大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究

大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究

大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!一、概論1.研究課題的來源及研究意義礦床埋藏條件千變?nèi)f化，礦山生產(chǎn)錯綜復(fù)雜，影響因素繁多，它們之間既互相聯(lián)系又相互制約，從系統(tǒng)科學(xué)觀點來看，礦山采掘系統(tǒng)是一個關(guān)系十分復(fù)雜而且互相對立統(tǒng)一的多目標(biāo)決策系統(tǒng)，這就決定了礦床開采的工藝設(shè)計、生產(chǎn)過程控制和經(jīng)營管理存在很大的難度，所以，礦山企業(yè)一直是國民經(jīng)濟(jì)的薄弱環(huán)節(jié)。緩傾斜礦床，尤其是傾角在5-30°，厚度在5-12m的緩傾斜中厚礦體，由于埋藏角度緩，其開采難度又要比其它礦床大得多，這類礦床的開采是采礦界難題。

大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!玉溪礦業(yè)公司大紅山銅礦正在大力開發(fā)的西部礦段，在提交的D級共5463.38萬噸銅礦石儲量中，幾乎全是緩傾斜礦體，而且銅品位較低，對于中厚及其以上厚礦體，該礦一直沿用分段空場法，該采礦方法因為礦體傾斜角度小，崩落礦石不能借自重直接從礦房底部完全放出；在采場內(nèi)用鏟運機運搬礦石，由于分段較多，采切工程量大；同時因為要在底盤開掘出礦通道，巖石中巷道工程量多，而礦體厚度若不大，將導(dǎo)致采切比大，礦石生產(chǎn)成本高，采場生產(chǎn)周期短。常規(guī)采礦方法的嚴(yán)重缺陷，長期阻礙著的礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展，更是玉溪集團(tuán)發(fā)展目標(biāo)的一大障礙。因此，拋棄傳統(tǒng)落后的采礦技術(shù)，尋求適合于這類礦體回采的優(yōu)化采礦方法是當(dāng)務(wù)之急，是擺脫礦山困境，促進(jìn)采礦科技進(jìn)步的必由之路。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!雖然大紅山銅礦采礦技術(shù)和礦山裝備水平達(dá)到了較高的程度，但對于緩傾斜中厚難采礦體的開采存在著較大問題，隨著西部礦體的開采，繼續(xù)用現(xiàn)有的采礦方法，礦體變薄，采切指標(biāo)必然增大，如何開采西部部分礦體并降低貧化損失率，降低生產(chǎn)成本，就顯得尤為重要和緊迫。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!

3.研究思路及技術(shù)路線一般來說，礦山盡管采用礦柱支護(hù)，但仍不能有效控制采空區(qū)頂板下沉和破壞，顯然采用高強度礦柱支護(hù)方式謀求采場穩(wěn)定有時是不現(xiàn)實的。由于礦體埋藏較深，西部礦段礦體適于采用地下開采，對于一般的2.5m左右的礦體采用全面法開采，礦體厚度的為中厚左右，可考慮崩落頂板，避免“強支求穩(wěn)”，造成礦石的損失，為此根據(jù)井下礦塊布置及回采順序，礦塊間盡量不留礦柱，提高回收率，并較好地控制了地壓。技術(shù)路線：我們認(rèn)為最優(yōu)的技術(shù)路線應(yīng)為：變“強支求穩(wěn)”為“誘導(dǎo)冒落（崩落）”實現(xiàn)地壓控制，將以可控頂采礦法為主體采礦布置格局。如此，方能保證礦山產(chǎn)量穩(wěn)定和安全生產(chǎn)。

大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!如葡萄牙的內(nèi)維升——科爾沃（Neves-Corvo）銅礦（其銅品位高達(dá)8%-14%）采用橫向分層充填法，法國的拉讓蒂耶（Largentiere）鉛鋅礦采用普通房柱法和充填采礦法（鉛7%，鋅1%的富礦斷層帶部位），美國的斯托爾湖（Stalllake）銅礦（銅品位＞40%，還有金、銀、鋅90%產(chǎn)量用充填法回采。我國的一些緩傾斜中厚礦床如黃沙坪鉛鋅礦采用充填法開采。目前國內(nèi)外使用的各種充填法存在的問題，主要是生產(chǎn)能力低和開采成本高，有的（如膠結(jié)充填）采掘工藝復(fù)雜，充填系統(tǒng)龐大，技術(shù)難度高，中小礦山不易掌握。這些缺點對于礦床價值較貴的礦山并不嚴(yán)重，那些礦山可以用產(chǎn)品價值高這一優(yōu)勢來抵消或緩解充填法的一些缺點。但是，我國大多數(shù)緩傾斜中厚礦床價值或品位都不高，對充填法難以適應(yīng)。

