「阶段深孔崩矿嗣后充填采矿法[仅供参考]」.doc

阶段深孔崩矿嗣后充填采矿法方案说明书长沙矿山研究院草楼矿业有限责任公司2006 年7月目 录1 前期深孔阶段空场嗣后充填采矿法方案12 矿块布置13 采场结构参数14 采准切割24.1 采切工程量计算24.2 采准工程施工25 回采工艺35.1 凿岩35.1.1 孔网参数设计55.1.2 VCR法掏槽孔参数55.2 装药65.3 爆破95.3.1 VCR法小区掏槽爆破95.3.2 回采爆破95.4 出矿105.5 采场通风125.6 采场充填126 采矿主要设备127 主要技术经济指标和材料消耗137.1 主要技术经济指标137.2 回采主要材料消耗13参考模板1 前期深孔阶段空场嗣后充填采矿法方案 前期阶段深孔空场嗣后充填采矿法是对前期采矿超前拉底采矿后的矿房上部矿体的回采设计的。见阶段深孔空场嗣后充填采矿法方案图。超前拉底采矿方案在草楼铁矿前期60万吨采矿方案报告中已有论述，本说明为阶段深孔采矿说明。2 矿块布置矿块垂直走向布置。具体在11线和19线之间视-170m工程进度确定位置。矿块划分为矿房和矿柱。首采区矿块总体布置见-230m中段首采区矿块布置图。先采矿房，嗣后全尾砂胶结充填，充填体养护达到设计要求后可采矿柱。3 采场结构参数矿块结构参数：矿块长为矿体厚度，宽30m，阶段高60m ，底部结构高15m。矿块划分为矿房和矿柱，其结构参数分别为：矿房长矿体厚度，宽15m，阶段高60m；矿柱长矿体厚度，宽15m，阶段高60m。4 采准切割采准工程有采场凿岩硐室联络道、采场凿岩硐室、出矿平巷、出矿进路（拉底采矿时已施工完毕）和回风平巷。切割工程：堑沟拉底在前期采矿已完成。利用深孔，采用VCR法切槽，拉底上部矿房回采没有切割工程。4.1 采切工程量计算采切工程量计算见表4-1。表4-1 采切工程量计算表分类工程名称数目长度（ m）断面工程量（m3）矿块工业矿量（t）矿块采出矿量（t）副产矿石量（t）岩石中矿石中合计规格（m）宽高岩石中矿石中合计单长总长单长总长采准工程凿岩硐室11010808090163.25123536404812022.4装矿平巷1404080801204.03.8608121618244134.4装矿进路10111101104.03.8167216725684.8小计5027032011206424754421841.6切割工程采切比37.54m3/kt244800221054.421841.64.2 采准工程施工1）在斜坡道未形成时在斜坡道未形成之前，通过采区人行、材料天井，溜井使其与上、下中段联通，人员、设备、材料从天井上、下；掘进废石（矿石）通过溜井下放到-230m中段。在-170m中段巷道向采场凿岩硐室掘联络道，采场顶部掘凿岩硐室。凿岩硐室长为矿体厚度，高3.2m，宽为16m，比矿房宽1m，即矿房两边各超出矿房边界0.5m，方便矿房两边边孔的凿岩施工。为了减少硐室的垮度和暴露面积，在硐室中央设计预留一条宽2.5m的条状矿柱，将凿岩硐室的垮度由16m转变为两个6.75m，暴露面积由1280m2转变为两个540m2。为了作业安全，凿岩硐室顶板应进行锚喷支护。底部结构在前期拉底采矿时已施工完毕。2）采区斜坡道形成后采区斜坡道形成后，人员、设备、材料通过采区斜坡道进出。其它采准工程施工同前。5 回采工艺回采分三步骤进行，第一步回采拉底层，第二步回采矿房，第三步回采矿柱。