一、干式充填采矿法的特点和适用条件
(一)特点:
(1)将矿块划分为矿房和矿柱,先采房,后采柱,两步骤回采。矿房是自下而上分层回采,随着回采工作面的向上推进,逐层充填采空区的维护上、下盘围岩,同时为继续上采创造作业条件。
(2)干式充填采矿法多用废石作为充填料,充填料利用主充填井下放到井下,再用其他运输送到工作面进行采场充填工作。
(3)矿房回采到最后一个分层后,要进行接顶充填。
(4)矿柱回采工作是在采完一批矿房以后或采完一个阶段后进行。
(二)适用条件
(1)适用开采品位高,价值高的矿石;(采矿体厚度小于4米的);
(2)适用于开采矿石稳固,而围岩不稳固的急倾斜薄到中厚的矿体;矿体太厚时,充填工作量大,输送充填料和在矿房中铺平充填料的工作太繁重。
(3)缺乏水力充填的廉价材料;
(4)矿山开采中自然涌水量大,不宜采用水力充填法开采;
(5)缺乏水源地区的矿山,用水力充填法供应不上水。
(三)干式充填法分类:
按工作面形式不同,可分为三类,即:
(一)上向水平分层干式充填法;(黄沙坪铝矿用及红化沟金矿用)
(二)倾斜分层干式充填法;
(三)削毕充填采矿法。(红花沟金矿用)
二、干式充填采矿法典型方案(上向水平分层干式充填采矿法)
(一)上向水平分层干式充填采矿法特点:
属于干式充填法的一种,与干式充填法总的特点基本相同。它也是两步骤回采,向下而上分层回采。随着工作面以向上推进,逐层充填采空区,用以支撑上、下盘围岩并造成不断上采的作业条件。
当矿房采到最后一个分层后,要进行接顶充填。矿房采完后,再有计划地回采矿柱。
(二)矿块构成要素
(1)矿块布置方式
矿块布置方式分为沿走向和切走向两种。
① 沿走向布置——当矿石与围岩比较稳固的条件下,矿体厚度又不超过10—15米时,采用沿走向布置。
② 矿块切走向布置--矿体厚度>10~15米时,用切走向布置。
(由所给尺寸可看出,此数值比空场法要小。因为围岩不稳固,允许暴露的面积小,因而以10~15米为界)。
(2)矿房长度
矿房的长一般宜控制在50米以内。如果矿体厚度超过50米,则在矿体的垂直走向方向上布置两排矿房,在两排矿房之间留沿走向的纵向矿柱。
<干式充填采矿法典型方案>
1-沿脉平巷 2-人行天井 3-联络道
4-充填天井 5-溜矿井
1-阶段运输平巷; 8-底板;
2-回风巷道; 9-电耙胶车;
3-充填天井; 10-顶柱;
4-放矿溜井 11-底柱
5-人行通风天井 12-充填料
6-联络道(间距4~6m) 13-崩下矿石
7-隔墙; 14-炮孔
(3)阶段高度
① 阶段高度一般为30~60米(常用的是35~45米)
② 阶段高度过大,在生产中会产生一些困难,如:当矿体厚度不大,而矿体倾角变化大时,会引起架设流矿井的困难;当矿体很厚,出矿量很多时,溜井下部磨损大,维护困难。(钢溜井可通过10~15万吨矿石,予制混凝土溜井一般达不到10万吨矿石)。
[参数]阶段高度大,则回采速度慢,当回采上部分层时,矿石的稳固性降低。
对于阶段高度的取值方法:① 当矿体倾角比较大,倾角和厚度变化不大,矿体、轮廓规则时,采用较大的阶段高度;② 当矿床勘探类型越高时,阶段高度可以取的越小。
(4)矿房的水平暴露面积
矿房的水平暴露面积,主要取决于矿石的稳固性。当矿石稳固时,水平暴露面积多在300~500M2之间;当矿石很稳固时,可达到800~1200 M2或更大, (个别矿山达到2000 M2)。
(5)矿柱尺寸
1)间柱宽度:间距宽度取决于间柱的回采方法和矿岩的稳固性以及矿体厚度。
用充填法回采间柱时,可留7~10米。
当矿石和围岩不太稳固且地压较大时,则应取较大的尺寸。间柱留的过小,受的压力大,不易回采矿柱;间柱留的过大,则又形成较大的采空区。