大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!綜上所述，緩傾斜中厚難采礦體的開采，存在著效率、成本、安全性、貧化損失之間的對立統(tǒng)一矛盾。房柱法效率較高，成本較低，但資源損失較大，若不控頂或控頂效果不好，安全條件也會惡化。采用充填法，礦石貧化損失較小，較安全，但充填作業(yè)導(dǎo)致成本升高，效率下降。其它采礦法也存在類似問題。國內(nèi)外在開采緩傾斜礦體方面共同的發(fā)展趨勢是：為了克服和緩解常規(guī)采礦法的諸多缺陷，十分注意研究和采用高效率、高回收率的采礦方法和工藝，以及高效能的采礦設(shè)備，并與科學(xué)管理方法相結(jié)合，形成一個優(yōu)化的礦山生產(chǎn)系統(tǒng)，大幅度提高礦山綜合生產(chǎn)能力，改善企業(yè)總體效益。由于發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家國情不同，生產(chǎn)技術(shù)水平相差甚遠(yuǎn)，不同國家對于上述發(fā)展趨勢所瞄準(zhǔn)的主攻方向也有很大區(qū)別。發(fā)達(dá)國家首先把主要注意力放在發(fā)展高效能設(shè)備上，通過實現(xiàn)各項主要采切工藝和輔助作業(yè)的高度機械化來增加生產(chǎn)安全性、提高效率和降低成本，并取得了顯著效果，其中比較突出的表現(xiàn)有如下6點：大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!三、西部礦段地質(zhì)特征及礦體特征

1.礦體概況礦段內(nèi)有兩個礦帶，即產(chǎn)于曼崗河組地層中的Ⅰ號銅、鐵礦帶和產(chǎn)于紅山組地層中的Ⅳ號鐵礦帶。

Ⅰ號銅、鐵礦帶由上而下有Ⅰc鐵礦體、Ⅰ3銅礦體、Ⅰb鐵礦體、Ⅰ2銅礦體、Ⅰ1銅礦體。

Ⅳ號鐵礦帶由南到北有二道河Ⅳ3鐵礦體和魯格Ⅳ4鐵礦體。由于礦段鐵礦體品位低（TFe品位22％～25％），礦石類型以菱鐵礦為主，菱鐵礦約占80％，目前不具開采價值，本方案設(shè)計研究對象主要為礦帶I3、I2、I1銅礦體。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!Ⅰ3銅礦體：位于礦帶的上部，上距Ⅰc鐵礦體5m左右，下距Ⅰ2銅礦體22m左右。產(chǎn)于含磁鐵的變鈉質(zhì)凝灰?guī)r及炭質(zhì)板巖中。直接底板為石榴綠泥黑云白云石大理巖夾石榴綠泥黑云片巖。Ⅰ2銅礦體：位于礦帶的中部Ⅰb、Ⅰa鐵礦體之間，下距礦帶底板標(biāo)志層石榴黑云角閃片巖27m左右。直接頂?shù)装搴秃V巖石均為石榴黑云變鈉質(zhì)凝灰?guī)r。

Ⅰ1銅礦體位于Ⅰa鐵礦體之下15m左右，產(chǎn)于礦帶最底部。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!Ib鐵礦體：為磁鐵型表外礦體。礦體呈扁豆?fàn)町a(chǎn)出于I３礦體與I２礦體之間。礦石儲量158.77萬噸，平均品位24.92％，含銅0.14％。I2銅礦體：為貧銅、表外銅礦體。礦體產(chǎn)于曼崗河組石榴黑云片巖夾變鈉質(zhì)凝灰?guī)r段的上部，呈層狀平行展布于Ib鐵礦體與Ia含鐵礦體之間。礦體傾向210°，傾角25°左右。礦體頂、底及夾層圍巖為石榴黑云變鈉質(zhì)凝灰?guī)r。礦體一般為單層礦，分布于A204～A232線范圍，南北長2750m，東西最大寬1000m，儲量計算面積1.36km2。礦體埋深268～1096m，標(biāo)高-253～501m。礦體不連續(xù)，有貧銅及表外礦兩種礦石品級，貧礦平均厚度3.28m，平均銅品位0.62％，儲量（金屬量）4.10萬噸，表外礦平均厚度3.83m，平均銅品位0.41％，儲量（金屬量）3.28萬噸。貧銅及表外礦平均品位0.51%，伴生SFe品位14.48％。Ⅰa鐵礦體：呈小透鏡狀產(chǎn)于Ⅰ2和Ⅰ1銅礦體之間。斷續(xù)產(chǎn)出，無開采價值，普查報告未計算儲量。Ⅰ1銅礦體：為貧銅礦體，礦體呈似層狀展布于Ⅰa鐵礦體之下，傾角30°左右。礦體賦存標(biāo)高-293～-118m。礦體規(guī)模小、埋深大、不穩(wěn)定，僅局部達(dá)到可采。貧礦儲量（金屬量）2.25萬噸，平均品位0.52%。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!礦床工程地質(zhì)類型屬于堅硬～半堅硬巖石為主的中等類型的層狀礦床。據(jù)現(xiàn)場觀察，大紅山中厚礦體的暴露面積在1600m2，基本上在半年內(nèi)是穩(wěn)定的，不會沒有發(fā)生大規(guī)模的冒落。從435中段28組巖石的抗壓強度試驗結(jié)果，僅有1組巖石的濕抗壓強度超過100MPa；濕抗壓強度高于80MPa的巖石也有8組；自然含水狀態(tài)抗壓強度的平均值為70.1MPa。如果僅計算I3礦體間接頂板、I3礦體、Ib礦體、I2礦體和I2礦體底板巖石的抗壓強度，則21組巖石濕抗壓強度的平均值為51.3MPa；自然含水狀態(tài)抗壓強度的平均值為74.0MPa。即435中段巖石的抗壓強度，低于在此以前其他單位試驗所獲得的上部中段巖石的抗壓強度值,直接頂板和間接頂板巖石的濕抗壓強度在35MPa到105MPa之間，即F系數(shù)為3.5到10.5；I3礦體、Ib礦體和I2礦體巖石的濕抗壓強度則在34MPa到67MPa之間，即F系數(shù)為3.4到6.7。巖石抗壓強度的數(shù)值對礦柱的穩(wěn)定性有直接影響。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!1.選擇采礦方法的原則(1).安全和良好的工作條件。(2).充分合理的開采地下礦產(chǎn)資源。(3).生產(chǎn)能力較大，勞動生產(chǎn)率高。(4).生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益高。(5).操作簡單，易于管理。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!采礦方法優(yōu)化選擇的方案

