矿岩平均体积密度: 含铁铜矿石 3.05t/m3 围岩及夹石 2.90 t/m3 松散系数 1.71
自然安息角 40°30′~41°00′ 矿岩湿度 0.04%
抗压强度 矿石 101.30MPa;岩石 54.93~173.4 MPa
盘区沿走向长度100m,垂直高度50m,平均倾斜长105m,沿倾向划分3-4个矿房开采。盘区间留5m倾向矿柱,在盘区中央沿倾斜方向留5m宽的隔离矿柱,将I3、I2矿体盘区分别划分成2个采场;盘区沿倾向划分采场,采场宽度35m。铲运机出矿房柱采矿法在中段高度50m范围内,将各盘区划分为5~6个分段,即当矿体倾角大于25º时,划分为5个分段,分段高度8m~15m,当矿体倾角小于25º时,为降低脊部损失,将盘区划分为6个分段,分段高度6m~11m。
采用进口SimbaH1354采矿凿岩台车凿岩,孔径φ76mm,排距1.4m-1.6m,孔底距2m-2.5m。孔深≤30m,垂直扇形布置。孔口或孔底双管起爆。
盘区能力:分段空场法4m3电动铲运机出矿,盘区生产能力1200t/d;铲运机出矿房柱采矿法600t/d。贫化率18.16%,损失率26.22%,其中矿房损失率9.72%。
回采作业由第一分层切割平巷展开,分层回采高度3.3m,第一分层回采4.5m-5m,充填3.3m,控顶1.5m-2m。
凿岩:采用掘进台车(Boomer281或AXERA D05)沿矿体走向钻凿水平孔,孔径φ56mm,孔深3m,W=1.0m-1.2m,a=1.2m-1.4m;采用BQF-100装药器(配移动平台)装2#岩石硝铵炸药,非电导爆雷管起爆。薄矿体及收残采用YT-28配合。
顶板管理:爆破通风后,进行顶板护理工作,首先采用撬锚台车(DS-25-II或DFS20)进行顶板浮石、松石清理,然后视顶板情况,采用锚杆台车(BOLTEC235H-DCS)对顶板进行加固,采用管缝式锚杆加固顶板,锚杆间距1500×1500,长度1500,破碎地段采用锚网加固。
出矿:采用3m3柴油铲运机出矿,平均运距在170m左右,铲运机效率700 t/d -800t/d。薄矿体及收残采用2m3铲运机配合。
充填:每一分层回采完毕,即进行充填工序。充填作业包括:废石充填、出矿进路压顶、密闭、滤水设施架设、分级尾砂充填和胶结尾砂铺面及养护等环节。根据各采场的面积大小可采取分区充填或分层一次充填。
废石充填采用铲运机在废石充填小井铲装废石运进采场充填,或在出矿过程中,在具备一定条件时,铲运机返回过程中运入空区。
表6-12 采矿综合技术经济指标表
1、机械化点柱式上向水平分层充填法 1)适用条件:
根据前面统计的矿体产状参数,本方法用于开采多层矿体赋存的条件,即A-A类两层中厚矿体、A-B类一层厚矿体和一层薄矿体;对B类单层厚矿体,为协调相邻盘区(采场)的采准关系和提高回采率,也采用本方法开采;A类单层薄矿体,既可采用本方法也可采用房柱法开采,两种方法采准方式相近,生产中可灵活考虑,但鉴于分层法采充关系较为紧张,本次设计仍按房柱法考虑,其工艺说明在后面叙述。
2)盘区及采场布置及构成要素:盘区沿走向布置,盘区沿走向长200m,倾向斜长按20m分段高度作控制,盘区内按走向长度50m划分为4个采场;采场间及盘区间沿倾向留间柱,间柱宽度3m-4m,采场内根据顶板稳固性留规则点柱(原则上点柱规格为3×3m~4X4m,间距约10m~13m)。
3)开采顺序:多层矿体可同时开采,确保上下层矿体间柱和点柱在竖向对齐。 4)采准切割
