自然崩落法采矿方法的实践应用1
自然崩落法在厚大破碎矿体中的应用
自然崩落法在厚大破碎矿体中的应用摘要:铜矿现有的自然崩落技术是制约安全高效开采的重要环节之一,以研究区域巷道为研究对象,并在现场拟开展工业性实验。
通过应力分析确定合理的“高强度、低密度”自然崩落设计、注浆自然崩落设计,对矿井3上、3下矿层的自然崩落方式进行优化。
针对矿井正常掘进区段、过断层区段、3下掘进巷道与3上采空区不同位置关系区段,以及巷道加宽区段的自然崩落现场取样观测,并提出以上地点自然崩落设计优化方案,选取合理的优化自然崩落材料。
关键词:厚大破碎矿体;自然崩落;优化1概况2326厚大破碎矿体井下位于三采区中部,东部为F12-4支断层(∠70°,H=0~35m),西部为补5断层(∠70°,H=0~20m),南部为三采三轨及三采三皮,北部为FKT4断层与F12-4支断层相交处。
为二叠系山西组3下铜,该厚大破碎矿体走向长973~992m(平均982.5m),倾向长52~162m(平均107m),面积87685m2,3.1~4.1m,平均3.4m,可采储量30.91万t。
该厚大破碎矿体采用走向长壁后退式采铜法,全部垮落法处理采空区顶板,为一次采全高工艺。
2具体实施方案3下2326运输巷主要用于厚大破碎矿体的运铜和回风,断面为矩形,采用锚网索联合自然崩落。
该巷道净宽4m,净高3.2~4.2m。
3下2326材料巷主要用于厚大破碎矿体的运料和进风,断面为矩形,采用锚网索联合自然崩落。
该巷道净宽4m,净高3.2~4.2m。
2.1锚杆索测力计布置方案对金属矿山进行建设开发过程中,地质自然崩落是我国金属矿山建设当中经常遇到的自然崩落,这种自然崩落危害性非常大。
然而,现阶段国内乃至全世界范畴内,对金属矿山建设当中的地质自然崩落研究成果却很少,没有列入我国放在减灾体系当中,各界关注度还有待加强。
而开展研究工作时往往限制对某个事故和行业的研究,有关资料文献也具有针对性和限制性,无法给建设以及设计师等机构提供有效的引导,所以设计施工工作人员由于缺乏研究工作资料,以及设计经验不能确保对金属矿山建设期间开展更合理的设计,对其监督管理也没有做到位。
自然崩落法在弥渡九顶山钼矿应用初探
自然崩落法在弥渡九顶山钼矿应用初探九顶山矿体与非矿体的工程地质条件无明显差别,岩石或矿体的稳固性取决于裂隙发育程度。
大部分钼矿体赋存于花岗斑岩体,为块状构造,裂隙发育,裂隙密度平的为22条/m,风化的高岭土化、绿泥石化使岩体变得软硬不均,岩石破碎,岩体稳定性差,掘进巷道进入该岩组约90%地段需支护。
2.自然崩落法生产应用2.3采矿方法演变九顶山钼矿按照昆明有色冶金设计院的总体规划,设计年产矿石50万t。
采用留矿法、空场法回采方案,中段高度60 m。
在实施过程中,由于矿体和围岩不稳固等诸多原因,原设计的采矿方法无法实施,改为自然崩落法。
历年采用的“(1)有底柱漏斗结构、堑沟式分层拉底浅孔爆破自然崩落采矿法”及“(2)无底柱平底装矿结构中孔爆破强制自然崩落采矿法”,采切比为77.2m/万t,回采率为21.85%,贫化率为18.76%,单采场生产能力达400t/d,经济技术指标极不理想。
2.4试验采场的结构参数1、采场结构整个矿块由东往西布置采矿单元间距100m,在矿体上下盘布置沿脉运输平巷,在采矿单元内每隔18m布置采准运输道。
本次介绍的有底柱斜上山浅孔爆破自然崩落采矿法201试验采场位于矿区的东段2480水平坐标:y=4860.9-4962.3 ,x=4328.9-4370.3,z=2481m—2544m。
采场垂直矿体走向布置,采场宽18m,高为中段高度60m,采场间距为18m,漏斗交错布置,间距6m。
由漏斗以28°,斜上山42°切割上山至2487水平,由每条采场的斜坡道上山末端联通形成拉底层、凿岩和出矿系统。
在上山2487水平联道为削弱矿块边界的拉底空间,试验矿块长80m,高53 m,宽为18m,自然崩落高度为51m 。
2、7工程布置(见下图所示)。
(一)采切设计示意(图1)2480水平201试验采场工程布置平面图(图2)2480水平201试验采场横剖面示意图(图3)2480水平201试验采场纵剖面示意图(图3)拉底层炮孔布置平面示意图(二)201采爆破设计示意图2.8拉底凿岩爆破在拉底切割巷道内采用YT—28型凿岩机钻凿50°~60°扇形炮孔布置,孔深 1.8~2.5m,孔径Φ38~42mm,最小抵抗线0.8~1.0m,排距0.8m,爆破采用非电雷管一次起爆;图略。
崩落采矿法[1]
有着密切关系,并且最终将影响到采矿方法的安全,
效率和经济效果。
崩落采矿法[1]
第三章
崩落采矿法
(三)采矿方法分类
采矿方法按地压管理方法不同,分类三大类,即:
采
矿
空场采矿法
方
法
的
分
充填采矿法
类
崩落采矿法
崩落采矿法[1]
第三章
崩落采矿法
(四) 对选择采矿方法的基本要求
在矿山企业中,采矿方法决定着回采工艺,材料设备,
吊罐法 掘进天井劳动强度低,消耗材料少,工序简单,
通风好,掘进速度快。 无 底 柱 分 段 崩 落 法
崩落采矿法[1]
第三章
崩落采矿法
钻进法掘进天井是用天井钻机在预掘的天井断面内沿全深
钻一个直径200~300mm的导向孔,然后用扩孔刀具扩大到所需 断面大小。