針對西部礦段，設(shè)計擬考慮了五種采礦方法：(1).盤漏斗空場采礦法：用于開采厚度大于10m的礦體。(2).電耙房柱法：用于開采厚度4m～8m的礦體。(3).全面法:用于開采厚度小于4m的礦體。(4).誘導(dǎo)崩落控頂連續(xù)采礦法：用于開采厚度5m-10m的礦體。該方法可變化為扇形中深孔連續(xù)采礦法和平行中深孔連續(xù)采礦法。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!(2).回采順序底盤漏斗空場法盤區(qū)由沿走向隔離礦柱分為上下兩個采場，盤區(qū)內(nèi)先采下采場，回采結(jié)束后再采上采場。采場內(nèi)自上而下回采。(3).采準(zhǔn)切割自中段運輸水平開掘進(jìn)風(fēng)短巷和進(jìn)風(fēng)天井至電耙聯(lián)道，然后自電耙聯(lián)道開掘采場進(jìn)風(fēng)井至底沿，自底沿掘進(jìn)鑿巖上山至采場切割平巷，自切割平巷開掘切割井及充填回風(fēng)井至上部充填回風(fēng)頂沿。各采場端部布置一條切割平巷和兩條切割天井，切割天井下與電耙道貫通，上與充填頂沿貫通，回采結(jié)束后作為充填井使用。采場回風(fēng)井布置于采場端部礦柱內(nèi)，下與電耙道貫通，上與頂板內(nèi)回風(fēng)頂沿貫通。