当矿体很薄时(3~4米的薄矿脉),也可以不留间柱,此时采用在矿房之间浇灌混凝土隔墙的办法;
2)顶柱厚度
当上部运输巷道需要保护时,则应当根据矿石的稳固性和矿房的大小,保留3~5米厚的顶柱。不留顶柱可以简化回采步骤,因而可以减小矿石的损失和贫化,但需要建造人工假巷。
3)底柱高度
对于充填采矿法,由于采准巷道布置简单,在底柱中的巷道很少,并且不在其中进行二次破碎。故矿石底柱的稳固性破坏较小,因而底柱高度可以小一些。
当矿房位于主要运输平巷之上时,必须要留底柱。一般在运输平巷上部只留2-3米高的底柱。(即从运输水平底板算起总计高4-5米)。
(三)采准工作
采准工作包括有:沿脉和穿脉平巷,天井、联络道,放矿溜井以及充填井。
(1)沿脉平巷和穿脉平巷
为了便于探矿和采矿,一般靠近矿体下盘或上盘边界掘进。
沿脉运输平巷多用于中厚以下矿体的回采中。当矿体很厚,矿房垂直走向布置时,为了布置溜井方便,相邻矿块采矿互不产影响等,通常采用穿脉运输平巷)。
当矿房和间柱沿走向的长度比较大时,则矿房和间柱分别开凿独立的运输穿脉巷道。相反,则运输穿脉巷道可开在矿房和间柱的交界外,共用一条巷道。
运输巷道的断面一般为2.1×2.5米,(依运输设备定断面)。
(2)在一个矿房中至少应当有两个天井(一个是人行天井,另一个是定填天井)。
1) 人行天井--人行天井一般布置在间柱宽度的中央靠下盘处。
通过联络道 与矿房联通。如此布置,对天井的维护、探清矿体边界和以后回采间柱都很有利。
人行天井断面为(1.5m~2.0m) ×2.5米2或2×2米2,其倾角应大于60°,以便回采矿柱时可以改作充填井。
矿体两边的人行通风天井,一般可以采用顺路天井。优点是可以减少掘进工作量。同时能适应矿体形态的变化。
顺路天井的断面一般为1.5×1.5米2。
2)充填井--充填井一般布置在矿房中央靠上盘的地方,以减少充填料的运搬距离。另外在定位时,应考虑到充填井与溜矿井、人行井之间的相互位置,做到既便于工作,而又确保矿房中工作的安全。充填井的上部出口与上部平巷或短横巷相通,以便倾倒充填料。充填井的倾角应当保持在60°以上,以便充填料和混凝土能靠自重顺利地溜下
充填井断面--应当满足运送充填料,运送材料以及设备等的需要,因而井的断面应当大一些。
(3)放矿溜井
1)在一个矿房中应设两个放矿溜井,以便于当一个溜井发生堵塞或破坏时,另一个溜井还能继续生产。(当矿房很小时,有时只留一个溜矿井)。
2)溜井的位置--溜井应设在矿石运搬距离最短的地方,同时使用的运搬机械不同,应有所区别。
3)流矿井断面--通常为园形断面,内径为1.5×1.8米2,它是由矿石的块度及出矿量大小确定的。
4)溜井砌筑--溜井可用混凝土浇灌或予制混凝土砖砌筑成,或者用钢板焊接成园筒(如焦家金矿、红花沟金矿都用钢板)
5)溜矿井的倾角应当大于60°
溜井的下口与平巷或横巷相通,并设有放矿闸门。
(4)联络道:
自拉底水平的底板起,在天井中每隔4~6米,垂高布置一条联络道,使之与矿房相通。
两个天井的联络道,在垂直位置错开布置较好,以免充填时两个天井中的联络边同时被堵死。
联络道要和天井掘进同时完成。
联络道断面为1.5×2~1.8×2米2。
(四)切割工作
1)对于干式充填采矿法,切割工作只有一个拉底工作。在拉底之前,先在拉底水平掘进一条拉底巷道,它是先由人行天井第一条联络道掘进一条短巷,与溜矿进一相通,然后利用溜矿井出矿,同时把拉底巷道(在矿房中)掘进完毕。
拉底水平位于运输巷道上部2-3米处,拉底巷道断面为1.8×2.0~2×2m2。
在拉底巷边的基础上,向矿房两边扩大至矿房边界。在拉底区的底板上要浇灌一层厚0.3~0.5米钢筋混凝土作为下阶段回采的保护层。