5.1 凿岩采场凿岩采用T-150或simba261在凿岩硐室内钻凿下向深孔，孔深约45m，钻孔直径165mm。原则上尽量多打垂直炮孔，炮孔具体布置由施工设计来确定。具体的选用何种型号的钻机，由草楼矿业有限责任公司决定。在凿岩过程中，每个钻孔孔口安装长0.8m的孔口管，孔口管为薄壁钢管，直径与炮孔略小。Simba261潜孔钻机基本参数表5-1。表5-1 Simba261潜孔钻机基本参数表设备型号序号Simba261潜孔钻机备注1制造商瑞典Atlas-Copco2底盘DC10D3推进器BMH2654动力箱BHV465控制台电液遥控装置6电缆卷筒容量为100m7冲击器Cop62 Cop428回转头BHR309旋转装置DHR6210行走部分F4L912W 57HP/2300rrm11工作装置380V 50Hz 45Kw12车速（ km/h）前进、后退相同 01213爬坡能力25%14最小转弯半径内侧（m）3.5外侧（m）4.8815外形尺寸：长宽高66451650200016机重(t)9.9017主要工作性能风压618bar；孔径115165mm；孔深：下向220m，上向180m，3600环形孔；耗风量：Cop62，6bar时6.0m3/min，12bar时13.8m3/min，18bar时21.0m3/min。5.1.1 孔网参数设计根据我国大直径深孔采矿的经验，其孔（排）间距可按下式计算： （5-1）式中：B孔（排）间距（m）； Rj最佳比例半径（m.kg-1/3）； Q分层装药量，kg。其计算参数选取参照安庆铜矿的经验参数。最佳比例半径Rj取0.71；分层装药量Q取30 kg。计算结果：B=2.73.1(m)矿房宽度为15m，考虑布孔施工的方便，设计确定排距为3.0m，矿房共布置6排炮孔；孔距2.8m，按矿房长80m考虑，则每排60个炮孔。5.1.2 VCR法掏槽孔参数 采用小区掏槽，掏槽区一般布置在采场中部。掏槽孔网参数与采场孔网参数相同，为排距3.0m，孔距2.8m。采用12孔掏槽，掏槽面积50.4m2。5.2 装药装药结构是调节炸药能量分布与控制爆破效果的重要因素之一。采用空气间隔装药结构时，由于空气层的的气垫作用使得爆破的初始峰值压力降低，药包近区矿岩的粉碎作用因而减小，但由于爆破作用时间的延长，反而使爆破冲击量比密集装药结构的爆破冲击量更大。安庆铜矿矿房爆破实践证实，当空气间隔长度取值1.2m时，采场爆破大块率与粉矿率均较低。草楼铁矿采用与安庆铜矿相同的普通乳化油炸药，钻孔直径165mm 的炮孔，采用人工间隔装药。其装药结构分两种情况：1） VCR法掏槽孔装药结构VCR法小区掏槽采用普通乳化油球状药包爆破，其分层装药量一般为3035kg，药包长径比（78）：1。药包中心埋置深度为1.62.0m。药包下部采用岩粉堵塞，堵塞长度0.50.8m。药包上部采用细粒岩粉、河砂与水封联合堵塞技术，堵塞长度0.50.8m，水封长度1.22.0m（即吊装0.5m长的水封袋34个）。VCR法小区掏槽爆破采用水封堵塞爆破技术，可从根本上解决掏槽爆破后炮孔堵塞与孔口反冲的技术难题，保证掏槽爆破质量，提高采场掏槽效率。VCR法小区掏槽爆破一般采用单分层爆破，其装药结构见图5-1。2）采场炮孔装药结构采场院采用侧向崩矿，炮孔采用多层球状药包空气间隔装药结构，分层装药量一般为3040kg。最下层药包进置深度1.62.0m，其下部堵塞料为岩粉，堵塞长度0.50.8m，层间空气间隔长度1.2m 。