关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思 PPT课件

关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 1 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 地址 邯郸市学院北路109号邮编 056006电话13610983377Http WWWE mail miao gang 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 2 三项甲级资质矿山设计 监理 咨询六项乙级资质 冶金设计 监理 工民建设计 监理 工程地质勘察 固体矿山勘查连续15年河北省重合同 守信用单位 河北邯邢矿冶设计院有限公司简称邯邢矿冶设计院 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 3 提要 上向无底柱分段干式充填采矿方法是利用崩落矿石及干式充填材料自然安息角特性 按照目前中深孔凿岩设备所能适应的高度 及矿 岩在允许暴露面积 允许暴露空间和允许暴露时间范围内 自下而上 在空场状态下逐段回采并用干式充填材料及时充填的一种采矿方法 该方法兼有空场法 干式充填和无底柱分段崩落法的优点 适用于矿 岩中等稳固以上 需要充填的倾斜 急倾斜中厚度以上或缓倾斜 水平极厚矿体 尤其适用于矿体规模大 产量要求高的矿山 充填体的接顶靠充填体自重实现 并采用振动压路机或专用的井下夯实设备 利用巷道顶板对充填体施压 以振动方式夯实充填体 使充填体对其上面的矿体或岩体产生一定的支撑力 是一种安全 高效 能力大 成本低 损失 贫化小的新采矿方法 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 4 关键词 采矿方法无底柱干式充填自然安息角夯实接顶 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 5 1方案构思 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 6 无底柱分段崩落法是目前地下矿山应用最为广泛的一种采矿方法 该方法与其它采矿方法相比 具有结构简单 灵活性大 不需留矿柱 采准工作量小 回采工艺简单 便于使用高效的自行凿岩 装运设备 凿岩 崩矿和出矿等工作均在回采巷道中进行 安全条件好 劳动生产率高 能力大等突出优点 但是 无底柱分段崩落法同时也存在着覆盖岩下放矿 损失率 贫化率较高 放矿管理严格 在独头巷道内作业 通风条件差等严重缺点 而且 该方法最基本的适用条件是地表允许崩落 当地表不允许崩落时 无底柱分段崩落法就不可使用 其突出的优点也就无从发挥 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 7 空场法 在特定条件下 可以阻止地表陷落 但是 需要在地下留下相当的矿柱 成为永久损失 如果采空区具有综合利用价值 这个永久损失或许还值得考虑 否则 应对采空区进行充填 以消除安全隐患 并且在充填采空区时 应对矿柱进行回收 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 8 为了回收矿柱 必须对矿房进行胶结充填 胶结充填体必须具有足够的强度 否则 回收矿柱工作的安全就得不到保证 胶结充填不仅需要相当的资金投入 而且需要较长的时间投入 因为胶结充填体需要时间养护 充填体的接顶是很难实现的 特别是胶结充填体在固化过程中 将发生收缩和沉降 胶结充填体沉缩后 接顶必定是不可能的 可见 胶结充填成本高 效果却并不理想 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 9 干式充填是一种原始的充填方式 对于干式充填 人们已经形成固化了的认识 认为这种充填劳动强度大 充填效率低 质量差 因而 干式充填正在被人们遗弃 在需要充填的地下矿山 大都不考虑干式充填 而更热衷于水力充填或胶结充填 然而 与水力充填及胶结充填相比 干式充填设施简单 成本低廉 充填工作完成后 可立即进行采矿工作 不需要等待水力充填的脱水或胶结充填的养护 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 10 上向无底柱分段干式充填采矿方法是利用崩落矿石及干式充填材料自然安息角特性 按照目前中深孔凿岩设备所能适应的高度 及矿 岩在允许暴露面积 允许暴露空间和允许暴露时间范围内 自下而上 在空场状态下逐段回采并用干式充填材料及时充填的一种采矿方法 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 11 该方法在结构形式上与无底柱分段崩落法相似 分段下部不设由专用出矿巷道所构成的底部结构 分段的凿岩 崩矿和出矿等工作均在回采进路中进行 上 下分段回采进路交错布置 使得每个回采进路所担负的拟采矿体横剖面为菱形 拟采矿体最下面的分段进路进行后退式穿爆和出矿 最上面的分段进路进行前进式充填和夯实充填体等 中间两侧的分段进路为再充填进路 在再充填进路中对其下部充填体沉缩以及由于回采所造成的充填材料流失而产生的空区进行再次充填并对充填体进一步夯实 采准工作总是在充填进路上面的分段进行 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 12 回采进路垂直矿体走向布置时 见图1 不需留矿柱 上 下盘脉外分别布置出矿和充填进路联络巷 出矿工作由下盘向上盘后退 充填工作由下盘向上盘推进 上 下盘之间的联系是通过再充填进路及充填进路之上正在进行采准的巷道实现的 