第十六章崩落采矿法课件

采空区处理l减缓岩体应力集中程度，转移应力集中部位，或使围岩中的应变能得到释放，改变其应力分布转台，控制地压，保证矿山安全持续生产。l采空区处理方法：l崩落围岩：深孔爆破和药室爆破l充填采空区：废石或尾砂l封闭采空区：一定厚度的隔墙采空区处理减缓岩体应力集中程度，转移应力集中部位，或使围岩中1第十六章崩落采矿法l概述基本特征：随着崩落矿石，强制（或自然）崩落围岩充填采空区，以控制和管理地压。l单层崩落法浅孔落矿l分层崩落法浅孔落矿l有底柱分段崩落法深孔落矿l无底柱分段崩落法深孔落矿l阶段崩落法深孔落矿l覆岩下放矿理论基础l小结第十六章崩落采矿法概述基本特征：随着崩落矿石，强制（或自然）2单层崩落法l概述：主要用来开采顶板岩石不稳固，厚度小于3m的缓倾斜矿层，如铁矿、锰矿、铝土矿、粘土矿等l根据顶板岩石稳固程度不同，采用不同形式的工作面，即：长壁式崩落法、l短壁式崩落法、l进路式崩落法单层崩落法概述：主要用来开采顶板岩石不稳固，厚度小于3m的缓3长壁式崩落法l工作面是壁式的,长度等于矿块斜长，所以称为长壁式崩落法。l特点：划分矿块，矿块回采工作按全厚沿走向推进，当回采工作面推进一顶距离后，出流回采所需的空间外，有计划的回收支柱，并崩落不需要保留的空区顶板，用崩落顶板的岩石充填采空区，以控制顶板压力。长壁式崩落法工作面是壁式的,长度等于矿块斜长，所以称为长4长壁式崩落法l以庞家堡铁矿为例：l开采条件：浅海沉积赤铁矿床，走向长8600m，2530有三层矿组成，一层厚1-3.5m，二、三层厚各1m，l1-2层间夹硅质板岩厚1.2m；l2-3层间夹硅质板岩厚0.8m；l矿石稳固f=8-10,夹层片理发育，不稳、易片落l一层单采，三层合采l一层矿的顶板：黑色页岩，厚6.5-8m不稳f=4-6，页岩上为砂岩厚2-3m，在上为几十米厚的页岩。l三层矿底板：小白石英岩f=12-18，下部为粘板岩、大白石英岩，均稳固长壁式崩落法以庞家堡铁矿为例：5图16-1图16-16矿块构成要素及采准布置l阶段高：一般30m，受斜长（爬距）和稳固性的限制l矿块长：50-100m,最大可达200-300m。l阶段沿脉运输巷道：矿体中或底板岩石中，l一般多布置在岩石中；l单轨双巷能力大断面小污风串联工程量大l双轨单巷一线装车，一线行车，污风不串联、工程量小、l矿溜子：5-6m一个,断面1.51.5,可临时通风行人。l安全道：10m一个，1.51.8安全出口、行人、通风，运料矿块构成要素及采准布置阶段高：一般30m，受斜长（爬距）和稳7切割工作l切割平巷l切割上山切割工作切割平巷8回采工作l回采工艺概述：支、出、打，l工作面形式：直线：利于顶板管理、不能平行作业，l梯段：不利于顶板管理、能平行作业l落矿：炮孔，一字、之字，孔深1.2-1.8m，w=0.6-1.0ml出矿：电耙耙斗0.2-0.314-30KWl顶板管理：最大悬顶距控顶距+放顶距l10m2-3排1-5排l控顶距放顶距悬顶距回采工作回采工艺概述：支、出、打，916-216-210顶板管理l最大悬顶距：工作面距崩落区的最大距离l放顶距：每次放顶的距离l控顶距：放顶后剩下的能维持回采工作的最小宽度l支护：作用是减缓顶板下沉木支柱、金属支柱l木支柱：带柱帽和削尖柱脚以获得可缩性，180-200l排距0.81.2m、间距0.81.2m、柱帽交错排列。l金属支柱：承载能力大，能重复用，重量大使用不便l矿层顶板形态稳定和厚度变化小时可用液压掩护支架顶板管理最大悬顶距：工作面距崩落区的最大距离1116-3顶板地压16-3顶板地压1216-4、516-4、513顶板管理l放顶：推进到最大悬顶距时，由专业放顶队放顶l步骤：加密支柱（不带柱帽）、向安全口处回柱l方法：机械（绞车）、人工爆破、回柱后顶板不l冒落的，需预先在密集支柱外0.6m处向外60度l凿浅孔强制崩落。