(即第二种拉底方法--留底柱拉底方法)
(2)拉底的方法可分为无底柱拉底方法和有底柱拉底方法两种:
1)无底柱拉底方法:(人工底柱)
① 无底柱拉底方法适用于开采贵重金属的薄矿脉。
② 拉底方法是--从运输平巷开始,在矿房范围内,将平巷开帮,扩大到矿房边界,再往上挑顶,使总高度达到5~6米。将矿石运出后,在底层铺0.3米厚的钢筋混凝土底板,在此底板上人工浇注运输平巷,其他空间用充填料充填满,再浇0.2米厚的底板即可。
2)留底柱的拉底方法
在运输巷道顶上留有2-3米左右的矿石底柱,在底柱上拉底,妈先从井中的联络边掘进一条切割巷道(短巷)和放矿溜井连通,以利于用溜井出矿。利用切割巷道拉底,在拉底巷道的基础上,扩帮形成高为2~2.5米的拉底空间。然后在上面浇注一层0.3~0.5米厚的钢筋混凝土底板。
上述两种拉底方法,各有自己的优缺点。
无底柱拉底方法的优点是:可以免除回采底柱的困难,可以提高矿石回收率。
缺点是:工作繁重,劳动量大,效率低。
留底柱拉底方法的优点是:效率高,拉底时对巷道的运输工作影响较小。
缺点是:回采底柱的损失比较大。
(五)回采工作
回采工作一般是按分层进行的,每采完一层,就充填一层,使工作空间始终2.0~2.2米左右的高度。这样每采充一次便形成一个工作循环。每一分层的回采作业是相同的。
每一个工作循环包括:薄矿、撬毛、运搬矿石、充填、浇注混凝土隔墙和底板,加高溜矿开和顺路天井等。由此可见,缩短一个回采循环时间,即可提高充填法技术经济效果。
(1)薄矿的分层高度--目前国内主要用浅孔崩矿,分层高度少为1.5~2.0米。如果用中深孔崩矿。则分层可达4-5米,或可采用两次以致多次浅孔崩矿,逐步形成。
加大分层高度有优点,也有不足。
1)优点: ① 可减少辅助作业量,(如清场、浇注工作,吊迁设备等)
② 可提高劳动生产率和采矿程度,降低采矿成本。
2)缺点:① 撬毛工作困难:因采空区的空间高达6-7米,工人观察,检查顶板困难。处理浮石也难,故安全性差。
② 岩用中深孔薄矿,则必然增加大块,增加了破大块工作量,影响电耙出矿效率。且污染空气。
③ 若用人工浇注隔墙时,则由于隔墙高度增大,造成浇注工作劳动强度大,困难显著增加。
在条件许可情况下,可以采用高分层回采。
采用高分层的必要条件和应采取的措施是:
a)矿石和上盘围岩很稳固;
b)有自行式升降台,可随时检查顶板和处理浮石;
c)有输送混凝土浇注隔墙的机械设备;
d)使用高效率的凿岩设备,加大炮孔密度,减少大块率。
(2)凿岩爆破工作
凿岩方式有两种:① 利用上向式凿岩机打上向孔;②打水平孔。
一般多用上向孔,孔深1.6~2.0米,孔间距0.8~1.2米。
前后排炮孔错开布置,以充填井为自由面崩矿,每分层分为2-3次爆破。
打上向孔,可以集中把眼打定,然后一次爆破,也可分次爆破。放炮后,集中出矿,适合用电耙出矿。
打水平孔时,只能随打随崩矿,适用于装矿机出矿。打水平孔崩矿、顶板比较平整,撬碴工作量小,有利于顶板管理,安全性比较好。
※对于充填法,采场内一般不分梯度凿岩,因那样充填工作不利。但可以先爆破一半,之后充填这一半,而另一半,可进行凿岩,打完眼爆破,出矿后再充填。也即两半部分交替进行作业。
3)矿石运搬
目前国内充填法矿石运搬主要用电耙和装运机两种设备,它们各有优缺点。
电耙子的优点是:坚固耐用,操作简单,维修费低,运搬能力大, (一台28KW电耙,平均生产能力可达120—150吨/台)用电耙在采场内既可出矿,又可用来耙平混凝土料,也可用来铺平充填料,效率高。
缺点是:靠边处矿石耙不干净,要人工辅助清理,要经常移动滑轮。需要有高强度的混凝土底板,否则会增加矿石的损失贫化。