大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!(5).采場通風(fēng)及空區(qū)處理新鮮風(fēng)流主要從各中段進(jìn)風(fēng)井經(jīng)中段運輸平巷進(jìn)入坑內(nèi)至各盤區(qū)，由盤區(qū)人行材料通風(fēng)井進(jìn)入電耙道、鑿巖巷道，清洗工作面后，由采場端部位置的充填回風(fēng)天井匯入頂板充填回風(fēng)平巷。采場回采結(jié)束后，空區(qū)用掘進(jìn)廢石和尾砂充填處理。充填前，密閉通往空區(qū)的各出入口，即在電耙道溜井一側(cè)砌筑混凝土隔墻，防止尾砂進(jìn)入中段巷道。沿電耙道鋪設(shè)脫水管進(jìn)行滲透排水，并布置中孔溢流排水，排出采場充填體表層積水。采場脫出的細(xì)泥和水經(jīng)中段水溝抽出排出地表。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!(3).采準(zhǔn)切割自中段運輸水平開掘進(jìn)風(fēng)短巷和進(jìn)風(fēng)天井至底沿，自底沿掘進(jìn)鑿巖上山至采場切割平巷，自切割平巷開掘切割井及充填回風(fēng)井至上部充填回風(fēng)頂沿。各采場端部布置一條切割平巷和兩條切割天井，切割天井下與電耙道貫通，上與充填頂沿貫通，回采結(jié)束后作為充填井使用。采場回風(fēng)井布置于采場端部礦柱內(nèi)，下與電耙道貫通，上與頂板內(nèi)回風(fēng)頂沿貫通。(4).鑿巖爆破盤區(qū)內(nèi)各采場自下而上回采，在回采過程中視頂板穩(wěn)固情況，場內(nèi)留下規(guī)則或不規(guī)則的點柱，點柱直徑φ3m，點柱間距7m～8m。鑿巖采用YGZ90機鑿巖，孔徑φ65mm，炮孔垂直扇形布置，分次微差爆破崩礦，爆破后利用爆堆進(jìn)行錨桿網(wǎng)護(hù)頂，護(hù)頂寬度6m，錨桿長度1.5m～1.8m，錨桿網(wǎng)度1.5m×1.5m，采場運搬采用30KW電耙，采場溜井底部用振動放礦機裝車。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!2.3.3.全面采礦法(1).采場構(gòu)成要素盤區(qū)沿走向布置，當(dāng)?shù)V體傾角大于250°時，盤區(qū)偽傾斜布置，控制底板角度小于250°。盤區(qū)長度48m，盤區(qū)間柱寬度3m，中段礦柱寬3m。為控制頂板暴露面積，在中段高度25m范圍內(nèi)，沿走向隔離礦柱將盤區(qū)劃分為上下兩個采場，隔離礦柱寬度3m，采場寬度45m，采場斜長平均42.7m。采場垂直走向布置，每個采場布置一條底沿和三條切割上山，切割上山間距15m。(2).采準(zhǔn)切割自中段運輸水平開掘進(jìn)風(fēng)短巷和進(jìn)風(fēng)天井至底沿，自底沿掘進(jìn)切割上山至采場端部回風(fēng)井，然后再開掘回風(fēng)井至上部充填回風(fēng)頂沿。自中段運輸平巷開掘礦石溜井至采場切割上山，每個盤區(qū)開掘三條礦石溜井，礦石溜井間距為15m。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!2.3.4.強制（誘導(dǎo)）崩落可控頂連續(xù)采礦法用于開采厚度5m-10m的礦體。該方法可變種為扇形中深孔連續(xù)采礦法和平行中深孔連續(xù)采礦法。平行中深孔連續(xù)采礦法特點，是在下盤礦體內(nèi)先沿走向拉底回采，然后從圓柱拉底水平向上鉆鑿平行炮孔，以回采拉底水平以上的殘余礦體；采下礦石在空場下出礦。若礦石可崩性好，可用扇形中深孔崩礦。(1).采場構(gòu)成要素一般沿礦體傾向劃分階段和盤區(qū)，其走向長度一般可達(dá)40～50×300m，礦柱為4～6×4～6m，圓形礦柱為3m；如果礦體厚度較薄、巖礦較穩(wěn)固以及嗣后不再進(jìn)行回采時，可以選取最小寬度。階段間柱一般為8～10m（如不回采時可留3-6m）。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!(4).鑿巖爆破在回采過程中視頂板穩(wěn)固情況，場內(nèi)留下規(guī)則或不規(guī)則的點柱，點柱直徑φ3m，點柱間距7m～8m。鑿巖采用YTP26淺孔鑿巖機鑿巖進(jìn)行拉底，采場運搬采用30KW電耙，后中深孔鑿巖采用YGZ90機鑿巖，孔徑φ65mm，炮孔垂直扇形布置，分次微差爆破崩礦，采場運搬采用55KW電耙，采場溜井底部用振動放礦機裝車。(5).采場通風(fēng)及空區(qū)處理新鮮風(fēng)流主要從各中段進(jìn)風(fēng)井經(jīng)中段運輸平巷進(jìn)入坑內(nèi)至各盤區(qū)，由盤區(qū)人行材料通風(fēng)井進(jìn)入底沿、鑿巖巷道，清洗工作面后，由采場端部位置的回風(fēng)天井匯入頂板回風(fēng)平巷?；夭梢欢ú煞?，采用深孔人工強制崩落上盤圍巖，以便嗣后的礦柱回采。為了有效控制巖層和降低礦柱損失，可以采用由上而下的各階段回采順序，當(dāng)然也可以全尾砂充填。放頂?shù)目刂剖欠彭斕幚砜諈^(qū)成敗的關(guān)鍵。放頂控制的主要內(nèi)容是研究拉底速度（破壞礦柱的速度）與頂板冒落的速度的匹配與控制，可以實現(xiàn)有規(guī)律的放頂和沖擊地壓的避免。。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!(2).降低損失貧化的措施礦體，礦體厚度、傾角及形態(tài)變化較大，要降低礦石的損失和貧化，必須從地質(zhì)、設(shè)計、管理等方面采取綜合措施才能取得滿意的效果。(a).加強地質(zhì)勘探及研究工作，認(rèn)真弄清礦床賦存規(guī)律及開采技術(shù)條件，給設(shè)計及生產(chǎn)提供比較確切的，有關(guān)礦體產(chǎn)狀、形態(tài)、空間分布情況、儲量及品位變化規(guī)律等資料，使采礦方法和工藝參數(shù)的選擇更切合礦山實際。(b).加強礦山巖體力學(xué)方面的研究與測定工作，為設(shè)計與生產(chǎn)提出有關(guān)的指標(biāo)，使采場布置形式、礦房面積、礦柱尺寸及支護(hù)型式的計算、地壓管理等工作建立在可靠的基礎(chǔ)上，為優(yōu)化設(shè)計提供較確切的數(shù)據(jù)。(c).在基建及生產(chǎn)過程中應(yīng)加強生產(chǎn)探礦及礦體的二次圈定工作，使采切、落礦等工程設(shè)計建立在比較可靠的地質(zhì)資料基礎(chǔ)上。(d).生產(chǎn)中應(yīng)加強礦山生產(chǎn)管理，建立健全有關(guān)的規(guī)章制度。(e).采用部分膠結(jié)充填（1：6水灰比）的替代礦柱支撐頂板，但需膠結(jié)充填系統(tǒng)試驗成功為條件，其采礦方法可改為兩步回采的采方法。(f).選用合適的回采礦柱的方法大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!(2).采準(zhǔn)切割采用大紅山原有開拓系統(tǒng)中距離礦柱下盤一條運輸平巷，掘進(jìn)平巷到礦體的下盤。沿礦柱礦脈的走向，在礦柱下盤中線處打一條脈內(nèi)運輸通風(fēng)行人平巷。長度為礦塊長度100m。每隔10m向上掘進(jìn)一條溜井，溜井高度為礦塊的全厚即為10～15m，規(guī)格為2×2m，共打9條溜井。溜井位于脈內(nèi)運輸通風(fēng)行人平巷的右側(cè)2m處。每段分層高度定為2.5m，所以回采進(jìn)路的高度亦為2.5m，該礦柱大概能劃分4到6個分層，回采進(jìn)路寬度為2m。在礦柱頂部開鑿回采進(jìn)路，使之與各個溜井相聯(lián)通。在開始回采前沿礦體寬度進(jìn)行少量的切割工作，擴大自由面，會使爆破落礦的效果更好。當(dāng)分層回采進(jìn)路部分礦體回采結(jié)束并且放頂以后可以開鑿相應(yīng)部分的的第二回采進(jìn)路以及開采相應(yīng)的礦體。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!(c).采場通風(fēng)新鮮風(fēng)流由地表經(jīng)平硐口進(jìn)入脈內(nèi)運輸通風(fēng)行人平巷，由溜井進(jìn)入回采工作面，洗刷工作面之后又另一條溜井排除，經(jīng)脈內(nèi)運輸通風(fēng)行人平巷之后最終運出地表。在爆破后需要加強通風(fēng)時采用局部風(fēng)扇通風(fēng)。(d).出礦淺孔落礦結(jié)束以后，采用小型電耙耙礦運距為（5～10m），將礦石爬入每10m一段的溜井中，經(jīng)溜井下放到穿脈運輸平巷，經(jīng)裝車后運至運輸平巷。(e).鋪設(shè)假頂金屬網(wǎng)假頂