采用脉外下盘采准布置形式。在下层矿体下盘沿走向布置分段沿脉干线,干线与矿体相距55m-60m,设置穿脉出矿联道,便于铲运机进入分层回采工作面;在
盘区中部位置布置脉外溜井,通达运输水平装矿穿脉;为便于利用上分段采掘废石充填,每个盘区设置通上分段的废石小井。沿矿体走向在分段干线下盘每600m左右布置充填回风斜上山,联通上部充填回风平巷;相应地在相邻的两条回风上山之间中部由下向上分段形成进风上山,两者配合形成采区进、回风通道。 在采场中部由分段干线开掘出矿联道进入采场 ,每个分段第一次开掘出矿联道时,向下按15%-18%的坡度开掘至矿体底板,之后水平开掘至掘露上层矿体顶板,之后随着回采分层的提高,沿出矿联道进行压顶,形成上一分层的出矿通道。由出矿进路在各层矿体底板脉内开掘切割平巷到采场端部,再沿矿体倾斜方向开掘采场回风上山到上部分段水平,之后开掘回风联道与上分段沿脉干线联通。 5)回采:盘区内4个采场 ,按凿岩、出矿、分层充填等工艺环节安排,1个采场内进行凿岩、爆破、顶板管理;1个采场进行出矿作业;2个采场进行充填作业。按标准盘区计算,凿岩、出矿与分层充填周期为1个月左右。采场凿岩、出矿循环图表,见表6-8,分层回采、充填作业循环图表,见表6-9。
回采作业由第一分层切割平巷展开,分层回采高度3.3m,第一分层回采4.5m-5m,充填3.3m,控顶1.5m-2m。
凿岩:采用掘进台车(Boomer281或AXERA D05)沿矿体走向钻凿水平孔,
孔径 56mm,孔深3m,W=1.0m-1.2m,a=1.2m-1.4m;采用BQF-100装药器(配移动平台)装2#岩石硝铵炸药,非电导爆雷管起爆。薄矿体及收残采用YT-28配合。
顶板管理:爆破通风后,进行顶板护理工作,首先采用撬锚台车(DS-25-II或DFS20)进行顶板浮石、松石清理,然后视顶板情况,采用锚杆台车(BOLTEC235H-DCS)对顶板进行加固,采用管缝式锚杆加固顶板,锚杆间距1500×1500,长度1500,破碎地段采用锚网加固。
出矿:采用3m3柴油铲运机出矿,平均运距在170m左右,铲运机效率700 t/d -800t/d。薄矿体及收残采用2m3铲运机配合。
充填:每一分层回采完毕,即进行充填工序。充填作业包括:废石充填、出矿进路压顶、密闭、滤水设施架设、分级尾砂充填和胶结尾砂铺面及养护等环节。根据各采场的面积大小可采取分区充填或分层一次充填。
废石充填采用铲运机在废石充填小井铲装废石运进采场充填,或在出矿过程中,在具备一定条件时,铲运机返回过程中运入空区。
密闭及滤水设施,包括采场间回风联道,分层出矿联道挑顶及联道口筑坝,采用废石和沙袋构筑。滤水设施为顺路铺设的滤水筒,直径1m-1.2m,采用6mm-8mm钢板构筑,筒外包裹滤水布和麻布。采场脱水方式可分为溢流和渗透脱水两种,充填过程中,尾砂沉降后上部浮水以溢流方式排出,排水通道有顺路滤水筒和出矿联道,从顺路滤水筒排出的浮水通过钻孔下放到运输水平水沟。从出矿联道排出的浮水,最下分层脱水需在出矿联道中,采用潜水泵排到干线水沟,每200m通过钻孔下放到运输水平穿脉水沟;浮水排出后,充填体内的自由水以渗透方式,通过滤水筒和钻孔排入运输平巷水沟,采场排水示意图见图6-8。
图6-8 采场充填渗透排水示意图
上述准备工序完成后,即进行分级尾砂充填,按3.3m的分层高度,尾砂充填2.7m-2.8m,脱水后再采用胶结尾砂铺面0.5-0.6m。胶结尾砂灰砂比1:4,~1:5,3天强度1~1.5MPa;7天强度大于2.0MPa,满足无轨采掘设备运行要求。为协调与下部采区的衔接,提高资源回采率,在各采区最下一分层采用1:4胶结尾砂充填3m,胶结尾砂充填前,在采区最下一分层底部加配钢筋网,提高胶结充填体抗弯性能。