无
该方法全面机械化掘进,安全性高,缺点是工程成本较
底
② 如果需要分级出矿或按不同品种分别出矿时,则可
柱 以适当增加溜井。
分 段
③ 如果矿体中有大量夹石,或脉外工程量大时,还需
崩 要开掘专门的废石溜井。
落
④ 在决定溜井间距时,还应当考虑溜井的通过能力,
法 以免因溜井磨损过大提前报废而影响生产。
⑤当开采厚大矿体时,大部分溜井都布置在矿体内。当
回采工作后退到溜井附近,本分段不再使用此溜井时,应将
可为150~200米。通常溜井间距可按4~5条进路布置。溜井间
距不宜过大,否则会影响到运搬效率。ZYQ-14型装运机,拖着
长风绳,行走不方便,运距长,反而降低了装运效率。 崩落采矿法[1]
第三章
崩落采矿法
无 底 柱 分 段 崩 落 法
自然崩落采矿法研究及应用
自然崩落采矿法研究及应用自然崩落采矿法,也称矿块崩落法。
该采矿方法的矿岩体在拉底空间上,依靠自身重力、次生构造应力作用,在其软弱结构面的基础上产生崩落,并进一步发展失稳,通过底部结构出矿使上部的矿岩持续崩落,直至上一个阶段或崩透地表。
该方法节省了大量的凿岩爆破工作与费用,特别适合低品位厚大矿床开采,是一种成本低、效率高、安全性好的地下大规模采矿方法。
该方法要求矿岩体可崩性和崩落块度较好,且要求地表允许崩落,适用条件较为严苛,但由于生产能力大,开采成本低,该方法在国外得到广泛应用,在国内正处于推广应用阶段。
1自然崩落采矿法研究现状及发展趋势1.1 放矿理论放矿理论主要研究放矿过程中崩落矿岩散体移动规律,包括散体移动概率密度场与移动速度、散体移动迹线、放出体形态与方程、放矿漏斗、散体位置变换与放出量及达孔量关系等。
前苏联学者在放矿理论方面做了初步研究,建立了椭球体放矿理论,并用放矿理论说明和解决了一些矿山生产实际问题,并由该理论推导出了降落漏斗方程,运用该理论确定崩落采矿法合理结构参数和降低矿石损失贫化。
但是,该理论在实际应用方面存在不足,主要表现在未能很好地说明倾斜矿体和薄矿体放矿、端部放矿和导流放矿,此外该理论也未能很好解释漏斗间相互影响和干涉的现象。
随机介质理论首先由波兰学者Litwiniszyn J引入岩层移动领域。
该理论应用统计学和概率论的方法,将松散介质的运动视为随机过程,将散体抽象为随机移动的连续介质,建立了移动漏斗深度函数微分方程,对矿区地表沉陷预计和崩落散体研究产生了较大影响。
我国的放矿研究起步较晚,始于20世纪70年代,但此后国内学者进行了大量的研究,形成了椭球体放矿理论、类椭球体理论、随机介质放矿理论及倒水滴理论,使得我国放矿理论研究整体处于世界领先水平。
其中椭球体放矿理论建立的时间最早、影响最大。
该放矿理论认为放出体、移动体和松动体的形态均为椭球体。
刘兴国教授研究了端部放矿的放出体、残留体形态及矿岩界面的移动过程,认为放出体为近似椭球体,并建立了放出体方程、矿岩颗粒移动方程和移动迹线方程;此外他认为变化的放矿椭球体偏心率将导致移动迹线与椭球面过渡理论的矛盾,由此建立了等偏心率放矿理论,但该理论的等偏心率假设有悖于放矿实际情况。
矿床开采理论与实践课件——崩落采矿法1
10
⑤凿岩天井
其位置和数量主要取决于矿块尺寸、凿岩设备性能和
矿石可凿性等。
有 ◆采用深孔爆破时,自天井每隔一定距离交错布置凿岩
底 硐室。
柱 ◆采用中深孔爆破时,炮孔可自天井直接钻凿。
分
段 ⑥底部结构
崩 落
由电耙道、放矿口、漏斗颈和受矿巷道等组成。
法
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3. 切割工作 是指开掘补偿空间和劈漏两项工作。
分支放矿溜井。
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有 底 柱 分 段 崩 落 法
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1—阶段沿脉运输巷道; 2—阶段穿脉运输巷道; 3—矿石溜井; 4—耙矿巷道; 5—斗颈;6—堑沟巷道; 7—凿岩巷道; 8—行人通风天井; 9—联络道;10—切割井; 11—切割横巷; 12—电耙巷道与高溜井的联
络道(回风用)
第六章 崩落采矿法
第一节 第二节 第三节 第四节
概
有
无
底
底
阶
述
柱
柱
分
分
段 崩
段
段
落
崩
崩
法
落
落
法
法
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本章基本要求
◆1、掌握崩落采矿法的概念及特点; ◆2、掌握有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法的特点、 适用条件及主要工艺;
◆3、了解单层崩落法和阶段崩落法的特点、适用条件及
主要工艺;
◆4、了解放矿管理。
4. 回采工作
常用水平扇形深孔自由空间爆破方式。
有 底
出矿作业常包括放矿、二次破碎和运矿等内容。
柱
崩落的矿石约有70%~80%是在岩石覆盖下放出来
分 的。随着矿石的放出,覆盖岩石也随之下降,崩落矿石
夜长坪钼矿自然崩落采矿方法设计实践
斜坡道口、副井场地等,两侧
山高坡陡、地形切割非常剧烈。