混凝土假頂大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!2.3.7.采礦方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號項目單位1)底盤漏斗空場采礦法2)電耙房柱法3)全面法4)可控頂連續(xù)采礦法1采切比m/Kt9.5817.1016.3911.72m3/Kt51．1486.8886.2159.973損失率%25.8220.3713.087.14貧化率%12.149.04.337.55盤區(qū)生產(chǎn)能力t/d450-500300100-300150-200大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!(1).進(jìn)行巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗和礦山原巖應(yīng)力測試與研究。確定構(gòu)造應(yīng)力場和自重應(yīng)力場，為巖石力學(xué)計算分析、采場和巷道的布置方式及開采順序提供依據(jù)。(2).巖石應(yīng)變性質(zhì)研究。調(diào)查研究巖體構(gòu)造分布規(guī)律和構(gòu)造模型，進(jìn)一步測試各類巖體的力學(xué)參數(shù)。(3).建立數(shù)值分析模型。模擬上下采區(qū)之間、多層礦體之間、中段之間、各盤區(qū)之間等的開采順序，研究頂板、夾層、礦柱的應(yīng)力分布規(guī)律及斷裂的形成和發(fā)展。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!(7).爆破振動是影響礦柱穩(wěn)定和地表邊坡的重要因素之一，生產(chǎn)中建立爆破測試系統(tǒng)，以便采取合適的爆破方法。(8).加強在采場頂板管理和空區(qū)處理方面研究，為今后通過更多的生產(chǎn)實踐在更大的范圍和進(jìn)一步得到完善奠定基礎(chǔ)。(9).加強地質(zhì)勘探和生產(chǎn)探礦，盡量減少二次圈定礦體出現(xiàn)的誤差。(10).采用叁卷筒電耙絞車和拋繩槍技術(shù)以及電耙清底工藝，進(jìn)一步提高出礦效率，杜絕人員進(jìn)入采空區(qū)懸掛滑輪和其它作業(yè)，安全有效地回收底板殘留礦石。(11).若頂板不穩(wěn)，通過進(jìn)一步試驗研究，選擇錨桿的品種和類型，以降低支護(hù)費用。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!2.主要研究內(nèi)容和設(shè)計指標(biāo)(1)、綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、高效率等因素，進(jìn)行采礦方法選擇和合理化設(shè)計；(2)、空區(qū)控頂參數(shù)的研究；(3)、采礦工藝方案的研究；(4)、采礦工藝技術(shù)指標(biāo)研究。設(shè)計指標(biāo)是：(1)、礦石貧化率：5-10%；(2)、礦石損失率：15%；(3)、礦塊平均生產(chǎn)能力：100～150t/d（單側(cè)后退式采場）、150～240t/d（由中央向兩側(cè)后退式）。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!

二、緩傾斜礦體開采的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展

我國許多金屬礦床和大部分非金屬礦床都屬于緩傾斜礦床，一直采用常規(guī)方法開采，效果普遍不好，尤其是用傳統(tǒng)方法開采在我國占有很大比重的中厚緩傾斜礦體時，以及開采厚度雖然不大，但頂板巖石穩(wěn)固性不好的緩傾斜體時，問題更多。因此，此類礦體至今仍被認(rèn)為是難采礦體。前者，由于沒有找到更有效的開采方法，長期來國內(nèi)多數(shù)礦山不得不采用房柱法或底盤漏斗分段空場法，雖然可提高開采的安全性，但因在底板巖石中的采切工作量大，導(dǎo)致千噸采切比很高（有的高達(dá)30-50m/kt），開采成本也很高，礦塊或采場生產(chǎn)周期長。開采厚度小于7-8米的礦體時，問題更嚴(yán)重。由于存在這些嚴(yán)重缺陷，發(fā)達(dá)國家已很少采用此類方法，而用其它方法代替。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!目前，國內(nèi)斜中厚礦體一般采用房柱采礦法和有底部結(jié)構(gòu)的分段空場采礦法，少數(shù)礦山采用留礦全面采礦法、爆力運搬空場采礦法和分段崩落采礦法等。目前國內(nèi)在緩傾斜厚—中厚礦體開采方面應(yīng)用的房柱法方案主要有：淺孔普通房柱法、淺孔噴錨及人工點柱房柱法、普通中深孔房柱法、淺孔預(yù)控頂中深孔房柱法和中深孔超前切頂房柱法等幾種較點型的方案。為保障人員和設(shè)備的安全，防止局部的復(fù)雜地段造成的安全威脅，擴大房柱法的使用條件，采場護(hù)頂技術(shù)得到了發(fā)展，如錫礦山采用的錨桿護(hù)頂采礦法、湘西金礦采用了切頂噴錨網(wǎng)控頂房柱法、牟定銅礦采用了中深孔超前切頂結(jié)合電耙出礦房柱采礦法。房柱采礦法目前存在的主要問題是，礦柱損失大；對于圍巖穩(wěn)固性較差的礦體開采進(jìn)入采場作業(yè)人員和設(shè)備受到的安全威脅大；采用切頂進(jìn)行預(yù)控頂時采礦成本會大幅度提升，對于礦石價值較低的礦床開采又不合理。