通风:新鲜风流由分段沿脉干线进入采场采矿作业面,污风由设置在采场端部的回风上山回出、进入上部分段干线,由进回风联道进入采区回风上山,而进入矿井回风系统,采场 内在上部回风上山联道设置JK55-No4局扇,作采场辅助通风。
每一分层回采完毕,即进入下一次回采循环。 2、房柱法 1)适用条件:
该方法应用于A类单层薄矿体的开采,矿体厚度小于4m-5m。
2)盘区及采场布置及构成要素:盘区沿走向布置,盘区沿走向长200m,倾斜长度按20m分段高度作控制;盘区间沿倾向留隔离矿柱,宽度3m,中段矿柱3m。分段内沿倾斜方向,划分为4-5个水平回采条带,条带之间留设点柱支撑顶板,点柱尺寸3m×3m,间距约10m~13m。沿倾斜方向由下向上开采。 3)采准切割
采用脉外下盘斜坡道采准布置形式。在下层矿体下盘沿走向布置分段沿脉干线,
干线与矿体相距55m-60m,在盘区中部位置布置脉外溜井,通达运输水平装矿穿脉;为便于利用上分段采掘废石充填,每个盘区设置通上分段的废石小井。沿矿体走向在分段干线下盘每600m左右布置充填回风斜上山,联通上部充填回风平巷;相应地在相邻的两条回风上山之间中部由下向上分段形成进风上山,两者配合形成采区进、回风通道。
在盘区中部由分段干线开掘穿脉出矿联道(小斜坡道)进入盘区各回采条带,各条带联道错开布置,斜坡道坡度控制在18%以内。第一分层斜坡道向下开掘,控制高度低于分段干线8m左右,掘露矿体顶板后,沿脉内开掘水平切割巷道到盘区端部,再沿矿体底板开掘脉内回风上山到上部分段水平,通过回风联道与上部分段沿脉干系联通。
4)回采:盘区内2-3个条带形成梯段式回采工作面,向盘区两端推进,凿岩、爆破、顶板管理、出矿等在不同工作面交替进行,为控制暴露面积,确保顶板安全,条带间充填与回采的关系按采2充1或采3充2进行控制,视顶板和矿柱的稳定情况酌情控制。
凿岩爆破:回采工作由第一分层切割平巷展开,采用掘进台车(为主)和气腿凿岩机凿岩,气腿凿岩机钻凿 38mm -41mm炮孔,孔深2m,W=0.8m-1.0m,孔间距a=1.0m-1.2m;掘进台车钻凿 45mm-51mm炮孔,孔深3m,w=1.0m-1.2m,a=1.2m-1.4m。装药和起爆方式参见分层充填法部分。 顶板管理;撬锚和锚杆护顶视矿体厚度采用人工或机械方式进行,同前。 出矿:采用2m3柴油铲运机出矿,平均运距在150m-170m左右,铲运机效率400 t/d -500t/d。
充填:每采2个分层即充填1个分层,充填前对与相邻盘区的联络通道进行密
闭,第一分层充填时在底部铺设滤水管和滤水笼,引出第一分层斜坡道联道口外,并在该联道口设置滤水隔墙。之后即可在上分层充填废石,再将分级尾砂由盘区两端的回风上山引入盘区充填。充填材料以采掘废石和自然分级尾砂为主,为便于回收上部条带开采条柱时下滚矿石,必要时进行胶结尾砂铺面,强度要求同前。 脱水设施:脱水采取渗透与溢流相结合,以加强脱水效果,提高充填强度。在密闭墙构筑时预埋DN100渗透脱水管,空区侧管身钻 6-8mm孔,用棕片或麻布包裹,形成采场渗透滤水通道;场内设2-4根DN100-150脱水管,管材波纹塑料管,管身钻6mm-8mm,用麻布包裹,沿采场倾斜底板铺设,下端引出密闭墙外,上端固定于采场上部矿柱,管口置于尾砂面以上,可以承接溢流水,形成渗透兼溢流排水通道。对于最下分段(层),可在下盘沿脉干线向空区钻凿溢流脱水钻孔。
充填尾砂比重是2.897吨/米3