装运机的优点是:运输灵活,能比较干净的把矿房内的矿石装运出石。
缺点是:不能耙平充填料,也不能用来铺设混凝土。
(4)混凝土浇灌工作
干式填法的混凝土浇注工作有三项——浇注底板。隔墙及放矿流井。有时也要浇注人工假底和顺路天井。
1)浇注底板
为了提高矿石回收率和改进作业条件,要在充填料上(每一分层回采完以后)面铺一层厚为8~10cm的混凝土,人工浇注混凝土时,效率低,劳动强度大。
另一种方法是把搅拌好的混凝土从充填井下放,倒入采场中,然后用电耙子耙(耙斗翻过来放着)再辅助少量人力劳动即可完成。
一个300~500米2的矿房,且一个班时间可以铺完混凝土底板。
对混凝土底板强度要求——一般要求在落矿之前轴向抗压,强度不小 20kg/cm2,且应在铺设后2—3个班内达到此强度。
[参考内容]:铺设混凝土底板的三种方法:(实际是混凝土制备输送采场的办法)。
① 用喷浆机喷射混凝土方法——实质是将干的胶结构料通过直径为50mm的胶结管导入喷咀,在喷咀处加水向外喷射的方法。
② 管道自流输送浇注法——这种方法实质上是在上水平将混凝土料通过直径100~150mm的管道自流到矿房,导入软胶管进行浇注软胶管进行浇注。
③ 混凝土搅拌机法——它是把搅拌好的混凝土,经压气罐沿管道输送到矿房进行浇注。
2)浇注混凝土隔墙。(有的矿山叫护壁)
① 隔墙的作用是——将间柱和充填料分开,为以后回采间柱创造条件,以降低矿石损失和贫化。
② 隔墙的厚度——各个矿山不一,一般为0.5~2.0米之间。
[参考]:隔墙的厚度到底多厚为合适?目前尚无可靠的计算方法和充分的实践经验。矿山用的隔墙薄者为0.5~0.6米,厚者达1.5~2.0米。经过几个矿山局部揭示的情况来判断,只要分层的隔墙浇注在同一垂直面上,且混凝土的质量比较好,且用充填法回采间柱,则隔墙的厚度有1.0米已够,可保证质量要求。
目前多数矿山是先充填矿房,而后砌筑隔墙的办法。即首先用混凝土予制件做好隔墙的模板,之后进行充填工作,当进行到一个分层还差0.2米时停止充填,改为进行浇注混凝土底板工作,在此同时把混凝土入隔墙内,使底板和隔墙同时完成。这样工作效率比较高。
(5)充填工作。
1)充填的主要目的是——利用充填料支撑两盘围岩和作为工人作业的工作台。
每采完一层后要进行充填,否则采完下的空区高度加高一层,对采矿作业不方便,且不安全。
2)充填工艺——矿房情况后,完成一部准备工作后,(如浇注隔墙,加高溜矿井及顺路天井等),之后从充填井向矿房下放充填料,待充填量达到设计要求 的高度时停止,扒平表面,然后铺一层混凝土底板。至此,充填工作结束,又可开始下一次新的循环。
3)干式充填所用的材料——多用废石,即井下掘进的废石,或开辟专用的采石场掘进废石
对充填料块度要求:块度不要太大,一般不超过300~350mm,以及运送上的困难。
要求充填料中含硫不应太高,以及含黄沙量应少,其他含粘结性的物质应少。
三、干式充填系统
金属矿山在使用干式充填时,多数是矿井上部就近设备采石场,采下的岩石用留井下进行充填,在可能的条件下,尽量利用自重运输。干式充填系统如下方图所示。
实际生产中,当开采深度不大,且地表采石条件方便时,可采用多充填井下料。这种可以减少,坑内水平运输工作。
当采用主充填井下料方式时,为了不与运矿系统互相干扰,充填井多布置在矿体上盘,力求形成单独充填运输系统。当充填工作量较大时,还应放设专门的水平巷道来运送充填料。
四、干式充填采矿法实例
(黄砂、坪铝锌矿实例)
(一)矿床自然条件:
该矿属于高温到中温的热崩矿床。矿体多产生在火成岩与石灰岩接触带附近的断裂带或破碎带中,形状极不规则,厚度变化在0.5~30米之间,平均8~10米。倾角由缓倾斜到是倾斜,一般为50°~80°,分枝复合现象较普遍。绝大多数矿体,矿石和围岩都比较稳定。矿石品位很高,但变化较大,含硫量达20%,崩下的矿石有粘结性。