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(1)、為了擴大無軌采礦設(shè)備在普通房柱法中的適用范圍，創(chuàng)造了沿走向推進(jìn)的對角式斜巷房柱法、下向階梯式房柱法和斜交走向推進(jìn)的房柱法。

(2)、隨著天井爬罐和深孔鑿巖設(shè)備的不斷改進(jìn)，錨索護(hù)頂技術(shù)的推廣，天井深孔采礦技術(shù)的應(yīng)用范圍日益擴大，芬蘭H600RL型全自動化液壓機組的研制成功，使天井深孔采礦技術(shù)進(jìn)入了一個新階段。

(3)、在深部地區(qū)地壓增大或礦石品位較高的情況下，不宜采用分段空場法和房柱法回采時，分條連續(xù)充填法和房柱充填采礦法得到成功應(yīng)用。

(4)、為了提高鑿巖效率，降低能耗和改善作業(yè)環(huán)境，使用大型液壓鑿巖臺車的礦山日益增多，采礦進(jìn)路斷面和分層高度也隨之增大。目前厚度小于6-8m的礦體，一般都不再分層回采，勞動生產(chǎn)率和采礦強度大幅度提高。

(5)、遙控鏟運機的應(yīng)用日益增多，自動化程度進(jìn)一步提高，對于提高回采效率，減少資源損失，以及改善作業(yè)條件，保證生產(chǎn)安全等都起到了很好的促進(jìn)作用。

(6)、廣泛使用各種錨桿臺車，不僅節(jié)約了大量坑木，而且加快了支護(hù)速度，改善了安全作業(yè)條件，采場控頂高度和跨度相應(yīng)增加，有利于無軌設(shè)備的推廣應(yīng)用。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!2.Ⅰ號銅鐵礦帶地層特征及礦體對比.礦帶地層特征Ⅰ號銅、鐵礦帶位于曼崗河組石榴黑云片巖夾變鈉質(zhì)凝灰?guī)r段的中上部。礦帶頂板地層為曼崗河組的白云石大理巖段，直接頂板為灰白色塊狀長英白云石大理巖，厚25m。與含礦帶接觸處有數(shù)分米至1—2m含錳而顯淺玫瑰紅色的灰白色質(zhì)純白云石大理巖，特征明顯，且在全區(qū)穩(wěn)定，是Ⅰ號銅、鐵礦帶頂板很好的標(biāo)志層，可作為對比基準(zhǔn)線（圖3-1、3-2）。礦帶主要巖性由一套含銅含鐵的石榴綠泥黑云白云石大理巖、變鈉質(zhì)凝灰?guī)r及石榴綠泥黑云片巖組成，巖性較為復(fù)雜。礦帶底板地層為暗綠色石榴白云黑云角閃片巖。石榴石個體粗大，呈眼球狀，巖性單一，特征明顯，可作為礦帶底板標(biāo)志層。

大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!Ic鐵礦體：產(chǎn)出于曼崗河組第三巖段頂部，為菱鐵、磁鐵礦型以菱鐵礦型為主的表外及貧礦體。貧礦儲量305.94萬噸，表外礦2513.83萬噸。I3銅礦體：為I號銅鐵礦帶中最主要礦體。礦體產(chǎn)于曼崗河組石榴黑云片巖夾變鈉質(zhì)凝灰?guī)r段的上部，呈層狀平行展布于Ic鐵礦體與Ib含鐵礦體之間。礦體傾向230°，傾角27°左右。礦體頂板為石榴黑云白云石大理巖，夾層和地板為石榴黑云片巖。礦體相對穩(wěn)定，一般為單層礦，分布于A210～A235線范圍，南北長2400m，東西最大寬1200m，儲量計算面積1.82km2。礦體埋深258～944m，標(biāo)高-217～503m。有富銅、貧銅及表外礦三種礦石品級，富礦分布于214～232線間，平均厚度3.23m，平均銅品位1.20％，儲量（金屬量）10.74萬噸。貧礦平均厚度5.58m，平均銅品位0.62％，儲量（金屬量）11.38萬噸，表外礦平均厚度3.56m，平均銅品位0.38％，儲量（金屬量）3.16萬噸。富銅、貧銅及表外礦平均銅品位0.78%，伴生SFe品位17.53％。

