第十二章-空场采矿法PPT课件

1 第十二章空场采矿法 全面采矿法 房柱采矿法 留矿采矿法 分段矿房法 阶段矿房法 2 第一节概述空场采矿法是将矿块划分为矿房和矿柱开采的采矿方法 在矿房开采过程中不用人工支柱 充分利用矿石与围岩的自承能力 如图 第一步先采矿房 第二步再采矿柱 3 第二节全面采矿法 在薄和中厚 小于5 7m 的矿石和围岩均稳固的缓倾斜 倾角小于30度 矿体中 应用全面采矿法 适应条件 特点 工作面沿矿体走向或沿倾向全面推进 在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿留下 4 1 结构参数 水平和微倾斜矿体 倾角小于50 时 将井田划分为盘区 工作面沿盘区的全宽向其长轴方向推进 倾斜矿体 将井田划分为阶段 高度为15 30m 阶段之间留矿柱 5 2 采准和切割工作 如图 1 掘进阶段运输巷道 在阶段中掘进1 2条上山 作为开切自由面 2 在底柱中每隔5 7米开漏口 3 在运输巷道另一侧 每隔20米布置一个电耙绞车硐室 6 3 回采工作 包括打眼 爆破 通风 出矿和地压管理 回采工作自切割上山开始 沿矿体走向一侧或两侧推进 当矿体厚度小于3米时 全厚一次回采 当矿体厚度大于3米时 则以梯状工作面回采 如图10 3 一般在顶板下开出2 3 5米高的超前工作面 用下向炮孔回采下部矿体 OrePillar ceiling 2m 7 当矿体厚度较小时 一般用电耙运搬 当矿体厚度较大 且倾角较缓时 也可以采用无轨自行设备运搬矿石 运距小于200 300米时 采用20t的铲运机 运距大于200 300米时 采用20 60t的自卸式汽车和响应的装载设备 根据顶板稳固程度 留不规则的矿柱支撑顶板 此外 有时也安装锚杆维护顶板 锚杆长度有1 5 2m 网度0 8 0 8 1 5 1 5m 因采空区面积大 应加强通风管理 例如封闭离工作面较远的联络道 8 4 评价 优点 工艺简单 采准和切割工作量小 生产效率高 成本低 缺点 留矿柱 损失率在15 20 以上 顶板暴露面大 要求严格的顶板管理 9 10 第三节房柱采矿法适应条件 房柱法用于开采水平和缓倾斜的矿体 矿体和围岩要求稳固 在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置 回采矿房时留连续的或间断的规则矿柱 以维护顶板岩石 因此 它比全面法使用范围广 开采的矿体厚度从2 3米至30 40米 如图 11 12 13 14 1 结构和参数 矿房的长轴可沿矿体走向 沿倾斜或伪倾斜布置 主要决定与所采用的运搬设备和矿体的倾角 矿房宽度为8 20m 矿柱为3 7m 间柱为5 8m 2 采准和切割工作 阶段运输巷道可布置在脉内或底板岩石内 在放矿溜井中储存部分矿石 3 回采工作 矿体为2 3m时 一次采全厚 矿体厚度大与3m时 分层回采 4 评价 房柱法是开采水平和缓倾斜矿体最有效的采矿方法 它的采准切割工作量不大 工作组织简单 坑木消耗小 通风良好 矿房生产能力高 但矿柱损失较大 15 40 且一般不回收 15 16 第四节留矿采矿法留矿采矿法也属空场法的一种 它的特点是工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上面作业 自下而上分层回采 每次采出的矿石靠自重放出三分之一左右 其余留在矿房内作继续上采的工作平台 矿房全部采完后 暂留在矿房中的矿石大量放出 叫最终放矿或集中放矿 17 18 Oreleftinstope raise Drawpoint 19 一 结构和参数阶段高度 30 50m矿块长度 40 60m宽度 矿体宽度 开采薄矿脉时 间距宽2 6m 顶柱厚2 3m 底柱厚4 6m 厚矿体时 间距宽8 12m 顶柱厚3 6m 底柱厚8 10m 二 采准工作采准工作主要是掘进阶段运输巷道 天井 作为行人 通风用 联络道 拉底巷道 和漏斗颈等 20 三 切割工作以拉底巷道为自由面 形成拉底空间和辟漏 它的作用是为回采工作开辟自由面 并为爆破创造条件 其三种不同的拉底方法 1 不留底柱的切割方法 它用于无底柱 用人工假底 的底部结构 2 有底柱拉底和辟漏同时进行的切割方法 适合矿脉厚度大于2 5 3m 3 有底柱掘拉底巷道的切割方法 它适用于厚度较大的矿体 21 四 回采工作回采工作包括 凿岩 爆破 通风 局部放矿 撬顶平场 大量放矿等 回采工作自下而上分层进行 分层高度一般为2 3m 1 凿岩 炮孔排列形式 一字形排列 之字形排列 平行排列 交错排列2 爆破3 通风4 局部放矿 放矿与平场密切相关 按要求放矿 以减小平场工作 如有空洞 应及时处理 a 爆破震动消除法 b 高压水冲洗法 c 采用土火箭爆破法 