(二)该矿使用的采矿方法
一直用干式充填法开采。矿块结构子典型方案相似。阶可高36米,顶柱厚3~4米,府柱高5米(由于品位高,有时不留底柱,间柱宽7~8米,矿房沿走向布置时,矿块长30~60米。切走向布置时,矿房宽10~12米。矿房的水平暴露面积一般控制在500m2 内。
采准、切割工作,回采工艺与典型方案相同。
据1972年统计的平均技术经济指标为:
平均采矿强度:3.62吨/日米2, 采切比:7m/千吨;
矿房平均生产能力:44.2吨/日; 损失率:3%;
电耙平均出矿能力:50吨/台班; 贫化率:20%;
工作面工人工效:6.5吨/I班; 平矿直接成本:8.5元/吨。
五、倾斜分层充填法
一般工艺与典型方案同,只是工作面不是水平,而是倾斜的呈 或 倾斜工作面,这样有利于耙矿。(角度一般倾斜45°~12°,角度过大不安全)。
六、削毕充填采矿法
(一)削毕充填法是干式充填法的一种。
当开采厚度很小的极落矿脉时,由于矿脉厚度很小,采下矿脉之后的采空区也很小,工人不能在其中工作。如果将围岩一块采下来,则贫化过大,增加运输和加工费用,在经济上不合理。其实质是在工作面中,将矿石和围岩分别开采,矿石运搬出来,而废石则留在矿房中作为充填料。在这种情况下,可以运用分采充填法或叫削毕充填采矿法。)
削毕充填采矿法的特点:这种方法是在阶段中工作面连续推进。矿块天井多为川之路天井。由于矿体很薄,故不留间柱,有时留很小的底柱,但也有时不留底柱,而是架设人工底柱(木梁的或是混凝土的)。回采时先采矿石,后采岩石。在落矿之前,要在充填料上铺好垫层,(胶皮带或草袋子,铺钢板等铺15~20合分厚的混凝土),将矿石用1.0米深的炮眼崩下来后,用人工或用电耙出矿,然后再崩落围岩充填采空区,形成人员可以工作的最小空间,如此循环作业,将一个矿块采完为止。
(二)矿块构成要素:
(1)阶段高度:一般小于30~45米;
(2)天井间距:一般为50米,采用尺寸不大的采区其主要原因是:在极落矿脉中有用成份一般分布不均匀,矿体沿走向和沿倾斜常常有膨大缩小的情况,采区尺寸不大,则有利于在采准时更好的探清矿脉情况。
(3)一般不留顶柱、底柱和间柱,底柱多用人工底柱(木结构的或混凝土的)
(4)采矿中矿石留于间距约10米左右(用人工运搬时间距小,若用电耙运搬间距可增大)。
(三)采准工作
(1)掘进运输平巷
(2)掘进人行通风天井
(3)这种采矿方法一般采容区宽度不大,如果是开采贵重金属,则一般不留平巷顶部的矿柱,而是加强运输平巷的支护。
(四)切割工作:
对于削毕充填法、切割工作主要是拉底工作,通常在掘进运输平巷时,即同时进行拉底工作。
(五)回采工作
这种方法的回采工作是向上而上水平分层进行回采。
先采矿石,还是先采围岩,应当根据具体情况而定。如果围岩比矿石较固,矿石易于采掘,矿体有足够的厚度,矿石易于脱邦,以后有用成份易于震落,此时可先开采矿石后开采围岩,反之先采用围岩,后采矿石。(总之,若矿石围岩软,则在分层上超前崩矿,反之情况时,则先崩围岩)。
当先采矿石时,则将矿石崩落在产生铺好的热层上,按照这种工作循环,重复工作。如果是先采围岩,则应将充填所用的崩落下来的围岩加以平整,铺好垫层,然后再崩落矿石。
(1)凿岩工作:
用上向式凿岩机打浅眼,炮眼间距一般为0.3~0.6米,炮眼深度一般为1.2米。炮眼多布置在矿脉中间。一个炮眼所担负的面积为0.1~0.25米2。回采分层高度一般为1.0米。
当矿脉厚度很小时,最好用小直径炮眼(30毫米左右),这样可以将炮眼之间的距离缩短一些,这样有利于减少,矿石损失和节省人工。(虽然炮眼数目增加了,可是凿岩速度随着炮眼直径的减小而加大了)。