大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!四、西部礦段礦體的開采技術(shù)條件

礦體頂?shù)装寮皧A層巖性特征及礦層的礦體形態(tài)，產(chǎn)狀空間位置等見相關(guān)平剖面圖。主要物理參數(shù)如下：礦巖平均體積密度：含鐵銅礦石 3.05t/m3圍巖及夾石 2.90t/m3松散系數(shù)： 1.71自然安息角： 40°30′～41°00′礦巖濕度： 0.04%抗壓強度： 礦石 101.30Mpa巖石 54.93～173.4MPa大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!五、采礦方法研究

優(yōu)化采礦方法及其工藝過程是本項研究的重點，也是技術(shù)難點。主要內(nèi)容包括采礦方法優(yōu)選和優(yōu)化設(shè)計。西部礦段的主要開采對象Ⅰ3、Ⅰ2及Ⅰ1礦體，呈緩傾斜～傾斜、層疊狀產(chǎn)出，礦體間夾層厚度從幾米到幾十米不等。礦體傾角在17°～43°之間，平均傾角27°。礦體厚度在1.0～21.2m之間，平均厚度4.71m。礦圍巖均穩(wěn)固。礦體埋深在258～944m之間。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!2.采礦方法選擇與設(shè)計

步由本課題同行對采礦方法進(jìn)行選擇，結(jié)合西礦段緩傾斜礦體的采礦技術(shù)條件，創(chuàng)造性地提出或選出了五個技術(shù)上可行的采礦方法方案，在采場結(jié)構(gòu)上，既要革除底盤漏斗底部結(jié)構(gòu)，克服中厚礦體采礦法采切比大、采場準(zhǔn)備周期長的缺點，又要盡量保留其在專用巷道中完成穿爆和出礦作業(yè)，因而生產(chǎn)比較安全的優(yōu)點。第二步對這些可行的采礦方法方案的特點、結(jié)構(gòu)參數(shù)和采準(zhǔn)切割工程布置及其回采工藝、優(yōu)缺點和最有利的適用條件等方面進(jìn)行優(yōu)化相關(guān)參數(shù)及工藝。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!2.3.回采工藝2.3.1.底盤漏斗空場充填法(1).采場構(gòu)成要素盤區(qū)沿走向布置，當(dāng)?shù)V體傾角大于270°時，盤區(qū)偽傾斜布置，控制底板角度小于270°。盤區(qū)長度36m，盤區(qū)間柱寬度5m，中段礦柱寬5m。為將頂板暴露面積控制在1600m2以內(nèi)，在中段高度25m范圍內(nèi)，沿走向隔離礦柱將盤區(qū)劃分為上下兩個采場，隔離礦柱寬度5m，采場寬度31m，采場斜長平均40m，頂板暴露面積平均1440m2。采場垂直走向布置，每個采場布置兩條電耙道和兩條鑿巖上山，電耙道間距15m。礦體厚度小于12m時，鑿巖上山單層布置；當(dāng)?shù)V體厚度大于12m時，鑿巖上山采用多分層布置。底部漏斗高度7m～8m，漏斗間距6.5m～7.5m。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!(4).鑿巖爆破采用YGZ90機鑿巖，孔徑φ65mm，炮孔垂直扇形布置，采用小抵抗線、大眼底距的布置形式，以加強炮眼密度，減少大塊率，排間距1.0m～1.2m，孔底距2.5m～2.8m，控制孔深≤15m，導(dǎo)爆索與非電毫秒管復(fù)式起爆系統(tǒng)，2#巖石粉狀炸藥爆破，裝藥器裝藥。落礦塊度≤500mm，大塊在電耙道進(jìn)行二次破碎。采用55KW電耙運搬，采場溜井口加格篩，底部用振動放礦機裝車。若礦體頂板巖石節(jié)理較為發(fā)育，巖體被切割成塊狀，為避免回采過程中隨著頂板暴露面的加大，頂板大塊逐步掉落而產(chǎn)生貧化，隨著出礦的進(jìn)行，大塊提前溜至漏斗產(chǎn)生堵塞，造成礦石損失；同時，為提高盤區(qū)的出礦能力，盤區(qū)內(nèi)各采場大爆破次數(shù)控制在1～2次為宜，并采用小補償空間擠壓爆破方案，補償空間系數(shù)控制在12％～20％左右(須經(jīng)過試驗確定)。采用留礦空場法的方式，即每個采場在每次崩礦后只進(jìn)行松動出礦，待采場內(nèi)礦石崩落完畢后再進(jìn)行大量出礦。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!2.3.2.電耙房柱采礦法(1).采場構(gòu)成要素盤區(qū)沿走向布置，當(dāng)?shù)V體傾角大于250°時，盤區(qū)偽傾斜布置，控制底板角度小于250°。盤區(qū)長度36m，盤區(qū)間柱寬度3m，中段礦柱寬3m。為控制頂板暴露面積，在中段高度25m范圍內(nèi)，沿走向隔離礦柱將盤區(qū)劃分為上下兩個采場，隔離礦柱寬度3m，采場寬度33m，采場斜長平均27.6m。采場垂直走向布置，每個采場布置兩條電耙道和兩條鑿巖上山，電耙道間距18m。