l第一次放顶时，悬顶距应加大到1.5-2倍，必须放好。l直接顶板：放顶后及时冒落下来的顶板。l老顶：多次放顶后又冒落下来的岩层，l直接顶后，二次顶压小；直接顶薄，二次顶压大。l通风：新鲜风流-没放矿的溜井-冲洗工作面-安全口-回风巷排走。顶板管理放顶：推进到最大悬顶距时，由专业放顶队放顶1416-616-615顶板管理l开采顺序：l阶段：由上而下，上阶段超前下阶段，一般大于50ml矿块：与阶段回采顺序一致，由主断层的上盘向下盘开采l多层开采：上层超前下层，上层采空区地压稳定后回采下层l劳动组织：综合工作队，个工种平行作业l20-40人组成顶板管理开采顺序：1616-716-717短壁式崩落法l当顶板稳固性差时，为了更好地控制顶板，在上下两阶段中间加一分段平巷把工作面缩短。工作面小于2025m。l其它与长壁式崩落法相同短壁式崩落法1816-8短壁式崩落法16-8短壁式崩落法19进路式崩落法l矿层稳定性更差，采用短壁法也无法采时，则采用进路式崩落法。l特点：将矿块用分段巷或上山分成沿走向的小分段或沿倾斜的条带，从分段巷或上山向两侧用进路进行回采（即用掘巷道的形式回采），效率低、成本高。l进路宽：顶板很坏宽2.02.5ml顶板稍好宽可达5-7ml进路采完就放顶，为防止侧部贫化，可留临时矿柱l矿柱在放顶前回收进路式崩落法矿层稳定性更差，采用短壁法也无法采时，则采用进路2016-9进路式崩落法16-9进路式崩落法21单层崩落法评价l适用条件：顶板不稳，厚3m30地表允许陷落。l优点：采准简单；生产能力大100-150t/d通风好，有贯穿风流l缺点：支柱消耗量大，支柱劳动强度大，顶板管理复杂，有用木材换矿石之说发展方向：研究地压规律改进顶板管理和支柱代用，新型金属支架单层崩落法评价适用条件：顶板不稳，厚3m3022分层崩落法l概述：按分层由上向下回采矿块，每分层矿石采出后，上面覆盖的崩落岩石下移充填采空区，l分层回采是在人工假顶的保护下进行的，将矿石和崩落的岩石隔开，保证得到最小的矿石损失与贫化。l矿块结构参数：阶段高：脉外天井50-60ml脉内天井30-40ml矿块长：小于60ml矿块宽：等与矿体水平厚度l分层高：2-2.5m一般取3-3.2m3.5m分层崩落法概述：按分层由上向下回采矿块，每分层矿石采出后，上23图16-10分层崩落法图16-10分层崩落法24分层崩落法采准工作l采准工作：矿层厚度小时，脉内采准l矿层厚度大时脉内外联合采准l矿块天井：分三格，放矿格、行人格和通风格l矿块有两个以上天井时，可设一格或两格l脉内天井以密集框架支护分层崩落法采准工作25分层崩落法回采工作l落矿：正面或侧面浅孔，L1.5-1.8Ml运搬：电耙l支护：每隔1-1.5m架设立柱或木棚支在上分层垫板的地梁下面，l铺设垫板：采完回采巷道全长后，在其底板铺设垫板，先铺设4-5m长的地梁，地梁上铺设一排圆木，或背板，将圆木或背板钉在地梁上l放顶：撤柱放顶l通风：局部通风由于采空区积聚大量木材，注意防火分层崩落法回采工作落矿：正面或侧面浅孔，L1520米时进路走向布置控制矿体边界探采结合多工作面工作提高回采强度等。1520进路沿走向布置因为放面漏斗的边壁倾角70进路两侧留有较高矿堆，下盘侧的将永久损失(3)回采巷道的布置：上下分段的回采巷道应严格交错布置，使回80l概述概述816、分段运输联络道的布置：作用：联络、进路、溜井、通风天井和设备井、运输联络道与进路断面相同。