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 13 图1回采进路垂直矿体走向布置的上向无底柱分段干式充填采矿方法 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 14 回采进路沿矿体走向布置时 见图2 进路联络巷布置在间柱中 下盘脉外布置沿脉联络巷 出矿进路联络巷和充填进路联络巷间隔布置 出矿工作由充填进路联络巷一端向出矿进路联络巷一端后退 充填工作由充填进路联络巷一端向出矿进路联络巷一端推进 为了更可靠的保证顶板围岩及上部矿体不发生沉降变形 间柱不予回收 若回收间柱 间柱附近须胶结充填 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 15 图2回采进路沿矿体走向布置的上向无底柱分段干式充填采矿方法 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 16 2适用条件 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 17 上向无底柱分段干式充填采矿方法适用于矿 岩中等稳固以上 需要充填的倾斜 急倾斜中厚度以上或缓倾斜 水平的极厚矿体 尤其适用于矿体规模大 产量要求高的矿山 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 18 3矿体划分及进路布置 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 19 根据目前中深孔凿岩设备所能适应的高度以及矿岩所允许的暴露面积 暴露空间和暴露时间 参照无底柱分段崩落法划分矿体的方式 采用与无底柱分段崩落法相同的分段高度 沿矿体走向或垂直矿体走向布置水平巷道 相邻分段巷道交错布置 每条巷道所担负的拟采矿体为菱柱体 每个拟采的菱柱形矿体涉及两个分段 三个水平 四条进路 拟采的菱柱形矿体底下的巷道为回采进路 所在水平为回采水平 顶上的巷道为充填进路 所在水平为充填水平 中间的两条巷道为再充填进路 所在水平为再充填水平 由于崩落矿石及干式充填材料自然安息角一般都在45 以内 因而 进路间距应不小于分段高度的2倍 也就是说 每个拟采的菱柱形矿体宽高比 1 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 20 4采准 回采和充填 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 21 采准工作包括采区斜坡道 回采进路 进路联络巷 切割平巷 采区溜丼 采区进风井和采区回风井 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 22 回采进路垂直矿体走向布置时 在矿体下盘贯通再充填进路作为切割平巷 进而拉开切割槽 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 23 回采进路沿矿体走向布置时 在充填进路联络巷所在间柱与待采矿体交界处 贯通再充填进路作为切割平巷 进而拉开切割槽 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 24 随着回采工作的进行 充填进路底板将逐渐被崩落 打开充填进路与采空区之间的通道 然后 随着充填工作的进行 充填材料逐渐填满采空区 充填进路底板又逐渐被恢复 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 25 除采准工作外 所有的回采工作 包括中深孔凿岩 装药爆破 出矿 充填等 均是在干式充填体上进行 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 26 回采凿岩工作在回采进路中进行 在回采进路中凿上向垂直或倾斜扇形炮孔 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 27 随着回采工作和充填工作的完成 回采进路逐渐被充填材料填埋而消失 本分段回采及充填结束 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 28 原来的再充填进路成为上分段的回采进路 原来的充填进路成为上分段的再充填进路 新完成的采准巷道 进路 作为上分段的充填进路 以此类推 将矿体全部采出并充填采空区 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 29 5充填材料及接顶 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 30 充填材料采用井下采出的废石 经脱水处理的尾砂及其它可利用的干式充填材料 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 31 靠充填体自重就可实现充填体接顶 采用振动压路机或专用的井下夯实设备对充填体进行夯实处理后 可以更充分地接顶 并且 充填体可以对其上面的矿体或岩体产生一定的支撑力 在充填体上面的矿岩发生沉降之前 就主动予以支撑 保证地表不崩落 甚至能保证地表不出现大幅度的不均匀沉降 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 32 可见 充填材料不能接顶 不能主动支撑其上面的矿体或岩体 不再是 定律 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 