(2).回采順序盤區(qū)由沿走向隔離礦柱分為上下兩個采場，盤區(qū)內(nèi)先采下采場，回采結(jié)束后再采上采場。采場內(nèi)自上而下回采。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!(5).采場通風(fēng)及空區(qū)處理新鮮風(fēng)流主要從各中段進(jìn)風(fēng)井經(jīng)中段運輸平巷進(jìn)入坑內(nèi)至各盤區(qū)，由盤區(qū)人行材料通風(fēng)井進(jìn)入底沿、鑿巖巷道，清洗工作面后，由采場端部位置的充填回風(fēng)天井匯入頂板充填回風(fēng)平巷。采場回采結(jié)束后，空區(qū)用掘進(jìn)廢石和尾砂充填處理。充填前，密閉通往空區(qū)的各出入口和礦石溜井，防止尾砂進(jìn)入中段巷道。鋪設(shè)脫水管進(jìn)行滲透排水，并布置中孔溢流排水，排出采場充填體表層積水。采場脫出的細(xì)泥和水經(jīng)中段水溝抽出排出地表。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!(3).鑿巖爆破盤區(qū)內(nèi)各采場自下而上回采，在回采過程中視頂板穩(wěn)固情況，場內(nèi)留下規(guī)則或不規(guī)則的點柱，點柱尺寸2.5m×2.5m，點柱間距8m～12m。鑿巖采用YTP26淺孔鑿巖機鑿巖，分次爆破崩礦，爆破后利用爆堆進(jìn)行錨桿護(hù)頂，采場運搬采用30KW電耙，采場溜井底部用振動放礦機裝車。采場通風(fēng)及空區(qū)處理與房柱法相同。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!(2).回采順序盤區(qū)由沿走向連續(xù)回采，回采一定采幅后，采用人工強制崩落上盤圍巖，以便嗣后的礦柱回采。(3).采準(zhǔn)切割自中段運輸水平開掘進(jìn)風(fēng)短巷和進(jìn)風(fēng)天井至底沿，自底沿掘進(jìn)鑿巖上山至采場切割平巷，自切割平巷開掘切割井及回風(fēng)井至上部回風(fēng)頂沿。各盤區(qū)端部布置一條切割平巷和兩條切割天井，切割天井下與電耙道貫通，上與頂沿貫通，回采結(jié)束后作為充填井使用。采場回風(fēng)井布置于采場端部礦柱內(nèi)，下與電耙道貫通，上與頂板內(nèi)回風(fēng)頂沿貫通。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!2.3.5.損失與貧化(1).損失與貧化設(shè)計中,所留的各類連續(xù)礦柱不考慮回采,另外，房柱法及全面法盤區(qū)開采過程中，視礦體產(chǎn)狀和頂板的穩(wěn)定程度留下規(guī)則點柱或不規(guī)則點柱，此類點柱也不考慮回采，用于支撐頂板。經(jīng)計算，所選取的五種采礦方法中，底盤漏斗空場法損失率最高，達(dá)到26％,損失率高的原因主要是盤區(qū)所留連續(xù)礦柱尺寸相對較大，礦柱損失達(dá)到23％。由于地質(zhì)報告所提礦巖物理力學(xué)試驗指標(biāo)不具代表性，目前所選礦柱尺寸可能略顯保守，在下階段采礦方法試驗和生產(chǎn)中進(jìn)一步優(yōu)化盤區(qū)結(jié)構(gòu)尺寸，以降低損失率。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!2.3.6.盤區(qū)充填條件下回采礦柱的分層進(jìn)路崩落法盤區(qū)盡管采用礦柱支護(hù)，為實現(xiàn)各項工藝指標(biāo)的優(yōu)化，要回采礦柱以達(dá)到最大限度的資源開發(fā)。本次開采的礦體礦柱厚度一般6-10m，礦體厚度為8-10m。礦柱形狀呈近水平狀。礦體周圍為尾砂或廢石充填料。(1).礦柱布置和要素由于該礦山在回采礦房時采用的是充填法回采礦房，所以為了防止充填料的滲入，礦柱兩側(cè)各留0.5～1m礦壁不進(jìn)行回采（如果充填料具有自立性，膠結(jié)體，也可不留礦壁全部回采）。所以寬度為10米的礦柱真正回采的寬度為8～9m，走向長為100m，厚度為8～9m，分層高度定為2.5m（可根據(jù)條件來適當(dāng)調(diào)整）。大紅山銅礦可控頂采礦方法可行性研究共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!(3).礦塊回采回采方式為從分層（頂層）逐漸向下進(jìn)行回采，即為下行式回采。每一分層采用后退式回采(由兩側(cè)向中央后退式回采)。隨回采進(jìn)路的推進(jìn)而依次進(jìn)行放頂。同一水平的分層由上盤向下盤同時回采，相鄰礦塊回采超前2～3個進(jìn)路。(a).鑿巖采用輕型鑿巖鉆孔機YT-25?？讖綖?0mm，孔深0.5～2m?；夭蛇M(jìn)路采用正面鑿巖，礦體厚度大時采用梅花形或棋盤式布置炮孔。厚度小時采用之字形布置炮孔。鑿巖時進(jìn)行進(jìn)一步的探礦，摸