矿岩平均体积密度: 含铁铜矿石 3.05t/m3 围岩及夹石 2.90 t/m3 松散系数 1.71
自然安息角 40°30′~41°00′ 矿岩湿度 0.04%
抗压强度 矿石 101.30MPa;岩石 54.93~173.4 MPa
盘区沿走向长度100m,垂直高度50m,平均倾斜长105m,沿倾向划分3-4个矿房开采。盘区间留5m倾向矿柱,在盘区中央沿倾斜方向留5m宽的隔离矿柱,将I3、I2矿体盘区分别划分成2个采场;盘区沿倾向划分采场,采场宽度35m。铲运机出矿房柱采矿法在中段高度50m范围内,将各盘区划分为5~6个分段,即当矿体倾角大于25º时,划分为5个分段,分段高度8m~15m,当矿体倾角小于25º时,为降低脊部损失,将盘区划分为6个分段,分段高度6m~11m。
采用进口SimbaH1354采矿凿岩台车凿岩,孔径φ76mm,排距1.4m-1.6m,孔底距2m-2.5m。孔深≤30m,垂直扇形布置。孔口或孔底双管起爆。
盘区能力:分段空场法4m3电动铲运机出矿,盘区生产能力1200t/d;铲运机出矿房柱采矿法600t/d。贫化率18.16%,损失率26.22%,其中矿房损失率9.72%。
回采作业由第一分层切割平巷展开,分层回采高度3.3m,第一分层回采4.5m-5m,充填3.3m,控顶1.5m-2m。
凿岩:采用掘进台车(Boomer281或AXERA D05)沿矿体走向钻凿水平孔,孔径φ56mm,孔深3m,W=1.0m-1.2m,a=1.2m-1.4m;采用BQF-100装药器(配移动平台)装2#岩石硝铵炸药,非电导爆雷管起爆。薄矿体及收残采用YT-28配合。
顶板管理:爆破通风后,进行顶板护理工作,首先采用撬锚台车(DS-25-II或DFS20)进行顶板浮石、松石清理,然后视顶板情况,采用锚杆台车(BOLTEC235H-DCS)对顶板进行加固,采用管缝式锚杆加固顶板,锚杆间距1500×1500,长度1500,破碎地段采用锚网加固。
出矿:采用3m3柴油铲运机出矿,平均运距在170m左右,铲运机效率700 t/d -800t/d。薄矿体及收残采用2m3铲运机配合。
充填:每一分层回采完毕,即进行充填工序。充填作业包括:废石充填、出矿进路压顶、密闭、滤水设施架设、分级尾砂充填和胶结尾砂铺面及养护等环节。根据各采场的面积大小可采取分区充填或分层一次充填。
废石充填采用铲运机在废石充填小井铲装废石运进采场充填,或在出矿过程中,在具备一定条件时,铲运机返回过程中运入空区。
表6-12 采矿综合技术经济指标表
1、机械化点柱式上向水平分层充填法 1)适用条件:
根据前面统计的矿体产状参数,本方法用于开采多层矿体赋存的条件,即A-A类两层中厚矿体、A-B类一层厚矿体和一层薄矿体;对B类单层厚矿体,为协调相邻盘区(采场)的采准关系和提高回采率,也采用本方法开采;A类单层薄矿体,既可采用本方法也可采用房柱法开采,两种方法采准方式相近,生产中可灵活考虑,但鉴于分层法采充关系较为紧张,本次设计仍按房柱法考虑,其工艺说明在后面叙述。
2)盘区及采场布置及构成要素:盘区沿走向布置,盘区沿走向长200m,倾向斜长按20m分段高度作控制,盘区内按走向长度50m划分为4个采场;采场间及盘区间沿倾向留间柱,间柱宽度3m-4m,采场内根据顶板稳固性留规则点柱(原则上点柱规格为3×3m~4X4m,间距约10m~13m)。
3)开采顺序:多层矿体可同时开采,确保上下层矿体间柱和点柱在竖向对齐。 4)采准切割