风井、设备井联络道，一般为22米2（风）2.52.7米2（设）6、分段运输联络道的布置：82无底柱分段崩落法l概述无底柱分段崩落法概述83l概述三、切割工作概述三、切割工作841、切割平巷与切割天井联合拉槽法：沿矿体边界掘进一条切割平巷，贯通各回采巷道端部，根据爆破需求，切割天井，在平巷凿孔，向切井崩矿，拉开槽简单，切割质量易保证，应用广泛，天井较短。2、割天井拉槽法：如图1635此法的掘切割平巷，不在回采巷道端部掘1.52.5米2切井，切井短边与端部留12米防止台车，长边平行进路。1、切割平巷与切割天井联合拉槽法：2、割天井拉槽法：如图185切井两侧凿扇形孔（三排），以孔分段微差起爆。3、炮孔拉槽法：（无切井拉槽）图1636楔形掏槽，一次爆破拉槽法：在切割平巷中，凿4排角度逐渐增大的扇形炮孔，然后用微差爆破一次形成切割槽，用于不便掘天井的地方。切井两侧凿扇形孔（三排），以孔分段微差起爆。386分次爆破拉槽法：在进路端部45米处，凿8排扇形炮孔，每排？孔，按排分次爆破成切井，另外布置三排切割孔，向爆成的切井中崩矿成槽，适用于矿石比较爆破的条件下（用的不多）四、回采：1、落矿：落矿参数的确定，凿岩、爆破。（1）落矿参数：炮孔扇面倾角，扇形炮孔边孔角，最小抵抗线，分次爆破拉槽法：在进路端部45米处，凿887孔底距。1）炮孔扇面倾角：（端壁倾角）理论上，前倾：7085用复盖层块度小，延缓废石渗入，好装药垂直：90用复盖层块度大，椭球体发育正常后仰：95105椭球体发育很大，第一排孔装药困难孔底距。882)扇形炮孔的边孔角：边孔角小则爆破方向趋于矩形，炮孔长度变短，但脊部以下矿石无法松动，挤压炸破无法实现，45以下孔口易被矿堆埋住。清理装？困难且不安全。目前国内多用4555，随凿岩设备性能的改进有曾大趋势。国外70以上，同时增大进路宽度（56米）形成所谓“放矿槽”，放矿槽边壁不留残矿，指标好。2)扇形炮孔的边孔角：89 3)崩矿步距:指一次爆破崩落矿石层厚度，12排，分层高度H，进路间距B，崩矿步距L，这两个参数是每次崩矿矿体的三维参数，当矿岩上接触石、侧接触石、正前方接触石，同时进入贫化时，达到最优。这三个参数一般用模型实验或计算机模拟等确定。在H、B已定的情况下：L过大时，岩石从顶面先混入，而正面岩石混入晚。这样，顶面侧面混入的岩石使矿石达到截止品位时，正面还有很多矿石未放出，因此正面损失很大，L过小，上部还未贫化时正面先混入废石，上部矿石损失大，所以必须统筹考虑。3)崩矿步距:指一次爆破崩落矿石层厚度，12排，90 4）孔径，最小抵抗线，孔底距：中深孔：d=5165mm w=1.52.0m w/d=30 左右计算确定w时要与最优崩矿步距相配合。孔底距以一般等于w 缺点，孔口处炮孔密集。改进,增大孔底距a减少w使aw积不变，效果较好。4）孔径，最小抵抗线，孔底距：中深孔：d=51691 （5）凿岩：C22700，配YG80 YGZ-90 40-60米/台班 国产CTC/400-2型，双臂采矿台车，配两台YZG-90 90100米/台班 有效深度可达20m中小矿山常用FJY-24型园盘台架配YG80炮孔为扇形，有扇形孔的通病，注意验收孔的质量，深15米、偏10、侧250mm一般允许误差角度12（5）凿岩：C22700，配YG80YGZ-992 （6）爆破：挤压爆破为避免孔口装药，过于集中，装药时除边孔和中心孔装药较满外，其余各孔的长短如图装到a/2处，提高炮孔装药密度是提高爆破效果的重要措施，使用装药口装药。2、出矿：从回采巷端部把矿石运至溜井 装运机：T4G 最小工作断面 2.83.0米2操作灵活，拖风绳，运距60米，？50米时，效率显著降低 810万T/台年一台T4G配35条进路，以特征其工作效率（6）爆破：挤压爆破2、出矿：从回采巷端部把933、通风工作：独头巷，无贯穿风流，工作点多，巷道纵横交错易形成复杂得？