d 从空洞两侧漏斗放矿消除空洞 22 出矿方法为 1 电耙出矿 2 装运机出矿 3 铲运机出矿 4 振动放矿机出矿5 平场 撬顶和二次破碎6 最终放矿和矿房残留矿石的回收 23 五 评价1 适用条件 1 围岩和矿石均稳定 2 矿体厚度以薄和极薄矿脉为宜 3 矿脉倾角以急倾斜为宜 4 矿石无结块性和自燃性 2 优缺点 优点 结构及生产工艺简单 管理方便 可利用矿石自重放矿 采准工程量小等优点 缺点 若矿体厚度大 矿柱损失贫化大 暴露面较大 作业安全性差 平场工作繁重 积压大量矿石 3 主要技术经济指标 采场生产能力100吨 天 工作面工效20吨 工班 矿石损失率10 矿石贫化率12 炸药消耗0 55kg 吨 24 第五节分段矿房法在按矿块的垂直方向 再划分若干分段 在每个分段水平上布置矿房和矿柱 各分段采下的矿石分别从各分段的出矿巷道运出 一 结构和参数 阶段高度40 60m 分段高度15 25m 矿块长度35 40m 间柱宽度6 8m 分段斜顶柱5 6m 二 采准工作 从阶段运输巷道掘进斜坡道连通各个下盘分段运输平巷 以便行驶无轨设备 无轨车辆 运送人员 材料和设备 沿矿体走向每隔100m 掘进一条放矿溜井 通往各运输水平 在每个分段水平上 掘进下盘分段运输平巷 每隔10米掘进装运巷道 通达宽体下盘的堑沟平巷 25 三 切割工作 在矿房的一侧掘进切割横巷 切割天井以切割天井为自由面爆破形成切割槽 四 回采工作 在凿岩平巷中钻凿环形中深孔 以切割槽位自由面爆破 在装运巷道中用铲运机出矿 矿石溜到阶段运输巷道装车出矿 五 评价 适用于矿石和围岩中等稳固以上的倾斜和急倾斜厚矿体 优点 可使用高效率的无轨装运设备 灵活性大 回采强度大 分段采完后可立即回采矿柱和处理采空区 缺点 采准工作量大 26 第六节阶段矿房法阶段矿房法是用深孔回采整个阶段矿房的空场采矿法 一 水平深孔落矿阶段矿房法 1 结构和参数 阶段高度40 60m 矿房长度20 40m 矿房宽10 30m 间柱10 15m 顶柱6 8m 底柱 漏斗底部结构为8 13m 平底结构5 8m 2 采准工作 包括掘进电耙巷道 回风巷道 凿岩天井 凿岩联络平巷 凿岩硐室 溜矿井 3 切割工作 主要是开凿拉底空间和辟漏 浅孔拉底和辟漏方法和溜矿法相似 一般用中深孔方法形成拉底空间 27 28 二 垂直深孔落矿的阶段矿房法可分为分段凿岩和阶段凿岩 国内多采用分段凿岩 特点 回采工作面是垂直的 需开切割槽和准备底部结构 1 矿块布置和结构参数 当矿体厚度小于15米时 矿房沿走向布置 大于15米可垂直走向布置 阶段高为50 70米 矿房长为40 60米 间柱为8 12米 顶柱为7 9米 底柱为8 10米 2 采准工作 阶段运输巷道 通风人行天井 分段凿岩巷道 电耙道 溜井 漏斗井和拉底巷道等 3 切割工作 拉底 劈漏和开切割槽 如图15 26 1 浅孔拉槽 2 垂直深孔拉槽 3 水平深孔拉槽4 回采工作 开采厚和极厚急倾斜矿体时 矿房垂直走向布置 如图15 29 29 30 三 垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法 VCR法 是球状装药爆破技术在采矿工程中的具体应用 1 垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法的理论基础 球状药包是钻孔直径与装药长度之比不小于1 6 此时 破碎原理和效果与球状药包相似 如图15 30 31 32 2 矿块布置 结构和参数与水平深孔落矿类似 3 采准工作 阶段运输巷道 通风人行天井 凿岩硐室 电耙道 溜井 漏斗井和拉底巷道等 4 切割工作 主要是开凿拉底空间和辟漏 浅孔拉底和辟漏方法和溜矿法相似 一般用中深孔方法形成拉底空间 5 回采工作 在垂直深孔中分次爆破 电耙或铲运机出矿 1 钻孔 垂直深孔 直径为100毫米 2 爆破 球状药包爆破 a 球状药包所用炸药 高密度 高爆速 高威力的炸药 b 分层爆破参数的确定 药包长度要小于直径的六倍 33 c 装药结构及施工顺序 d 起爆网路 3 出矿 出矿设备 出矿方式 34 四 阶段矿房法评价1 适用条件 矿岩稳固的厚和极厚急倾斜矿体2 优缺点 回采强度大 生产率高 成本底 坑木消耗小 回采安全 但是矿柱回采损失大 水平爆破对底柱破坏大 垂直爆破的采准工作量大 3 发展方向 垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法有取代水平和垂直落矿的阶段矿房法 35 第七节矿柱回采和采空区处理一 矿柱回采方法 如图二 采空区处理1 崩落围岩处理采空区2 充填采空区3 封闭采空区 36 第八节小结空场法是将矿块划分为矿房和矿