采用脉外下盘采准布置形式。在下层矿体下盘沿走向布置分段沿脉干线,干线与矿体相距55m-60m,设置穿脉出矿联道,便于铲运机进入分层回采工作面;在
盘区中部位置布置脉外溜井,通达运输水平装矿穿脉;为便于利用上分段采掘废石充填,每个盘区设置通上分段的废石小井。沿矿体走向在分段干线下盘每600m左右布置充填回风斜上山,联通上部充填回风平巷;相应地在相邻的两条回风上山之间中部由下向上分段形成进风上山,两者配合形成采区进、回风通道。 在采场中部由分段干线开掘出矿联道进入采场 ,每个分段第一次开掘出矿联道时,向下按15%-18%的坡度开掘至矿体底板,之后水平开掘至掘露上层矿体顶板,之后随着回采分层的提高,沿出矿联道进行压顶,形成上一分层的出矿通道。由出矿进路在各层矿体底板脉内开掘切割平巷到采场端部,再沿矿体倾斜方向开掘采场回风上山到上部分段水平,之后开掘回风联道与上分段沿脉干线联通。 5)回采:盘区内4个采场 ,按凿岩、出矿、分层充填等工艺环节安排,1个采场内进行凿岩、爆破、顶板管理;1个采场进行出矿作业;2个采场进行充填作业。按标准盘区计算,凿岩、出矿与分层充填周期为1个月左右。采场凿岩、出矿循环图表,见表6-8,分层回采、充填作业循环图表,见表6-9。
回采作业由第一分层切割平巷展开,分层回采高度3.3m,第一分层回采4.5m-5m,充填3.3m,控顶1.5m-2m。
凿岩:采用掘进台车(Boomer281或AXERA D05)沿矿体走向钻凿水平孔,
孔径 56mm,孔深3m,W=1.0m-1.2m,a=1.2m-1.4m;采用BQF-100装药器(配移动平台)装2#岩石硝铵炸药,非电导爆雷管起爆。薄矿体及收残采用YT-28配合。
顶板管理:爆破通风后,进行顶板护理工作,首先采用撬锚台车(DS-25-II或DFS20)进行顶板浮石、松石清理,然后视顶板情况,采用锚杆台车(BOLTEC235H-DCS)对顶板进行加固,采用管缝式锚杆加固顶板,锚杆间距1500×1500,长度1500,破碎地段采用锚网加固。
出矿:采用3m3柴油铲运机出矿,平均运距在170m左右,铲运机效率700 t/d -800t/d。薄矿体及收残采用2m3铲运机配合。
充填:每一分层回采完毕,即进行充填工序。充填作业包括:废石充填、出矿进路压顶、密闭、滤水设施架设、分级尾砂充填和胶结尾砂铺面及养护等环节。根据各采场的面积大小可采取分区充填或分层一次充填。
废石充填采用铲运机在废石充填小井铲装废石运进采场充填,或在出矿过程中,在具备一定条件时,铲运机返回过程中运入空区。
密闭及滤水设施,包括采场间回风联道,分层出矿联道挑顶及联道口筑坝,采用废石和沙袋构筑。滤水设施为顺路铺设的滤水筒,直径1m-1.2m,采用6mm-8mm钢板构筑,筒外包裹滤水布和麻布。采场脱水方式可分为溢流和渗透脱水两种,充填过程中,尾砂沉降后上部浮水以溢流方式排出,排水通道有顺路滤水筒和出矿联道,从顺路滤水筒排出的浮水通过钻孔下放到运输水平水沟。从出矿联道排出的浮水,最下分层脱水需在出矿联道中,采用潜水泵排到干线水沟,每200m通过钻孔下放到运输水平穿脉水沟;浮水排出后,充填体内的自由水以渗透方式,通过滤水筒和钻孔排入运输平巷水沟,采场排水示意图见图6-8。
图6-8 采场充填渗透排水示意图
上述准备工序完成后,即进行分级尾砂充填,按3.3m的分层高度,尾砂充填2.7m-2.8m,脱水后再采用胶结尾砂铺面0.5-0.6m。胶结尾砂灰砂比1:4,~1:5,3天强度1~1.5MPa;7天强度大于2.0MPa,满足无轨采掘设备运行要求。为协调与下部采区的衔接,提高资源回采率,在各采区最下一分层采用1:4胶结尾砂充填3m,胶结尾砂充填前,在采区最下一分层底部加配钢筋网,提高胶结充填体抗弯性能。
