空场采矿法.ppt
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1、1,第五章 空场采矿法,2,5-1 概述,基本特点: 空场采矿法是将矿块划分为矿房和矿柱两步回采,先采矿房后采矿柱。回采矿房时形成的采空区在矿柱和围岩支撑下以敞空的形式存在,暂不处理,故称为空场采矿法。矿房采完后,可立即回采矿柱,也可允许空场存在一定时间后再回采矿柱并处理采空区。 基本条件:矿石和围岩都稳固,3,图5-1 矿块划分为矿房和矿柱 1矿房;2间柱;3顶柱;4底柱;5阶段回风巷;6阶段运输巷;7天井; h阶段高;L矿块长; 顶柱厚; 矿房高; 底柱高;,矿房长;b间柱宽,4,5,5-2 全面采矿法,全面采矿法的特点是在划分的盘区或矿块内,布置沿矿体走向或逆倾斜方向全面推进的回采工作面
2、,也可以不划分矿块,回采工作沿走向连续推进,在整个阶段的斜高上呈直线或梯段全面推进。采空区依靠围岩自身的稳固性与回采过程中不采的贫矿或夹石形成的不规则矿柱共同维护。 一、结构与参数 顶柱、底柱:24m 阶段斜长:4060m(电耙),无轨自行设备可加长 工作面推进长度:5060m或100150m 随顶板允许暴露面积而定 矿块间的间柱:46m,4阶段回风巷,7,5-2 全面采矿法,矿块内留设的不规则矿柱,一般为圆形,36m或69m,厚度大时取大值 矿柱间距 820m 二、采准与切割 沿走向掘12条上山,作为起始回采的自由面。 沿走向每隔57m自阶段运输巷向其上侧掘放矿漏斗,每隔20m左右向其下侧掘
3、一电耙绞车硐室。,8,5-2 全面采矿法,三、回采工作 厚度3m时,且采用手持式凿岩机,可布置梯段工作面回采(沿厚度方向)(下图) 浅孔落矿. 炮 孔布置 单排眼 双排眼 打眼放炮自切割天井开始 三排眼,(根据矿体厚度 和硬度),9,5-2 全面采矿法,厚度3m时, 可布置梯段工作面回采,10,5-2 全面采矿法,工作面可直线形,也可沿其长度划分2-3个梯段 采区通风:新鲜风流 阶段平巷经未回采区段的漏斗口进入切割平巷到工作面或经回采区段的漏斗口直接进入工作面 从联络巷进入回风平巷。 出矿:多用电耙,用电耙将采下的矿石扒入漏斗口,装入阶段平巷的矿车中。,11,5-2 全面采矿法,四、评价与适用
4、条件 优点:1)采准切割工作量小;2)坑木消耗少;3)通风良好;4)采矿成本低。 缺点:1)采空区顶板暴露面积大,不够安全;2)矿体厚度大时,顶板观察和处理较困难;3)留下矿柱不回采,矿石损失率在10-15%以上。 适用条件:矿体倾角应小于20-30; 厚度3-4m,矿石围岩特别是顶板岩石稳定。矿体中含有夹石或贫矿床。,12,5-3 房柱采矿法,与全面采矿法一样,主要开采矿石和围岩都稳固的水平或缓倾斜矿床。在阶段中,矿房和矿柱交替布置,矿柱是规则的,连续或间断布置。 一、结构与参数 矿房的长度 主要根据电耙的有效耙运距离确定,一般4060m。多沿矿体的倾斜方向布置。 矿房宽 820m 矿柱多为
5、圆形或方形,37m或33m44m,间距58m,当矿体厚度较大时,应留连续矿柱(条带状)宽度约为5m左右。 矿块(或盘区)的宽度 80-150m至400-600m.,图5-3 房柱采矿法 l阶段(或盘区)运输巷;2矿石溜井;3切割平巷;4电耙硐室;5切割上山; 6联络平巷;7矿柱;8电耙绞车;9凿岩;10炮孔,14,5-3 房柱采矿法,二、采准与切割 房柱采矿法的阶段运输平巷可以布置在矿体内,也可以布置在底板岩层中。 如图5-3所示,在矿体的底板岩石中掘进阶段运输平巷1,在每个矿房中心线处,自阶段平巷掘进矿石溜井2,在矿房下部的矿柱中,掘进电耙绞车硐室4,沿矿房中心线,在矿体中,从矿石溜井紧贴矿
6、体底板,掘进上山5,作为行人、通风、运送设备、材料及回采时的爆破自由面。在矿房下部的边界处开凿切割平巷3,既作为起始回采时的自由面,又可作为去相邻矿房的通道。,15,5-3 房柱采矿法,三 回采工作 矿体厚度33.5m,则先在矿体底部拉底,然后用上向眼挑顶,拉底层的高度2.5m左右。拉底从切割平巷与上山交口处开始。随拉底工作面的推进,在矿房两侧按规定的尺寸和间距留出矿柱。 矿体厚度810m,采用中深或深孔落矿。 矿房的通风:新风 阶段平巷 未采矿房的矿石溜井 切割平巷 矿房 切割上山 回风平巷,图5-4 用无轨自行设备开采的房柱采矿法采场 l切顶工作面;2矿柱;3履带式凿岩台车;4轮胎式凿岩台
7、车; 52.7m3前端式装载机;6lm3电铲;72025 t卡车;8护顶锚杆;9顶板切割巷道,矿体厚度大于8-10m时采用中深孔落矿,方法是先在矿体的顶部布置切顶工作面切顶,然后回采下部矿石。切顶工作面的采高根据落矿方法和出矿设备而定,一般为2.5-5m。,(加拿大加斯佩斯铜矿),17,5-3 房柱采矿法,矿石运搬: 电耙 国内应用较多. 有轨 矿车,装矿机 无轨自行设备 厚及极厚矿体 四、评价及适用条件 优点:采切工作量小,工作组织简单,通风良好。矿房生产能力和劳动生产率高。 缺点:矿柱矿量所占比重大,而且一般不进行回采,矿石损失大 适用条件:适用于矿石和围岩都稳固,倾角在30以下,矿石价值