联网络，风量调节困难，溜井多，各分段串要求进路有设备时0.3米/s其他0.25米/s尽量采用分区通风回采工作面，只能用局扇通风如1640所示 通风天井进风，风筒从进路中抽污风，经通风井至上回风巷设回风天井，将污风抽至回风天井，用密闭墙隔开。3、通风工作：独头巷，无贯穿风流，工作点多94无底柱分段崩落法l概述无底柱分段崩落法概述95无底柱分段崩落法l概述无底柱分段崩落法概述96无底柱分段崩落法无底柱分段崩落法的优缺点和使用条件l无底柱分段崩落法在我国金属矿山广泛应用，有四十余个矿山采用该法。铁矿山采用的最多。l1适用条件由于该法结构简单，可用范围是很大的。实践表明，该法适用条件为：l（l）地表与围岩允许崩落。l（2）矿石稳固性在中等以上，回采巷道不需要大量支护。随着支护技术的发展，近年来广泛应用喷锚支护后，对矿石稳固性要求有所降低，但必须保证回采巷道的稳固性，否则，由无底柱分段崩落法无底柱分段崩落法的优缺点和使用条件97l于回采巷道被破坏，将造成大量矿石损失。下盘围岩应在中稳以上，以利于在其中开掘各种采准巷道;上盘侧岩石稳固性不限，当上盘岩石不稳固时，与其它大量崩落法方案比较，使用该法更为有利。l（3）急倾斜的厚矿体或缓倾斜的极厚矿体。l（4）由于该法的矿石损失率与岩石混入率较大，矿石价值不应很高，矿石可选性好或围岩含有品位。1分l（5）需要剔除矿石中夹石或分级出矿的条件，采用该法较为有利。于回采巷道被破坏，将造成大量矿石损失。下盘围岩应在中稳以上，98无底柱分段崩落法主要优点（1）安全性好，各项回采作业都在回采巷道中进行；在回采巷道端部出矿，一般大块都可流进回采巷道中，二次破碎工作比较安全。（2）采矿方法结构简单，回采工艺简单，容易标准化，适于使用高效率的大型无轨设备。（3）机械化程度高。（4）由于崩矿与出矿以每个步距为最小单元，当地质条件合适时有可能剔除夹石和进行分级出矿。无底柱分段崩落法主要优点（1）安全性好，各项回采99无底柱分段崩落法缺点3无底柱分段崩落法的主要缺点（1）回采巷道通风困难。这是由于回采巷道独头作业，无法形成贯穿风流造成的，这个问题从采矿方法本身不改变结构是无法解决的。必须建立良好的通风系统，同时采用局部通风和消尘设施。（2）矿石损失贫化较大。在正常生产情况下，除去矿体赋存条件原因之外，采矿方法本身原因是，每次崩矿量小，放矿时矿岩接触面积大，因此岩石混入率高。有当矿体倾角比较陡急、矿体厚度大，上面残留下面回收的条件极为无底柱分段崩落法缺点3无底柱分段崩落法的主100有利时，可在多个分段回采之后，形成较厚的矿岩混杂层，矿石损失贫化有所好转，取得较好指标。否则，残留的矿石很快进入下盘残留区转为下盘损失而损失于地下，难于形成较厚的矿岩混杂层，使每次放矿时混入大量岩石。这就是该法适用条件中第三条的依据。（3）此法采矿强度（tm的不如有底柱分段崩落法大。这是由于目前广泛使用的装运机（ZYQ14）生产能力低和每台设备占用工作面积（矿体）大两个原因造成的。从提高矿块生产能力看，当前主要是改用铲运机出矿。有利时，可在多个分段回采之后，形成较厚的矿岩混杂层，矿石损失101阶段崩落法阶段崩落法102第十六章崩落采矿法课件103自然崩落法自然崩落法104第十六章崩落采矿法课件105覆岩下放矿覆岩下放矿10616-56、5716-56、5710716-5816-5810816-5916-5910916-6016-6011016-61、6216-61、621116-636-631126-646-641136-656-651146-666-661156-676-671166-686-681176-686-68118小结小结119