通风:新鲜风流由分段沿脉干线进入采场采矿作业面,污风由设置在采场端部的回风上山回出、进入上部分段干线,由进回风联道进入采区回风上山,而进入矿井回风系统,采场 内在上部回风上山联道设置JK55-No4局扇,作采场辅助通风。
每一分层回采完毕,即进入下一次回采循环。 2、房柱法 1)适用条件:
该方法应用于A类单层薄矿体的开采,矿体厚度小于4m-5m。
2)盘区及采场布置及构成要素:盘区沿走向布置,盘区沿走向长200m,倾斜长度按20m分段高度作控制;盘区间沿倾向留隔离矿柱,宽度3m,中段矿柱3m。分段内沿倾斜方向,划分为4-5个水平回采条带,条带之间留设点柱支撑顶板,点柱尺寸3m×3m,间距约10m~13m。沿倾斜方向由下向上开采。 3)采准切割
采用脉外下盘斜坡道采准布置形式。在下层矿体下盘沿走向布置分段沿脉干线,
干线与矿体相距55m-60m,在盘区中部位置布置脉外溜井,通达运输水平装矿穿脉;为便于利用上分段采掘废石充填,每个盘区设置通上分段的废石小井。沿矿体走向在分段干线下盘每600m左右布置充填回风斜上山,联通上部充填回风平巷;相应地在相邻的两条回风上山之间中部由下向上分段形成进风上山,两者配合形成采区进、回风通道。
在盘区中部由分段干线开掘穿脉出矿联道(小斜坡道)进入盘区各回采条带,各条带联道错开布置,斜坡道坡度控制在18%以内。第一分层斜坡道向下开掘,控制高度低于分段干线8m左右,掘露矿体顶板后,沿脉内开掘水平切割巷道到盘区端部,再沿矿体底板开掘脉内回风上山到上部分段水平,通过回风联道与上部分段沿脉干系联通。
4)回采:盘区内2-3个条带形成梯段式回采工作面,向盘区两端推进,凿岩、爆破、顶板管理、出矿等在不同工作面交替进行,为控制暴露面积,确保顶板安全,条带间充填与回采的关系按采2充1或采3充2进行控制,视顶板和矿柱的稳定情况酌情控制。
凿岩爆破:回采工作由第一分层切割平巷展开,采用掘进台车(为主)和气腿凿岩机凿岩,气腿凿岩机钻凿 38mm -41mm炮孔,孔深2m,W=0.8m-1.0m,孔间距a=1.0m-1.2m;掘进台车钻凿 45mm-51mm炮孔,孔深3m,w=1.0m-1.2m,a=1.2m-1.4m。装药和起爆方式参见分层充填法部分。 顶板管理;撬锚和锚杆护顶视矿体厚度采用人工或机械方式进行,同前。 出矿:采用2m3柴油铲运机出矿,平均运距在150m-170m左右,铲运机效率400 t/d -500t/d。
充填:每采2个分层即充填1个分层,充填前对与相邻盘区的联络通道进行密
闭,第一分层充填时在底部铺设滤水管和滤水笼,引出第一分层斜坡道联道口外,并在该联道口设置滤水隔墙。之后即可在上分层充填废石,再将分级尾砂由盘区两端的回风上山引入盘区充填。充填材料以采掘废石和自然分级尾砂为主,为便于回收上部条带开采条柱时下滚矿石,必要时进行胶结尾砂铺面,强度要求同前。 脱水设施:脱水采取渗透与溢流相结合,以加强脱水效果,提高充填强度。在密闭墙构筑时预埋DN100渗透脱水管,空区侧管身钻 6-8mm孔,用棕片或麻布包裹,形成采场渗透滤水通道;场内设2-4根DN100-150脱水管,管材波纹塑料管,管身钻6mm-8mm,用麻布包裹,沿采场倾斜底板铺设,下端引出密闭墙外,上端固定于采场上部矿柱,管口置于尾砂面以上,可以承接溢流水,形成渗透兼溢流排水通道。对于最下分段(层),可在下盘沿脉干线向空区钻凿溢流脱水钻孔。
充填尾砂比重是2.897吨/米3