(2)装药爆破工作:
炮眼打完之后,即可进行装药爆破工作。一般用人工装药包的办法装药。
在崩矿之前,先要在采场内的充填料上铺设好垫层。垫层的种类很多,可用下面铺一层草袋、麻袋或油布之后再铺一层木板;有的铺钢板。前面的方法垫层易损坏,复用次数少,且易出矿,同时也不利于采矿内矿石运搬,不便于电耙耙矿。选择的垫层应当是材料可就地取材、廉价,坚固耐用,复用次数多,便于运搬。铺钢板就具有这些优点。目前有的矿山采用运输皮带作为垫层材料,经实践证明,效果良好,这种皮带经久耐用,复用次数多,使用方便。如果开采贵重金属且品位高,为了提高回收率,比较有效的方法是在充填料上的铺设一层10~15公分厚的混凝土。
(3)采场通风工作:
这种方法晃利用全矿的总负压,新鲜空气自运输平巷,经采区天井进入工作面,清洗工作面,由另一天井进入通风平巷中。
(4)平场运搬工作
崩落下来的矿石,可以人工运搬,也可以用机械运搬,如型电耙子为了减轻工人体力劳动尽量采用小型机械运搬。这样也可以提高采场运搬效率。
(5)崩落围岩工作:
当采矿中的矿石运搬完毕之后,拆除垫层(混凝土底板除斜)在围岩中打眼装药并起爆,爆破后崩下的岩石填入采空区。如果崩下的岩石过多,则可通过高先在下部砌筑的废石放矿漏口放出多余的矿石,用的调节充填层高度。然后加充填工作面进行平整。当铺设垫层后,即可进行下一个工作循环。
(6)注意安全
不论是崩落矿石还是岩石,都应当注意生产安全所。要随时注意检查顶板稳固性,及时撬除浮石。
(六)削毕充填法的适用条件及评价
<一>适用条件
(1)矿脉埋定要素稳定;
(2)矿岩接触面明显,矿脉易与围岩分离,矿脉规则;
(3)矿脉厚度小于0.3~0.4米;
(4)矿石的运输和加工费用很高;
(5)围岩不含有用成份;
(6)选厂能力小;
(7)采用小直径错头和小直径药包;
(8)采空区需要支护。;
(9)矿石可能是稳固和较固性较低的;
(10)对于极贵重的矿石,采用消毕充填法是合适的;
<二>主要优点:
(1)采出矿石贫化率低;
(2)当垫板材料选择的适当,且铺设的严密时,矿石损失率小。
(3)能利用分采所得到的废石的运输和加工费用,提高了有用组份的回收率。
(4)由于矿石品位高,故一吨精矿所需的矿砂,所以选矿的基建投资也少。
<三>主要缺点:
(1)工作组织复杂;
(2)劳动生产率低;
(3)凿岩工作量大,爆药消耗量多;
(4)要铺设严密的垫层;
(5)单位矿石成本高。
对于削毕充填采矿法,过去有些矿山进行过试验,成为削毕充填法效果不好,不如用留矿法。实际上这不是削毕填法的下,而是由于回采工艺的事。比如所用的钻头直径太大,垫层铺设的不严密,垫层材料选择的不当,矿石留子的构造不合理等,同时某些矿山所选择的采区的地质条件也不合乎要求。
<四>关于最小工作厚度:
应用削毕充填法时,采区的宽度有很大意义,由于矿脉的宽度不够,必须崩落一部分围岩来满足最低限度的工作宽度。而崩落围岩又属于非生产性的工作,因而应当想尽一切办法来缩小这部分工作。实践证明,对于急倾斜矿脉,工作而宽度有0.8~0.9米工人即可顺利的进行工作,所以工作面宽度超过0.8~0.9米是不合适的。对于缓倾斜矿脉最小工作宽度可取1.0~1.2米。
(七)应用削毕充填法实例:
内蒙红花沟金矿使用削毕充填法,取得了良好效果。
<一>红花沟金矿400矿块地质条件:
围岩为混合花岗岩和角内斜长片底岩,矿体为黄金矿,平均品位为14.46克/吨,平均脉幅厚为0.52米,窄处为0.3~0.5米,局部有大于0.8米以上的。
<二>采矿方法选择
该矿采用水平分层干式充填采矿法,而在脉宽0.3~0.5米处则采用削毕充填法开采。