但植被很好,山体较稳定。
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甲矿床开采技术条件特点
矿床开采技术条件特点
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矿体特征
矿区自上而下圈定3个隐伏
透镜状矽卡岩型钼矿层和2 个似层状斑岩型钼矿层。 编号依次为Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅲ1及Ⅱ-2、Ⅲ-2。矿层空间 形态整体上呈叠层穹窿状, 中部上凸,向四周倾斜、延 深至尖灭。
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主要应对措施及设想
自然崩落法存在的问题
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近30多年来,阶段自然崩落法的应用范围已由早期仅用于开采松
散破碎矿体扩大应用于开采节理、裂隙较发育的中等稳固矿体, 成为目前地下开采中采矿成本最低的采矿方法。 虽该法具有成本低、生产能力大、劳动生产率高等突出优点,在 国外成功应用例子较多,但在国内成功应用较少,主要问题是大 块产出率较高和地压对底部结构的破坏十分严重等,这也是目前 国内使用此采矿方法的矿山难以解决的问题,如何在夜长坪钼矿 应用,有必要进行认真分析、深入研究。 另外使用条件要求严格,采矿工艺不易掌握,生产管理较复杂, 只适合应用于具备一定条件矿体的开采,否则难以达到预期效果。
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矿床开采技术条件特点
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矿层空间分布呈穹窿状,
中心隆起,向四周倾斜, 倾角20~60° 矿体厚大,向端部出现 分枝、变薄至尖灭。 单工程最大厚度 318.90m,最小厚度 6.33m,平均厚度158m。
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矿床开采技术条件特点
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工程地质条件 地质报告认为,夜长坪钼矿白云岩的岩体质量级别为Ⅲ级, 属中等质量岩体,安全跨度为5~8m;原生矿和花岗斑岩为Ⅳ 级,属不稳定岩体,安全跨度为4~6m;氧化矿和含矿滑石为 Ⅴ级,属很不稳定岩体,基本无自稳能力。 矿山委托地质部门开展了矿体可崩性试验。对矿石节理密度 进行了地质调查,依据节理密度换算得出RQD值,结果是:白 云岩的RQD值为44.24%,花岗斑岩为49.33%,氧化矿石为 14.22%,原生矿石为36.39%,含矿滑石为27.81%。根据岩石 质量指标(RQD值)对矿岩可崩性指数进行了计算,其结果是: 氧化矿的可崩性指数为1.94,原生矿为3.90,含矿滑石为2.82; 氧化矿属于“易崩”类型,原生矿和含矿滑石为“易到中等可崩”类 型。
国内外自然崩落采矿法技术现状
国内外自然崩落采矿法技术现状自然崩落采矿法是一种利用矿体自然崩落进行采矿的方法,具有开采成本低、劳动生产率高、对环境影响小等优点。
本文将介绍国内外自然崩落采矿法技术的现状、优缺点及未来发展趋势,为相关领域的研究和应用提供参考。
在国外,自然崩落采矿法已经得到了广泛的应用。
例如,瑞典、澳大利亚、加拿大等国家在地下金属矿开采中应用自然崩落采矿法已取得了显著的经济效益和社会效益。
在瑞典,自然崩落采矿法被广泛应用于铁矿石开采。
瑞典的基律纳铁矿自20世纪60年代开始应用自然崩落采矿法,已成为世界上最大的自然崩落采矿铁矿山之一。
澳大利亚的凡英迪斯铁矿自1975年开始采用自然崩落采矿法,已实现了高效、安全和低成本开采。
国外自然崩落采矿法技术的发展历程可以追溯到20世纪中叶。
在此之前,由于技术、经济和管理等方面的原因,自然崩落采矿法并没有得到广泛应用。
随着技术的不断进步和采矿业的发展,越来越多的地下金属矿山开始采用自然崩落采矿法。
在国内,自然崩落采矿法也得到了越来越广泛的应用。
例如,鞍钢齐大山铁矿、本钢歪头山铁矿等均采用了自然崩落采矿法进行开采。
然而,与国外相比,国内自然崩落采矿法技术的发展还相对滞后。
国内自然崩落采矿法技术的应用领域主要是地下金属矿山,且多应用于中厚和厚矿体。
在应用过程中,一些矿山取得了较好的技术经济指标,但也有一些矿山存在采场顶板控制难度大、采场作业不安全等问题。
与国外相比,国内自然崩落采矿法技术在某些方面存在一定的差距。
国外在自然崩落采矿法的理论研究、技术应用及现场管理等方面积累了丰富的经验,形成了较为完整的自然崩落采矿技术体系。
而国内则在一些关键技术环节存在不足,如对矿岩物理力学性质的研究不够深入、对采场顶板控制的技术水平还有待提高等。
随着科学技术的不断进步和采矿业的发展,自然崩落采矿法技术的未来发展将更加注重环境保护、安全性和智能化。
