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深部开采中的采矿方法

2020-01-29 11:135060地大矿业技术网
       一、选用机械化程度高、采场生产能力大的采矿方法,这不仅可以补偿因改善工作环境所增加的采矿成本,而且有利于进行岩层控制。

二、优先选择贫化率小或可进行选别回采的采矿方法,以提高原矿品位、减少提升量。

三、确定采矿方法时,采空的暴露面积不宜过大,以免引起暴露的岩层突然冒落;有时为了保证矿块生产能力而要求增大采空区暴露面积时,可考虑采用预加固长锚索等技术措施来加固岩层。

四、不留影响顶板岩石均匀下沉的各种类型矿柱。因为这些矿柱会引起应力集中,发生岩爆。必须采用能形成连续采空区的采矿方法。

五、必须从回采过程中蓄积弹性应变能量与释放能量近于相等的角度,或从减缓蓄积能量释放速度出发来选择采矿方法。因此,可从崩落法或充填法中选取适合矿岩条件的采矿方法。苏联在开采埋深较大,矿石及围岩不够稳定的倾斜及急倾斜矿体多采用崩落法,如克里沃罗格矿区。

在选择深部矿床的采矿方法时,可借鉴许多由浅部矿床开采转入深部矿床开采的经验。在浅部开采用的空场采矿法转入深部开采时,因地压增大将会引起某些矿柱破坏,顶板(或两盘)垮落,给回采工作造成困难。克服这些困难可采取下列技术措施:

一、缩小矿房尺寸,增大矿柱尽寸。例如石嘴子铜矿从上部25m阶段开始到闭坑时,深度达950m, 始终采用浅孔留矿法。在中等深度(530m以上)开采中,可获得较好的效果。随着回采深度增加(530~710m),矿山压力增大,采矿作业的条件日益困难,为此相应地改变了矿块结构参数,矿房和矿柱的回采方法根据具体条件,采用了多种留矿法变型方案,基本上获得了满意的结果。但在710m以下和阶段,因深部地压过大,留矿法变型方案已不能完全解决深部开采中顶板管理的困难,致使了口不能保证,矿柱难以回采,损失贫化过高。该矿实践表明,开采深度为710~950m时,采用留矿法是不适宜的。又如加拿大弗林弗伦铜矿采用深孔落矿阶段矿房法,使矿柱中占有的矿量达1/3。

二、改变采矿方法。南非威特沃特斯兰德矿开采倾角为21°的缓倾斜金矿床,开采深度小于300m时,采用留矿柱的全面采矿法。开采深度超过300~400m后,留矿柱的全面法比重减少。工作面呈填线布置连续推进的壁式采矿方法比重逐渐增加。

如苏联具有百余年开采历史的佩什马铜矿,过去一直采用横撑支柱上向梯段采矿法难题 到1910年~1915年继续采用上向梯段横撑支柱采矿法已无法进行回采工作。只好改用浅孔留矿法。开采深度进一步增大后,由于发生大规模岩石移动,导致回采阶段菜成了大的支撑压力带,无法维持回采工作正常进行,所以从1947年开始采用了充填采矿法。

加拿大一些金矿开采深度小于500~600m时,几乎都是采用留矿法,但当开采深度超过500~600m时,则全部改用充填采矿法。

三、长锚索预加固,采后一次充填。加拿大桦树矿在深部采用大直径深孔落矿,阶段高121m,矿块长35.5m,采场上盘采用长锚索预加固,出矿巷道用喷锚支护,3.8m3铲运机出矿,获得了较好的效果。

四、提高崩落法的使用效果。在深部开采中,应用崩落法的主要问题表现在下列两个方面:

(一)当开采达到一定深度,原岩应力增加至某一数值时,矿块底部出矿巷道出现失稳现象,加固巷道保证其稳定性,往往是不经济的,这就决定了崩落法有一个有效的使用深度。其有效使用深度取决于开采矿体厚度。当矿体厚度为100m时,合理使用临界深度为1400~1500m;厚度小于100m时,临界使用深度为1800~2000m。开采深度超过临界使用深度时,应改用胶结充填采矿法。

(二)崩落下来的矿石被压实,造成放矿困难,贫化指标增高。采取下列措施,可改善崩落法的使用效果:在全盘区面积上先局部放出10~15%的崩落矿量,以松动崩落矿石,改善放矿条件;相邻盘区出矿巷道保持一定(1/2分段高)高差。

通过对许多已转入深部矿床开采的矿山经验和所用采矿方法演变分析可知,空场法和崩落法难以在深部开采中继续使用,而充填法是开采深部矿床最有效的一类采矿方法。例如印度的戈拉尔金矿的吉福德矿井是世界上最深的井筒之一,开深度为3260m,主要采用充填法。加拿大最深的克赖纯镍矿9号竖井,深度为2175m,也主要采用充填法开采。

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