最上层药包上堵塞料为岩粉或河砂，堵塞长度1.21.4m。其装药结构见图5-2。5.3 爆破5.3.1 VCR法小区掏槽爆破VCR法小区掏槽爆破掏槽面积50.4m2，掏槽孔个数12个，采用单分层爆破，分层平均崩矿高度3.0m。各次掏槽爆破的装药总量为300400kg，其一次崩矿量600800t。采用双发长脚线非电毫秒雷管孔内延时起爆方式。掏槽孔间微差间隔时间为25100ms。VCR法小区掏槽爆破炮孔少、掏槽断面小，爆破夹制性较大，因而要确保区内炮孔的质量。5.3.2 回采爆破回采采用小梯段侧向崩矿工艺。VCR法小区掏槽1620m高后，即可开始小梯段侧向崩矿。侧向崩矿以掏槽区为中心向采场四周推进，相邻分区在高度上错落布置。一次爆破5排孔，崩矿步距15m，崩矿高度1618m,一次崩矿量1.52.0万吨，最大单响药量控制在500kg以内，一次炸药单耗控制在0.4kg/t以内。采用孔内双根导爆索、孔口非电毫秒雷管延时起爆方式。小梯段侧向崩矿可考虑应用大孔距小抵抗线爆破技术，尽量减少其动态抵抗线，从而改善爆破效果。段间延时2550ms，边孔一般采用同段起爆。采场破顶爆破：破顶层的合理厚度根据类似矿山经验选取，一般为814m。采场破顶爆破有两种方式，其一为全断面破顶爆破；其二为局部破顶爆破。两种方式在技术上均可行，都有成功的先例。本设计推荐全断面破顶爆破方式。采场全断面破顶爆破按孔内不同起爆方式来分，可划分为掏槽区和侧崩区两个区域。掏槽区采用长脚线非电毫秒雷管实行分层起爆，侧崩区采用孔内双导爆索孔口非电毫秒雷管延时起爆。 5.4 出矿爆下的矿石采用Toro400E 型铲运机集中在采场底部出矿，矿石运输有两种方式选择，其一，通过采区溜井下放到-290m中段；其二，采用铲运机装梭式矿车或铲运机装EQ3092F19D型自卸汽车（或采用实际载重5t 的农用车）运输。在铲运机未到货前，可采用ZL-30C装载机临时替代。大规模出矿时必须采用铲运机。Toro400E 型铲运机参数见表5-2。表5-2 TORO 400E铲运机技术特征表动力源电力斗容（ m3）3.84.6载重量（kg）9600外形尺寸（m）长/宽/高983326552370缷载高度（mm）1700铲斗举升高度（mm）5170行驶速度（km/h）03.56.812离地间隙（mm）370最小转弯半径（mm）内侧3580外侧6695功率（kw）110机重（t）24.15.5 采场通风新鲜风流由中段石门到下盘主运输巷，对前期拉底采矿，-170m回风中段没有形成时，新鲜风流经装矿平巷冲洗工作面，污风从上盘运输巷回风，由北风井抽出。对于矿房和矿柱的回采，-170m回风中段必须形成，此时，新鲜风流经装矿平巷冲洗工作面，或经过中段斜坡道进入工作面，污风由采场空区经上中段回风道回到回到风井排出地表。5.6 采场充填采场矿石出完后，集中充填，充填采用全尾矿膏体胶结充填，利用重力，充填料管道自流输送到采场，多点下料，分次充填，以利充填接顶，采场不需脱水。充填料配比、制备及输送工艺详见草楼铁矿全尾砂胶结充填试验研究报告。6 采矿主要设备凿岩设备：T-150或simba261配VY40/6-18型空气增压机；装药设备：BQF-100；出矿设备：Toro400E 型铲运机；运输设备：梭式矿车或载重5t的农用车。7 主要技术经济指标和材料消耗7.1 主要技术经济指标 采切比：37.54m3/kt采场生产能力：1000t/d贫化率：10%损失率：10%7.2