8、不高或品位较低的矿体。,18,5-4 留矿采矿法,在我国有色和稀有金属地下开采中使用很广泛, 开采薄及极薄矿脉的主要方法。 基本特征:工作面自下而上分层进行回采,每次崩落的矿石只放出1/3左右,工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上面作业。 一、普通留矿法 (一)结构与参数 矿块高度 薄矿脉中,3040m,中厚以上的矿体4060m 矿块走向长度 4060m,围岩很稳固时可采用80120m。 矿柱:尺寸与矿体厚度有关: 薄及极薄矿脉中,间柱宽2-6m、顶柱23m,底柱46m。 中厚以上矿体中,间柱一般留812m,顶柱36m,底柱 810m。,19,图5-6 普通留矿法 1阶段回风巷;2顶柱;3天井;4
9、联络道;5间柱;6存留矿石; 7底柱;8漏斗;9阶段运输巷;10未采矿石;11回采空间,20,5-4 留矿采矿法,(二)采准与切割 采准:主要是掘进阶段运输巷9,在间柱内掘进天井3与阶段回风巷1相通,并沿天井每隔46m掘进联络道4通往矿房。此外,沿阶段运输巷每隔57m向上掘漏斗颈至底柱上部边界,再自底柱上部边界掘拉底巷道与矿块两侧的天井相通。 拉底:将拉底平巷扩宽至上、下边界,形成拉底空间,为落矿创造自由面,并为矿石的碎胀提供补偿空间,拉底空间高22.5m,宽为矿体宽。 辟漏:将漏斗颈的上部扩大成喇叭口,称为辟漏。 联络道一般沿天井每隔46m掘进一条,其主要作用是使天井与矿房连通,以使人员、设
10、备、材料、风水管和新鲜风流等进入矿房。 采准工作包括掘进阶段平巷、天井和联络巷。 切割工作包括掘放矿漏斗与拉底。,切 割,21,5-4 留矿采矿法,(三)回采工作 凿岩、爆破、通风、局部放矿、撬顶、平场、二次破碎和最终放矿等 (四)相关问题分析 1、 天井布置 天井:连接阶段运输巷和阶段回风巷的垂直或倾斜巷道。 用途:通风、行人、提运设备和材料、安装风水管和电缆等 断面:圆形或矩形,分为23格,分别用于放矿、提料和行人等。 分类: 先进天井:矿房回采前已经掘出 顺路天井:矿房回采过程中,随分层回采,在采空区用支柱或垛盘逐段架设而成(多用于薄矿脉中) 数目:一般为2个,有时为3个。 位置: 脉外
11、:开采厚矿体或贵重矿石时。 脉内,22,图5-7 矩形天井断面布置 1人梯;2行人格;3提升格,23,图5-8 矿块两侧的顺路天井,24,5-4 留矿采矿法,2、 切割方法 一般采用图5-12所示的掘拉底平巷和辟漏的方法。,25,5-4 留矿采矿法,3、 矿石运搬 重力运搬,图5-6 电耙运搬,简化底部结构,图5-13,图5-13 留矿法底部电耙出矿耙入转运天井,开采极薄矿脉并采用人工假底时,为了简化矿块底部结构和集中出矿,可在矿块底部采用电耙向阶段转运天井耙运矿石。,重力运搬,26,开采的矿体倾角小时,电耙可安在矿房内,图5-14,图5-14 矿房用电耙耙矿的留矿法,27,5-4 留矿采矿法
12、,4 放矿 能否顺利放矿,不仅影响经济指标,而且直接关系着生产的安全。 放矿困难的原因:采场内积留的矿石发生粘结; 大块可能发生互相咬合而造成堵漏或隐蔽空洞; 倾角较缓。 造成矿石粘结和产生大块的原因主要有: (1)矿石和围岩不够稳固或采场暴露面积大,开采过程中发生大块片落 (2)回采强度低,矿石在采场内积压时间长 (3)爆破参数不当,崩矿时产出大块。 处理方法:1、震动炮; 2、高压水冲刷; 3、两侧放矿; 4、改进爆破参数。,28,图5-15 放矿过程中的堵漏现象,29,5-4 留矿采矿法,二、选别留矿法 选别留矿法是指将崩落的矿石在采场进行人工分选,将选出的优质矿石单独运出的留矿采矿法。
13、 选别留矿法在开采诸如云母、纤维石膏和石棉等非金属矿床时应用相当广泛。 应用原因: 1)可保护一些贵重矿石不受或少受开采的破坏; 2)矿石或矿物特征明显,有利于工作面分选; 3)某些矿石或矿物价值高; 4)产量小,有可能采用人工分选。,30,5-4 留矿采矿法,特点: 1)选别留矿法主要用于开采薄及极薄矿脉,所以矿块内应不留或尽量少留矿柱,以提高回采率。 2)矿块天井内设有专门运输优质矿石的放矿格或设专用天井。 3)开采贵重的晶体矿物时,落矿前应注意选择炮孔位置,使其与矿体有一定距离。 4)采下的矿石不宜使用电耙运搬而多为人工运搬。,31,5-4 留矿采矿法,三、评价与适用条件 留矿采矿法具有
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