贺家圪台铝土矿长壁松动爆破综合机械化开采技术研究

贺家圪台铝土矿长壁松动爆破综合机械化开采技术研究随着我国经济的高速发展,近几年我国铝土矿资源消耗速度大大超过世界平均水平,目前我国浅部铝资源逐步开发殆尽,国内铝资源的开发开始转入深部,铝土矿地下开采刚处于起步阶段,仅有的几个矿井仍沿用有色系统传统的房柱法进行开采,该方法生产效率低,资源回收率低、浪费严重,而目前煤炭行业综合机械化采煤方法已经非常成熟,若能把该方法引入铝土矿的地下开采,必将大大提高生产效率和资源回收率。为此本文提出了铝土矿长壁松动爆破综合机械化开采新技术,研究了实施该技术所面临的的一系列技术问题。虽然长壁综合机械化开采在有色金属矿山还未曾有过先例,但铝土矿采用综合机械化开采势必成为铝土矿地下开采一个总的发展趋势。论文以兴县贺家圪台铝土矿地下开采为主要研究对象,采用现场取样、实验室试验、理论分析、数值模拟、方法比选和现场试验等方法,对兴县贺家圪台铝土矿矿石层赋存状况、地质构造发育及分布状况、矿石特征、采矿方法等方面进行系统研究,提出了一种全新的铝土矿地下开采方法,即铝土矿长壁松动爆破综合机械化开采方法。并进行了支撑该方法的松动爆破、矿山压力控制及设备配套等方面的探索性研究。主要研究成果如下：（1通）过现场取芯及实验室试验,明确了铝土矿及顶底板岩层分布状况、各岩层物理力学性质,为铝上矿地下开采采矿方法的合理选择提供了原始基础依据。（2针）对贺家圪台铝土矿赋存条件,结合矿山开采设计的基本原则,对贺家圪台铝土矿地下开采的采矿方法进行科学、合理的分析,确定了本矿可采用的采矿方法有房柱式采矿法和长壁单层崩落法,并创造性的提出了一种全新的方法—长壁松动爆破综合机械化开采方法。结合理论分析,确定了各种开采方法的主要技术参数及回采工艺。通过比选,长壁单层崩落法和长壁松动爆破综采法比房柱采矿法单工作面产量大,生产效率和回收率高,经济效益明显,其优越性大大超过其它的采矿方法。（3在）分析岩石的破碎机理和裂隙岩体的强度特征的基础上,提出了采用综合反映岩块和裂隙性质的准岩体强度作为评价矿体可切割性的指标,该指标可通过测量矿体中的超声波传输速度进行计算,解决了爆破松动岩体的可切割性评价问题。（4在）研究岩体节理裂隙分布规律和爆破块度的分形分布的基础上,提出了确定爆破块度和爆破参数关系的回归分析方法,为根据爆破块度要求确定爆破参数提供了依据。并通过松动爆破原理分析,提出了针对贺家圪台地下开采条件松动爆破参数计算方法。（5通过现场爆破试验,利用松动爆破可切割性的评价指标和评价方法对爆破效果进行了评价分析。得出松动爆破后的矿体整体强度可以减弱到岩块强度的 对于贺家圪台铝土矿强度为 合理松动爆破后强度可降低到 。试验结果为滚筒采矿机在铝土矿开采中使用得以实行,为实现铝土矿长壁综合机械化开采提供了现实依据。（6理）论研究了铝土矿长壁综合机械化开采采场顶板结构的基本形式,采场矿压显现特征。（7针）对贺家圪台铝土矿及顶底板赋存条件综合运用直接顶载荷倍数估算、理论计算、数值模拟等方法,确定了铝土矿长壁松动爆破综合机械化开采工作面液压支架的合理支护强度支护强度不应小于 。进行液压支架立柱防砸装置设计解决松动爆破飞石损坏支架立柱的问题。（8贺）家圪台铝土矿采区巷道围岩特征为“两软一硬”,针对该类巷道的围岩强度特征,给出了贺家圪台铝土矿长壁松动爆破综合机械化开采采区巷道支护方案及支护参数。（9进）行铝土矿长壁松动爆破综合机械化开采工作面设备选型与总体配套设计,确定滚筒采矿机、工作面刮板运输机、顺槽转载机和破碎机、顺槽可伸缩带式输送机主要技术参数,为实现铝土矿长壁松动爆破综合机械化安全高效开采提供了主要技术和安全保障。总之本文较深入