具体表现在以下几个方面:环保和可持续发展:未来自然崩落采矿法将更加注重环境保护和可持续发展,通过优化开采方案和改进技术措施,降低对环境的影响,提高资源利用率。
自然崩落采矿法创新技术设计及应用
自然崩落采矿法创新技术设计及应用摘要:自然崩落法是一种特殊的大规模采矿方法,具有较高技术含量和广阔的应用前景;本文对自然崩落法进行综合评述,介绍了自然崩落法特点、研究现状、发展趋势及应用现状;放矿过程考虑出矿品位均衡,使用数据库管理及系统集成,实现放矿可视化、信息化、智能化是自然崩落法的发展趋势。
本文为自然崩落法的进一步推广应用提供较好的借鉴。
关键词:自然崩落采矿法;设计;应用1自然崩落法采矿的原理自然崩落法含有较高的技术含量,它对矿岩有着很高的物理性要求,在应用的时候,有很严格的开采技术条件,要有很高的管理水平做保障,如果要确定使用这种方式,需要承担比其他种类方式更大的风险。
这种方式的基本原理为,在比较容易自然崩落的矿体里面,运用矿体自身的低强度特征以及带有的节理裂缝分布特点,在矿体的底部位置要做固定范围的拉底,并形成矿石冒落自由面,还要铺设深孔割帮,将矿块和周围的矿石及岩石的联系诱导等工程进行削弱。
会对矿体内应力分布的形态做出一定改变,让矿石按照要求出现破坏和失去稳定性,以及依靠矿体重力场,自然崩落出适合的矿石块度,从而完成最终落矿。
自然崩落法完成自然崩落的前提条件是拉底工作的进行,对矿体崩落有很大的影响。
拉底指的是出矿工程上端,岩石整体的下端,通过人工爆破出现有效空间,在这部分空间的水平连续面积很大时,导致岩体出现崩落情况的系统工程。
矿块在进行大范围拉底之后,对矿体里面的矿体应力平衡有一定破坏,造成应力再次分布,一定会形成新的自然平衡拱,拱里面的矿石因为受到重力的影响而产生周期性的脱落。
2自然崩落法采矿主要存在的问题在以前的矿体开采中,只有比较容易崩落及破碎的矿体会涉及到自然崩落法进行开采,因为能够对矿体的破碎块度及可崩性做出更准确的评价,铲运机比较容易得到,对放矿控制过程的规律有着进一步了解,拥有合适的二次凿岩爆破设备,并获得更加可靠的成本数据,让天然块度较大的稳固矿体,运用低成本的自然崩落法进行开采。
岩石力学在自然崩落法采矿中的应用
岩石力学在自然崩落法采矿中的应用中条山有色金属公司铜矿峪矿 郭存吉Ξ 谭光伟提 要 自然崩落法采矿是先进的采矿技术,应用这种采矿方法的矿体必须具备一定的岩石力学条件。
本文重点介绍了在自然崩落法应用中所要做的岩石力学方面的研究内容和作用。
关键词 岩石力学 自然崩落法1 岩石力学与自然崩落法岩石力学是研究地壳岩石在各种条件下的运动、变形和破坏规律的学科。
从其科学思想体系、研究对象、服务领域来说基本上属于力学的一个分支,确切地说是地质力学的延伸和发展,这是一门边缘学科。
这一学科的兴起,进一步促进了采矿、隧道建设、水电工程、国防工程及地下建筑业的发展。
弹塑性理论和流变力学等基础力学理论在岩石力学中的引用,特别是有限元和边界元法电子计算机技术的运用,使岩石力学理论分析和计算获得了有效手段,又使这一学科逐步得到完善。
岩石力学研究着重从六个方面进行:(1)岩石压力;(2)岩石抗力系数;(3)岩石强度;(4)岩石断裂力学;(5)岩石稳定性分析;(6)有限元法及数学模型。
自然崩落法采矿,其原理就是利用地球内部的应力,上覆岩石的重力、地质构造运动产生的残余应力和矿山井巷工程所引起的应力集中和分散,同时也利用岩体中裂隙,通过对岩体的拉底、切割工程的控制而使矿石自然崩落的一种采矿方法。
这种采矿方法的优点是:规模大、产量高、成本低、安全性好。
因此被世界上许多大矿山所应用。
比如美国的克莱迈克斯矿、圣曼纽尔矿、享德森矿,智利的特尼恩特矿、萨尔瓦多矿,菲律宾的菲勒克斯矿等,目前世界上有五十多座矿山应用自然崩落法采矿。
最大生产能力的是智利的特尼恩特矿,日产量11.2万t ,我国中条山有色金属公司铜矿峪矿年产量350万t ,是我国地下开采的金属矿山规模最大的矿山。
应用自然崩落法采矿的矿体条件是:(1)矿体必须具有足够大的规模;(2)矿化较均匀,矿体内夹石含量不宜多;(3)矿体必须是易于破碎的岩体。
前两项是矿体地质条件,是应用自然崩落法的基本条件,第三项是岩体物理性质条件,是应用自然崩落法的必要条件。
自然崩落法采矿在小型矿山的应用分析1
自然崩落法采矿在小型矿山的应用分析万相宗安徽省铜陵县牛山矿业有限责任公司自然崩落法是一种生产能力大、成本低的采矿方法,同时它又是一种技术含量高、生产管理水平高、对矿体开采技术条件要求严格的采矿方法。
目前这种采矿方法在国外和我国少部分大中型矿山在使用,在小型矿山很少使用。
因为这种方法应用的局限性较大,还难以成为一种广泛应用的采矿方法,只能在一定的条件下适合应用。
关键词:自然崩落法开采技术条件局限性自然崩落法是一种大规模和低成本的采矿方法,其生产能力大,开采成本低,是能与露天开采经济效益媲美的高效地下采矿方法。
在一些国家,该采矿方法的工艺已趋于成熟,被应用于厚大矿体的开采。
特别是那些特厚大、低品位的矿体,采用这种方法开采,能获得比较好的经济效益。
我国于20世纪60年代在云南易门铜矿、山东莱芜铁矿开展过自然崩落法的采矿试验,用于开采松软破碎矿体。
20世纪80年代以来,国内许多科研单位分别在金山店铁矿、镜铁山铁矿、漓渚铁矿和铜矿峪铜矿等矿山开展自然崩落法的试验研究,已在理论研究和工程实践方面取得了重大进展。