<三>采场构成要素:
矿块长45米,阶段高34.5,底柱高4.0米,回采分层高度为0.6~0.8米。
采准切割工作
(1)由于有的地方需要下充填料,故在采场中设计有一个充填井(断面(1.8×1.8米)。
(2)利用沿脉坑道做运输坑道。(2.0×1.5)
(3)在矿块的一端设一个人行通风天井(断面 ),在另一端设顺路天井作人行通风井。
(4)采场中布置有四个漏斗(规格1.5×1.5米)
(5)开有沿脉切割巷道(规格1.8×2.0米)
<五>回采工作
采场工作完毕后,在采场拉底空间中,向下而上按水平分层进行回采,回采过程中充填料驻外填采空区,窄脉幅的地方用削下的围岩作充填料。脉幅略宽的地方从充填井下充填料充填。充填完毕后加以平整。并严密地铺好垫层(胶带和草袋配合用)。随着采矿工作面的推进,随时加高金属矿留的(可用钢板焊接成园筒)。
凿岩用7655型凿岩机,打上向倾斜炮孔。当矿石稳固,落矿的炮孔角度稍大些,(60°左右),当矿石不稳固时,落矿的炮孔角度可稍小些(30°左右)。炮孔间距0.4~0.8米,炮眼深度应与回采分层高度相适应。崩落围岩时,炮孔间距略大一些为0.5~1.0米。
[参政]:(1)使用消毕充填法的国家有:东德、罗马尼亚、克斯洛伐克,使用较广泛,而苏联采用的少。
七、对干式充填采矿法的评价
干式填法对于支撑围岩、控制地压是一种比较有效的办法之一。它适用于中小型矿山进行采矿。但干式充填不是十分理想的方法。
(一)干式充填法的优点:
(1)适用范围比较广泛,不仅开采木及落矿脉可用,且也可用来开采落矿脉,中厚矿脉。
(2)工艺比较简单,容易掌握,也不需要很多配套设备,投次少。
(3)对充填料种类组成要求不严,故充填料来源较广。
(4)当开采相落矿时,采掘围岩量已够充填空区,(削些充填)无需建专门的充填系统。
(5)巷道不受泥水污染,不支付其他额外费用(与水力、胶结充填法比)
(6)可直接利用井下掘进的废石充填空区。
(二)主要缺点:
(1)充填作业不足连续、故效率低,延续时间长,不便于形成自动化作业线。
(2)充填体不够致密,沉降系数较大(10—25%)接顶差。
(3)井下废石消耗量大,一般都要掘进专门巷道输运充填料。否则常与运矿互相干扰。运转这些充填料,又耗费不少,人工。
(4)在采矿中粉尘大,污染井下空气,卫生条件差。
(5)劳动条件差,劳动强度大,效率低。
(6)充填面不易平整,铺设垫板也比较困难。
(7)充填成本高,每1米3的充填费用约为12~15元。
(三)改进方向:
(1)干式充填体的收缩率较大,接顶较差。应综合研究减少,收缩率的措施。以及接顶新工艺。
(2)在电耙出矿以后,清场工作量仍然和完成,延续时间长。应研究有关的机械设备(小型的灵活)。
(3)对于干式充填法的矿山压力缺乏深入研究,采矿方法的参数多凭经验决定,有必要进一步研究。
(4)应研究适合于缓倾斜,极落矿脉分层充填法特点的小型充填机械设备。
[参政内容]:
八、关于充填体的作用所分析:
(一)对此所有两种看法,一种认为充填万能,不论任何复杂条件下,只要进行充填,全部均可解决,另一种认为充填工艺复杂,且无法解决接顶事,因而控制不了固冉塌落,充填作用不大。
(二)根据国内外长期生产实践证明,充填可以有效地控制围岩大面积、塌落,且对提高间柱的稳定性起到了很好作用。
充填可以适当增大矿房尺寸或可适用于开采深度较大的矿体。
(三)综合分析:认为充填的作用在于减少,围岩和矿柱中的应力值,增加稳固性。但是不能改变,其受力性质。充填可以减缓和控制岩层移动,从而减少对生产的人力安全的危害作用。但不能制止岩层移动。
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