33 专用的井下夯实设备 其自身不需要多大的质量 利用巷道顶板对充填体施压 以振动方式夯实充填体 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 34 6夹石的剔除 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 35 回采进路沿矿体走向布置时 在布置回采进路或凿岩时 避开夹石 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 36 回采进路垂直矿体走向布置时 对于较薄的夹石 可崩而不出 对于较厚的夹层 可重新开槽 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 37 7采场通风 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 38 回采进路垂直矿体走向布置时 新风分别由上盘出矿进路联络巷和下盘充填进路联络巷进入 冲洗出矿工作面的污风 经空场上升到充填分段 连同冲洗充填工作面的污风 由充填分段的上盘出矿进路联络巷排出 再充填进路 新风由下盘充填进路联络巷进入 冲洗再充填工作面的污风 由再充填分段的上盘进路联络巷排出 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 39 回采进路沿矿体走向布置时 与上述通风形式相仿 新风分别由出矿分段的出矿进路联络巷和充填分段的充填进路联络巷进入 冲洗出矿工作面的污风 经空场上升到充填分段 连同冲洗充填工作面的污风 由充填分段的出矿进路联络巷排出 再充填进路 新风由再充填分段的充填进路联络巷进入 冲洗再充填工作面的污风 由再充填分段的出矿进路联络巷排出 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 40 8与无底柱分段崩落法的主要区别 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 41 上向无底柱分段干式充填法在结构形式上与无底柱分段崩落法非常相似 但二者是两种截然不同的采矿方法 其主要区别在于 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 42 1 适用条件不同 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 43 无底柱分段崩落法基本适用条件为地表允许崩落 而上向无底柱分段干式充填法首要条件为地表不允许崩落 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 44 2 采空区处理方式不同 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 45 无底柱分段崩落法是随着矿体的回采 自然或强制崩落围岩充满采空区 随着矿体被不断采出和围岩的不断崩落 地表将出现塌陷坑 而上向无底柱分段干式充填法是随着矿体的回采 用充填材料及时充填采空区 围岩及地表不崩落 地表不出现塌陷坑 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 46 3 回采顺序及出矿条件不同 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 47 无底柱分段崩落法是自上而下在覆盖岩层下逐段回采 出矿是一项 隐蔽工程 而上向无底柱分段干式充填法是自下而上 在 可视 的空场状态下逐段回采并用干式充填材料及时充填 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 48 4 采场构成要素不同 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 49 由于无底柱分段崩落法须遵从覆盖岩层下放矿椭球体理论 进路间距和分段高度大致相等或进路间距略小于分段高度 而上向无底柱分段干式充填采矿方法所遵循的是矿岩自然安息角特性 其进路间距应大致是分段高度的2倍 可见 采准工程量只相当于无底柱分段崩落法的50 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 50 5 爆破方式不同 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 51 无底柱分段崩落法采用的是挤压爆破 而上向无底柱分段干式充填法是采用空场条件下的自由面爆破 如果采用松动爆破技术可避免崩落矿石大量 射 入干式充填堆 从而降低矿石的损失 贫化 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 52 6 回采指标不同 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 53 由于上向无底柱分段干式充填法是在空场状态下出矿 其损失 贫化指标自然是要小于覆盖岩层下出矿的无底柱分段崩落法 不存在无底柱分段崩落法所特有的脊部损失和正面损失 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 54 7 采场出矿能力不同 关于上向无底柱分段干式充填采矿方法的构思邯邢矿冶设计院副院长苗刚 55 不论是无底柱分段崩落法还是上向无底柱分段干式充填法 其出矿和中深孔凿岩 装药均不能在同一条进路中同时进行 上向无底柱分段干式充填法充填工作在充填分段中进行时 不可以在出矿分段中进行出矿工作 但充填分段的充填工作可以和出矿分段的