目前应用自然崩落法采矿的适用条件主要是针对一些大中型矿山,而对于中小型矿山却是一个空白。
下面我结合一个小型矿山对自然崩落法采矿方法的成功运用,来探讨一下自然崩落法采矿方法的的适用条件。
对下一步自然崩落法采矿方法在小型矿山的应用也许能提供一些参考和借鉴。
1.自然崩落法采矿方法的基本理论自然崩落法自1895年在美国诞生以来,迄今已有100多年的历史。
因其生产能力大,开采成本低,是唯一能与露天开采经济效益相媲美的采矿方法,而备受各国采矿工作者青睐。
在美国、智利、加拿大、南非、菲律宾、澳大利亚、赞比亚、俄罗斯等一些矿业大国的大型矿山得到了初步应用。
1.1自然崩落法采矿方法的原理自然崩落法,也称矿块崩落法,是在拉底空间上,依靠矿体自身的软弱结构面,在自重应力、次生构造应力的作用下,使其进一步发展失稳崩落,通过底部的放矿使上部的矿岩逐渐崩落,直至上一个阶段或崩透地表的过程。
自然崩落法采矿中对于岩石力学的运用分析
自然崩落法采矿中对于岩石力学的运用分析
自然崩落法采矿技术需要精确的应用岩石力学来确定对矿石的采取方式,以保
证采矿的安全和有效性。
首先,在自然崩落法采矿前,需要进行岩石力学计算,确定岩层的强度,求出爆破前和爆破后岩层的稳定状态,以准确检验爆破回采程序中可能出现的危险。
例如,在采矿开发中,爆破房是关键要把握,首先应采用合适的加荷方法把岩体荷载到保持确定的强度上,确定空间受力状态,然后计算出安全的爆破力度,以在确定的条件下,使岩层不致断裂,从而保证采矿的安全。
其次,在完成爆破作业后,还需要布先进的测爆点技术和装备,对爆破作业做出实时评价,确定爆裂状态是否符合计划,提前预警出现可能的危险,以保证安全回采程序的运行。
最后,在自然崩落法采矿中,还要采取适当的后储备措施,根据运行中出现的安全及质量问题,决定随后的回采措施,从而最大限度的保证安全和矿山的有效采矿。
综上所述,对于自然崩落法采矿而言,精确的运用岩石力学分析则极具重要性。
科学精准的进行岩石力学计算,确定爆破作业和采矿回采过程中安全的参数,采取有效的质量控制和后储备措施是非常必要的,可以有效的预防和极大的保障安全稳定高效的采矿过程。
自然崩落采矿法技术应用探讨
有 色 金
属( 矿山部分)
21 年 5 00 月
自然崩落采矿法技术应 用探讨
唐 业 茂 曾 晓文 ,
(. 1 九江 职 业大学建 筑工 程 学院 , 西 九江 3 2 0 2 江 3 0 0; .九江 学院土 木 与城 建 学 院 , 江西 九 江 3 2 0 ) 305
TANG m a Ye o.Z ENG a we Xio n
(.i in oaoa U i ri , ij n 3 00, inx, hn ; 1 J j gV ctnl nv s y J i g3 20 J gi C i ua i e t ua a a 2 o eeo iiE gne n n ra osu t n J j n nvri , i i g3 20 , i gi C ia) .C l g f v nier ga dU bnC nt ci , i i gU iesy J j n 30 5 J nx, hn l C l i r o ua t ua a
作者简介 : 唐业茂 (9 0一) 男 , 17 , 讲师 , 研究方向 : 岩土与采矿工程 。
图 1 目然 崩 落 法 采矿 模 型
F g 1 T e m o e fp e e t s t s o lc i. h d l r s n t u fb o k o a c vn n n t o a i g mi i g me h d
p o pe t . r s cs
Ke r s l c a ig mii g meh d;mii g r s e t y wod :b o k c vn n n t o n n ;p o p c s
0 引 言
自 19 85年 自然崩 落法在 美 国试验 成功 以来 , 经 过 10余 年 的不 断 发展 , 0 目前 已在美 国 、 拿 大 、 加 智
11.8自然崩落采矿法(1)
——自然崩落采矿法(一)
主要 内容
自然崩落采矿法
1 基本特征 2 自然崩落机理 3 可崩性 4 结构参数 5 采切工作
一、基本特征
⚫ 矿块大面积拉底和边界切帮后,借助自重与地压作用自然崩落成
碎块;
⚫ 崩下的矿石经底部出矿巷道放出; ⚫ 崩落过程中,局部放矿约三分之一,余矿留待全阶段自然崩落完
后最终大量放出;
⚫ 随着矿石大量的放出,上部覆盖岩层自然崩落充填空区。
一、基本特征
自然崩落法典型方案图 1-阶段运输巷道;2-出矿巷道;3-溜井;4-联络道;5-回风巷道;
6-切帮天井;7-切帮巷道;8-观察天井;9-观察人道
一、基本特征
⚫ 实质:
自然崩落法典型方案立体图
在矿块底部进行一 定面积的拉底,在其侧 邦作适当的切割后,受 矿石自重和上部复岩的 压力作用,自然崩落阶 段高度内的矿石。
五、采切工作
⚫ 切帮和拉底
➢ 采用巷道切帮时,在矿块边角布置2-4条切帮天井,自切帮天
井沿矿块界面掘进切帮平巷和横巷,其垂直间距为6-14m,矿 石可崩性好时取大值;
