理。假设一充填体,其断面形状为矩形,长度为L,宽度为B。坐标原点位于充填体的顶部。根据太沙基理论的假设条件,在距离充填体顶部Y处,充填体所受力应力?滓v(Y)可用下式表达:
  式中:
  根据太沙基法确定的充填体不同高度受力情况如表2所示。
  太沙基法计算结果表面,充填体宽度10m,高度50m,采场长20~80m充填体强度,差异不大,同一高度的充填体强度仅为0.18~0.22MPa,因此充填体强度设计时,可忽略不同采场长度的充填体强度的差异,对不同采场长度的充填体采用相同强度要求。计算结果表面最大充填强度为1.48MPa,位于底部;最小充填体强度为0.89MPa。
  4 结论
  4.1 图拉尔根铜镍矿采用大直径深孔嗣后充填采矿法,两步骤回采矿块,顶底柱不回收,因此充填体合理强度研究的重点在一步骤充填体,而二步骤充填体对后续采矿影响较小,故不作为研究重点。因而本文借鉴类似条件矿山经验,相应强度在0.2~0.5MPa。[5]
  4.2 收集类似条件矿山一步骤充填体情况,类比各矿山初步确定的充填体局部强度最大值≤1.5MPa,而最小局部强度在0.3~1.0MPa。强度分布规律为充填体顶底部强度偏高,而中部偏低。
  4.3 经理论分析计算,所得合理强度结论与工程经验基本相符合,最大强度值在1.5MPa,最小强度值在0.9MPa。
  4.4 基于类比法和理论计算所得的从体强度和分布规律,确定了满足回采技术要求,且经济合理的方案,即一步骤充填要求距离采场顶底板各10m高差内的充填体强度需达到1.5MPa,而中部30米高度的充填体强度需达到1.0MPa。
  参考文献
  [1]李向东,郑伯坤等.图拉尔根铜镍矿采矿方法研究报告[R].长沙:长沙矿山研究院有限责任公司,2009.
  [2]朱志彬,刘成平.充填体强度计算及稳定性分析[J].采矿技术,2008,(05):15-25.
  [3]刘同有等.充填采矿技术与应用[M].北京:冶金工业出版社,2001.
  [4]李学锋,李向东,周爱民.凡口铅锌矿深部矿体开采顺序研究[J].金属矿山,2004,(12):12-14.
  [5]李向东,郑伯坤等.图拉尔根铜镍矿合理充填体强度研究报告[R].长沙:长沙矿山研究院有限责任公司,2013.