➢ 采用槽切帮时,除了布置切帮巷道外,自水平切帮巷道钻凿数
排垂直平行深孔,分次爆破形成 2.5-3m 宽的切帮槽;或钻凿 一排孔距较小的垂直平行预裂深孔,随拉底进行一次同段爆破 形成预裂面。
1-阶段运输巷道; 2-出矿巷道; 3-溜井;4-联络道; 5-回风巷道; 6-切帮天井; 7-切帮巷道; 8-观察天井; 9-观察人道
五、采切工作 ⚫ 切割包括切帮天井、切帮平巷和横巷、拉底平巷和横巷等;
1-
4-
7-
2-
8-
切 帮 巷 道 ; 观
5-
自然崩落法采矿技术的发展与应用探究
自然崩落法采矿技术的发展与应用探究摘要:在采矿技术方面,自然崩落法是目前较优的一种采矿技术,它的生产管理水准极高,技术要求非常严格,技术含量极高,生产能力较强,生产成本较低,同时在组织管理方面也极为便捷,作业施工时也十分安全。
然而因为此类采矿技术局限性较大,只适用于特定条件当中,因此自然崩落式采矿技术目前大多应用于国内的大中型矿山之中,在小型矿山中应用的较少,但鉴于其优势所在,还是具有较为广泛的应用前景的。
关键字:自然崩落法;采矿技术;发展及应用引言:作为一项规模大、成本低的采矿技术,自然崩落采矿法可以与露天矿山开采所产生的经济效益等量齐观。
有些国家的自然崩落采矿法不论是在工艺方面还是技术方面都已经相对成熟,被应用于厚大矿体等大型矿山的开采之中,所产生的经济效益也比较客观。
我国许多起都开展了对自然崩落采矿法的实验研究,关于理论以及实际工程应用方面都取得了很大的进展。
文章主要针对自然崩落采矿法的发展及应用展开深入分析跟探究。
一、自然崩落采矿法简要概述这一采矿方法的技术含量极高,对于矿岩整体有着较高物理性要求,而对于这一技术的应用有着极为严格的具体开采条件,需要有高水平的管理能力作为保障,若确认要采用这一开采方法,所需承担的风险将大于其他方法。
自然崩落采矿法的基本原理是:基于较易发生自然崩落的矿山,利用矿体本身所具备的低强度特点外加自带节理裂缝这一特征,在矿体最底部的地方进行固定拉底操作,以构建矿石自由冒落面,除此之外,还需铺设深孔割帮,以此在削弱矿体跟周边矿石与岩石之间的联系等[1]。
这会改变矿体内部内应力分布状态,促使矿石根据相关要求发生破坏,进而丧失稳定性,此外,还需通过矿体重力场来自然崩落出切合要求的矿石块,最终实现落矿。
拉底工作是自然崩落法实现自然崩落的先决条件,对于矿体崩落影响较大。
所谓的拉底是指在出矿工程顶部以及矿岩的底部,经过人工爆破后而形成的有效空间,此空间水平面积较大时,致使岩体发生崩落的一项系统性工程。
崩落法采矿方法
崩落法采矿方法
崩落法采矿方法是一种常用的地下采矿方法。
其主要原理是利用重力作用使矿石自然崩落,并通过地下设备将其收集。
其优点是采矿效率高,成本低,适用于各种矿床类型。
崩落法采矿方法的实施步骤包括以下几个重要环节:确定矿体形态和性质,选择合适的开采方式,设计采矿方案,配备适用的设备和机械,进行采矿作业,及时处理矿渣和尾矿。
崩落法采矿方法的实际应用中需要注意一些技术问题,如:矿体稳定性评价,采场尺寸和布局设计,崩落面和导矿隧道的处理,支护和加固措施的应用,安全生产和环境保护等。
因此,崩落法采矿方法在应用过程中需要综合考虑诸多因素,科学制定采矿方案,合理配置设备和机械,加强管理和监控,确保采矿效率和安全,实现可持续发展。
- 1 -。
自然崩落采矿法在破碎矿体开采中的应用
矿
业
快
报
EX RES N ORMAT ON P SIF I OF MI NG I DUS RY NI N T
总 第 45期 7 2 0 年 1 第 1 期 0 8 1月 I
自然崩落采矿法在破碎矿体开采 源自的应用 张开诚 (9 3一) 男 , 17 . 工程师 .64 0山东省 莱州市 。 2 10
理、 裂理较发育 , 工程揭露后易坍塌。
23 水 文 、 程地 质特征 . 工 本 矿房所 在地 段 , 文地 质条件 较好 , 水 仅在 局部 巷道有 滴水 。矿体 及 下 盘 围岩 岩 石 硬 度较 大 , 中 属
上断层 泥 一般厚 5—1c 靠 近断 层 的岩石 破碎 , 0 m, 节
3带② 矿体赋存在 2糜棱岩带中 , 产状与构造 带一致矿体形态简单 , 岩石破碎, 中等稳 固, 巷道 中 经常出现塌方掉块现象。矿化极不均匀 , 的糜棱 有 岩基本无矿化有的糜棱岩中黄铁 矿以包状 、 细脉状
3蚀变带② 矿体控矿糜棱岩带下盘为花 岗岩 ,
上 盘为绢英 岩 化花 岗岩 。两带 之 间为绢英 岩化 花 岗 岩 和黄铁 绢英 岩化 花 岗质 碎裂 岩 。
靠近矿体的下盘围岩普遍存 的低品位矿化f 6 属 = , 半坚 硬岩 石 。本 矿床 矿体 主要赋存 在 黄铁绢英 岩化 碎裂岩和黄铁绢英岩化花 岗质碎裂岩等蚀 变岩 内, 裂隙发育 , 岩石不完整。主断裂下盘为矿体, 断层面
张开诚 许子 刚 姜德 龙 李文广 李 阳 刘新 平
( 山东黄金 集团有限公 司三山岛金矿 )
摘 要 : 自然 崩落 法 实践 和应 用的基 础 上 , 讨 了 自然崩 落法放 矿 控 制理 论 , 实现 均 匀放 在 探 为 矿提 供 了一种理 想 的理论 方法 。对充 分发挥 自然崩 落法 的优越 性和提 高矿 产 资源的 回收率具 有重 要 的理 论 和现 实意 义。地压 控制是 自然崩 落法 采矿 活动 过 程 中的 一 项重要 内容 , 拉底 与 放矿 工作
浅谈自然崩落法采矿技术的发展与应用
浅谈自然崩落法采矿技术的发展与应用摘要:随着矿产资源的日益枯竭,传统的矿山开采方法逐渐受到限制和挑战。
为了解决这些问题,自然崩落法采矿技术应运而生。
该技术通过利用矿体自身的物理和力学特性,通过合理的爆破设计和支护措施,实现矿石的自发崩落和提取。
本文将以某铜矿山为例,综述自然崩落法采矿技术的发展历程、应用领域以及优势与局限性。
关键词:自然崩落法;采矿技术;铜矿;应用前言自然崩落法采矿技术作为一种新兴的采矿方法,在铜矿开采领域引起了广泛的关注。
传统的铜矿采矿方法存在着资源浪费、环境污染和安全风险等问题,给矿山开采带来了许多挑战[1]。
因此,寻找一种高效、环保、安全的采矿方法已成为业界的重要课题。
在过去几十年中,自然崩落法采矿技术得到了长足的发展。
由于科学技术水平的提升和经验的积累,该技术在金矿、铜矿、煤矿等不同类型的矿山中得到了成功的应用。
它不仅能够提高采矿效率,节约成本,减少资源浪费,还可以降低对环境的影响,保护生态环境。
然而,自然崩落法采矿技术在应用过程中仍面临一些挑战和限制。
例如,该技术对地质条件和矿体性质要求较高,不同矿山的情况差异较大,需要根据具体情况进行调整和优化。
同时,自然崩落法采矿技术对矿山管理人员和工作人员的技术水平要求较高,需要具备一定的专业知识和操作经验。
为了更好地推进自然崩落法采矿技术的发展与应用,需要进一步加强理论研究和实践探索,提高技术的可靠性和稳定性。
同时,还需加强与相关部门和机构的合作,共同解决在实际应用中遇到的问题和挑战,推动该技术在铜矿开采中的广泛应用。
一项目概况以某铜矿为例。
该矿采用自然崩落法进行开采,通过地质勘探和力学分析,确定了矿体适合崩落开采的可行性。
在设计阶段,制定了合理的爆破方案和支护措施,确保安全生产。
在实施阶段,通过钻孔布置和装药控制,诱导矿体自发崩落,顺利完成矿石的提取。
二自然崩落法采矿技术的发展历程自然崩落法采矿技术的发展历程在铜矿开采领域经历了一系列的探索与实践,不断积累经验并进行技术改进。
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自然崩落法采矿方法的实践应用
万相宗
(安徽省铜陵县牛山矿业有限责任公司)
主题词:采矿方法有底柱无底柱自然崩落法
(摘要:铜陵县牛山矿业公司虎山硫铁矿3#矿体为褐铁矿,较松散不稳定,难以开采。
选择有底柱自然崩落法开采二年来,管理得当,安全生产无事故,年产矿石达六万多吨。
确实达到了安全、高效、稳产的效果。
)
铜陵县牛山矿业有限责任公司虎山硫铁矿3#矿体属于小型铁矿体,总储量约为20万吨。
位于牛山矿段94线至100线之间,走向135º,矿体宽10~25m不等,长约100m,矿体倾向北东,倾角近直立,矿体赋存标高为+63~-29m。
+34m以上矿体由露于进行开采。
矿体为褐铁矿,较松散不稳定,矿石品位较稳定,Fe在40%~55%之间,矿体不含水。
矿体呈墙状产出,矿体基本上控制在石炭系黄龙组与船山组之间,上盘围岩溶蚀少,较稳固,下盘围岩有较多溶洞发育,且溶洞均被矿岩充填,稳定性差。
3#矿体为斜井开拓,已开拓了0m和-20m二个中段,中段高分别为30米和20米。
一、原采矿方法的选择
本矿体采矿方法原推荐方案为点柱式上向分层充填法,充填料以井下废石为主,电耙出矿。
根据实践证明,原方案存在一些问题,主要表
现在:
1、原方案中未能考虑矿石非常松散、易垮落的特点,使巷道支护工作量非常大,安全性较差。
2、原方案中充填成本较高,且要布置专门的取料通道和溜矿井。
3、技术复杂,较难操作,并且点柱不足以承受地压。
4、电耙道支护量大,维修时安全性低。
根据铜陵县牛山矿业公司3#矿体的实际情况,上述采矿方法不适用于对3#矿体的开采。
必须选择合适的采矿方法来满足对3#矿体开采的需要。
二、变更后采矿方法的选择
牛山矿业有限责任公司虎山硫铁矿3#矿体矿石非常松散、易垮落的特点比较符合自然崩落法对矿体的要求,故选择自然崩落法比较适宜。
(一)有底柱自然崩落法
1、沿矿体顶底板在围岩内掘进沿脉巷道,然后掘进穿脉贯通矿体,沿脉运输大巷距矿体应在5米左右为宜。
在矿体内掘进平底漏斗结构,上向爆破形成采场。
2、采场要素:穿脉间水平距离为10米;平底结构平行布置,二条穿脉斗穿交错布置,间距为6~8米;斗穿长度为5米,斗颈2米;漏斗上向倾角(扩漏斗)为45º。
3、支护形式主要为木支护,圆木小头直径0.16~0.22米,支护间距0.5米,支护棚脚用圆木做基础梁,基础梁的作用是防止支护棚下沉,保证保证巷道断面尺寸。
梁埋于地下,支护棚顶、邦用木板背实。
因矿
石松散,所以当木支护不足以抵御地压时可适当添加钢支护用密集支护作为支护形式。
4、巷道断面规格:主沿脉运输巷道2.2×2米,穿脉巷道2×2米,斗颈2×2米,斗穿2×2米。
5、为保证矿体能正常崩落,防止局部矿体形成穹顶,必须掘进分层巷道,用于观察采场和破坏穹顶,使矿石能在自重作用下顺利崩落。
分层间隔以5米为宜,小了掘进工作量大,大了起不到作用。