最大充填孔(五)
探讨采矿方法的应用

  采矿具有非常重要的地位和作用,采矿方法的创新是促进采矿工业健康发展的重要驱动力。我国在空场采矿法、崩落采矿法、充填采矿法和原地溶浸采矿法等方面取得了不错的成绩。

  采矿;采矿方法;创新;
  【中图分类号】F407.1文献标识码:B文章编号:1673-8500(2013)04-0016-01
  采矿主要是为人们的生产和生活提供必要的矿产资源,具有非常重要的地位和作用。随着当今科学技术和社会经济的发展,新技术、新工艺和新设备层出不穷,促使采矿方法也有了新的变化和进步。现今有很多的采矿方法,我们需要结合地质的条件和要求,创造性地提出可行的采矿方法。采矿方法的创新,倡导科学采矿,这是对采矿工业发展规律认识的深化,是促进采矿工业健康发展的重要驱动力。
  1空场采矿法
  空场采矿法,主要是指在回采的过程中,采空区始终是空着的,主要是依靠一些不规则矿柱或者人工支柱进行支撑。使用这种采矿方法,必然要对矿石和围岩的稳固性提出较高的要求,否则就有可能出现意外情况,造成一定的经济损失。这就要求,在最终确定使用空场采矿法之前,一定要提高矿床地质资料的准确性与完整性,对矿山地质条件进行非常深入的研究,有充分的把握或者实验成功以后才能最终选定采矿方法。
  空场采矿法具有很多的优点,比如大采场、空场、深孔、阶段出矿等等,可以在其中直接使用大型的装载运输设备,使得采矿的强度得到大幅度的提高,从而使得出矿的成本相对地降低下来。因此,空场采矿法在地下采矿过程中,利用率非常高,尤其是在如加拿大、南非等国家和地区有着绝对的优势。
  空场采矿法在我国矿业应用的开先河之作,就是20世纪50年代首次在华铜铜矿试用中深孔分段空场法。空场采矿方法真正成为矿山的重要采矿方法,最主要的原因是因为大直径深孔采矿法在凡口铅锌矿的试验成功、推广应用,实现了高效率、高效益的采矿。
  2崩落采矿法
  崩落采矿法适用于采场结构非常简单,是单步骤、按一定的顺序进行连续回采,不需要将采区划分为矿房和矿柱两步骤回采。崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理,也就是说,在矿石采出的同时或者稍后,有计划地强制或者自然崩落矿体上部的围岩,用来充填采空区。当然,前提必须是上部的地表允许崩落,没有水体和流沙,不会造成太大损失。这样,采用崩落采矿法,一来可以避免回采矿柱,以免影响工作人员的人身安全和遗留矿石的损失,二来可以避免处理采空区,节约了生产成本,提高了采矿效率。因此,崩落采矿法在矿业生产实践中,使用比较广泛。崩落采矿法最主要的有以下几种:
  2.1有底柱分段崩落法:矿房留有底柱,将整个开采过程划分为若干个分段,自上而下地逐段地进行回采,底柱随同下一分段的矿石一起采出。顶部的围岩应自然崩落,如若不能自行崩落,应及时进行强制崩落,或者用充填料进行充填。
  2.2无底柱分段崩落法:使用这种采矿方法,简化了采区的结构,取消了结构复杂的底柱,增大了进路间距,提高了工人的劳动生产率,降低了成本,提高了采矿的强度。因此,它是一种非常安全、高效的采矿方法,在实际应用中所占据的比例非常高。
  2.3阶段崩落法:阶段崩落法与分段崩落法非常接近,不同之处就在于阶段底部布置底部结构。根据围岩落矿方式的不同,阶段崩落法分为阶段自然崩落法和阶段强制崩落法两种。
  3充填采矿法
  现在各地经常出现由于采矿出现的地表下沉、地面陷落等现象。因此,需要在采矿作业后,对采空区进行充填,以防止地表下沉或者上部围岩的崩落。这种用充填料对采空区进行逐步充填的采矿方法,就是充填采矿法。它可以实现机械化和设备大型化,不但能够防止围岩崩落和地表下沉,还能够为回采工作创造一定的便利条件,并能够预防因自燃性矿石而引起的火灾等。随着绿色开采、生态矿山概念的不断推广,充填技术逐步趋于成熟,使得我国采矿工业的局面得到了改善,一些采矿沉陷区得到了有效的治理。根据充填料的不同和输送充填料的方式不同,充填采矿法可以分为以下三种:
  3.1干式充填采矿法:这是一种最早的充填采矿方法,利用地面或井下的干式充填料(砂石、废石等等,要求有一定强度、化学性质稳定),随着回采工作的进行,自下而上地逐层充填采空区。干式充填采矿法,可以维护围岩,也可以形成继续上采的工作平台。但是随着充填技术的日益进步,干式充填法暴露出了越来越多的缺点,比如生产率较低、矿石贫化率高、充填时间长等,在实践中的使用率逐年下降。
  3.2水力充填采矿法:将碎石砂石、炉渣、尾砂等混合水,借助管道输送到井下,作为充填料对采空区进行充填。充填水从矿房渗透出经滤水井流出,充填料则留下来充填采空区。充填料尽可能地选取加工运输比较方便、价格比较便宜的材料,争取做到就地取材,同时充填料还应该不溶于水,颗粒度不能过大或过小。随着采矿技术的发展,可以实现低浓度泵压或自流输送的水力充填采矿。
  3.3胶结充填采矿法:在水力充填采矿法的基础上,为了更好地解决回采矿柱和防止地表下沉,创设了胶结充填采矿法。采用胶结充填采矿法,将采区划分为矿房和矿柱,开采后用胶结充填料充填形成人工矿柱,再回采矿柱。胶结充填料主要包括骨料和胶结剂两部分,骨料一般采用废石、尾砂、碎石、混凝土等。随着材料科学的不断进步、充填采矿工艺和技术的日益成熟,胶结充填料品种更加多样化,尽量减少废料,提高了废石和尾矿的利用率,实现全尾矿充填、高浓度尾矿料的制备和输送、高分层充填采矿、高阶段大直径深孔崩矿嗣后充填法工艺、盘区机械化充填等工艺和技术的重大进展。
  4原地溶浸采矿法
  原地溶浸采矿法俗称溶浸采矿,是一种不需要将矿石采出地表而是直接从地下提取金属的采矿方法。原地溶浸采矿法需要将采、选、冶技术结合起来,先根据某些矿物的物理化学性质,选择相应的特殊溶浸剂,再利用钻孔将溶浸剂注入矿体(层)中进行化学反应,将固态的矿物转化为液态或气态,并通过钻孔将其提取出来,争取以较低的成本进行开采。这样,利用原地溶浸法,有了其它采矿方法所不可能有的优点,将矿石留在地下,地表上没有废石和尾砂,不但可以节省投资的成本,确保了采矿工人的安全,最大的优势就是能够最大限度地保护环境,不破坏矿区的植被。
  新技术、新工艺和新设备,促进了采矿方法产生了创新的需求。我们需要综合考虑矿山的各种开采技术条件,在创新中促转变,在转变中促发展,选择具有较好的可行性、安全性和经济性的采矿方法,为国家经济社会的可持续发展做出应有的贡献。

最大充填孔

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