若矿体自然崩落效果良好,分层层数可酌情减少或不掘进分层。
(二)无底柱自然崩落法
1、沿矿体顶底板在围岩内掘进沿脉巷道,然后掘进穿脉贯通矿体,沿脉运输巷道距矿体应在3~5米左右为宜。
2、采场不留底柱,在穿脉内由矿体中间崩落矿体,然后后退式回采矿石。
3、采场要素:穿脉间距3~5米,巷道断面规格2×2米。
4、支护形式仍以木支护为主,辅以密集支护或钢支护。
5、分层巷道仍可能作为放矿的主要技术措施。
(三)二种自然崩落法的比较
自然崩落法要求矿体松散,易于崩落或自然垮落。
二种自然崩落法相比较(见表一):
1、有底柱自然崩落法有循环人行通道,通风效果好;无底柱自然崩落法没有循环人行通道,为独头出矿巷道,通风效果较差,在需风量不足的情况下还需要进行局部通风。
2、有底柱自然崩落法有足够多的漏斗,出矿效率稳定;无底柱自然崩落法每条穿脉只能两边出矿,维修支护时不能出矿,所以出矿效率不稳定。
3、有底柱自然崩落法穿脉之间的间距大,穿脉掘进的工作量小;无底柱自然崩落法穿脉之间的间距小,导致穿脉的数量增加,所以穿脉掘进的工作量大。
4、无底柱自然崩落法不需要掘进漏斗,技术难度小;有底柱自然崩落法需要掘进漏斗,并且漏斗在两条穿脉内要交错布置,再加上扩漏斗,所以技术难度较大。
5、无底柱自然崩落法因为是后退式回采,安全隐患较少;有底柱自然崩落法斗穿、穿脉在松散的矿体内,地压较大,支护维护面积较大,支护维修数量较多,支护维护不及时可能会导致冒顶,所以安全隐患较多。
6、无底柱自然崩落法是后退式回采,地压基本上集中在出矿地点,出矿点的支护有断裂情形时及时更换以消除安全隐患,支护费用较低;有底柱自然崩落法地压基本上集中在穿脉和斗穿出矿地点,有时地压来时整条穿脉及斗穿内的支护都可能有断裂的情形。
为了消除安全隐患,需要大面积的维修支护,支护维修的周期较长,工作量大,所以导致支护费用较高。
(四)采矿方法的选择
综上所述,有底柱自然崩落法和无底柱自然崩落法各有其优缺点。
根据牛山公司的实际情况,有底柱自然崩落法出矿效率高、穿脉掘
进工作量少、通风效果好,可以作为矿山最有利的先决条件。
布置斗穿等的技术难度可以由工程技术人员通过技术措施来解决;
支护方面的安全隐患可以在以后的生产过程中通过加强管理来予以解决;
支护费用高,从表面上来看似乎是回避不了的,但就牛山矿业公司3#矿体来说,可以通过提高出矿量来解决。
有底柱自然崩落法出矿效率高,可以分摊支护费用。
通风效果好可以节约一定的电费来作为补偿。
3#矿体的采矿方法选择有底柱自然崩落法。
二种自然崩落法相比较表表一
三、自然崩落法采矿方法的应用效果
(一)自然崩落法采矿方法的适用条件
自然崩落法采矿方法适用于:松散易崩落的矿体;矿体倾角大于矿体安息角;不含水或水份易疏干的矿体。
自然崩落法采矿方法适用的三个条件缺一不可:
1、松散易崩落的矿体:是指不需要放炮作业并且能自然崩落的矿
体和放炮作业后由于采空区增大在自重的作用下能垮落的矿体。
但采空区不能太大,太大的空区在矿体垮落时易产生较大的冲击波,对井下作业人员和设备、设施设施造成危害。
2、矿体倾角大于矿体安息角:这样有利于放矿。
否则会降低矿体回采率提高矿体损失率。
这种情况下增加分层数量可以提高矿体回采率,但这就是小分段崩落法而不是自然崩落法了。
3、不含水或水份易疏干的矿体:含水矿体在矿体回采时会容易产生矿体无预兆的滑落,矿体下落的不可预见性增大,对井下作业人员存在重大的安全隐患,危害性较大。
如果矿体中含有粘土类物质,这种矿体含水会直接导致泥石流的产生,严重威胁井下作业人员的人身安全和财产安全。
尤其是出露地表并且拖泥带水的松散矿体,千万不能用此采矿方法。
所以在自然崩落法的运用中,这是一个最重要的适用条件。
(二)自然崩落法采矿方法在牛山公司3#矿体的运用效果
有底柱自然崩落法出矿效率高,管理的重点在支护上。
因为矿体松散,底柱如果不能支撑上部矿体时,整个采场的矿石重量全压在支护上,因此在矿体内的支护必须加地脚梁,防止支护下沉,以保证巷道断面不至于缩小,影响出矿。
牛山公司3#矿体选择有底柱自然崩落法开采二年来,管理得当,安全生产无事故,年产矿石达六万吨。
确实达到了安全、高效、稳产的效果。
(作者简介:万相宗,男出生于1969年7月,1991年毕业于安徽省冶金工业学校采矿专业,本科学历,工程师,现主要从事矿产资源可持续发展和矿山企业管理方面的研究工作。
)
稿件录用通知
万相宗同志:
你好!由于现在投稿量太多,由于晋升职称等情况,无法满足作者的刊登需要,经研究确定,2010年9月出版《现代矿业》增刊(国内刊号:CN34-1308/TD;国际刊号:ISSN1674-6082,中国一级刊物,核心期刊)。
你的文章“自然崩落法采矿方法的实践应用”(编号:10282)拟安排在《现代矿业》增刊(2010年9月),根据有关规定酌情收费500元,(大写伍佰元整),特此通知。
欢迎您及您的同事、同学继续在我刊投稿!
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《现代矿业》杂志社
2010-4-6
刘效良总经理、主编
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