華北理工采礦學(xué)課件11落礦

第四節(jié)淺孔落礦

第二節(jié)爆破法落礦的特點(diǎn)

第一節(jié)概述

第五節(jié)中深孔落礦

第三節(jié)礦石合格塊度

第六節(jié)深孔落礦

第七節(jié)深孔擠壓落礦

第八節(jié)藥室落礦第十一章落礦【目的要求】

了解回采主要工藝的概念；掌握礦石二次破碎的相關(guān)概念；掌握爆破落礦的淺孔、中深孔落礦、深孔礦的工藝過(guò)程和爆破參數(shù)；

了解深孔擠壓落礦（爆破）、藥室落礦的工藝過(guò)程。【重點(diǎn)】

掌握礦石二次破碎的相關(guān)概念；掌握爆破落礦的淺孔、中深孔落礦、深孔礦的工藝過(guò)程和爆破參數(shù)?！倦y點(diǎn)】

掌握爆破落礦的淺孔、中深孔落礦、深孔礦的工藝過(guò)程和爆破參數(shù)?！疽浴?/p>

回采工作主要過(guò)程包括三大作業(yè)：落礦礦石運(yùn)搬采場(chǎng)地壓管理一般情況下，礦石的回采指標(biāo)主要取決于這三大作業(yè)。第一節(jié)概述一、概念落礦：回采過(guò)程中，將礦石從礦體分離下來(lái)并破碎成一定塊度的過(guò)程稱為落礦。二、落礦的要求：工作安全設(shè)計(jì)范圍內(nèi)崩礦完全，而對(duì)其他外部破壞最??；礦石爆破塊度要均勻；盡量減小需要二次破碎的大塊；滿足礦塊能力的要求；落礦費(fèi)用最低。第一節(jié)概述三、落礦方法：落礦方法鑿巖爆破落礦方法淺孔落礦中深孔落礦深孔落礦藥室落礦機(jī)械落礦方法水力落礦方法溶解落礦方法【注】

大多數(shù)金屬礦床礦石堅(jiān)硬，通常采用鑿巖爆破落礦方法。第一節(jié)概述1、鑿巖爆破方法（1）淺孔落礦輕型鑿巖機(jī)鑿孔，孔徑：30~46mm，孔深：3~5mm。（2）中深孔落礦中型和重型鑿巖機(jī)和接桿釬子鉆鑿中深孔，也稱為接桿炮孔落礦?？讖剑?0~70mm，孔深≤15m。（3）深孔落礦專用鉆機(jī)鉆孔，孔徑＞90mm，孔深＞15m。對(duì)采礦方法參數(shù)產(chǎn)生了重要影響，落礦效率顯著提高，于60年代幾乎取代藥室落礦。（4）藥室落礦在礦體中掘進(jìn)專用巷道和硐室進(jìn)行集中裝藥落礦。巷道工程量大，崩礦塊度不均勻（易產(chǎn)生大塊和粉礦），作業(yè)條件惡劣，除極端堅(jiān)硬的礦石外，很少使用。第一節(jié)概述2、機(jī)械落礦僅在中硬以下的軟巖中使用。割煤機(jī)、鋸石機(jī)，軟巖中應(yīng)用，在近期不會(huì)有大量應(yīng)用。3、水力落礦利用高壓水射流，將脆而軟的礦石擊落，再用水或其它運(yùn)輸方式將破碎的礦石運(yùn)出。（水力采煤法）4、溶解落礦利用水作溶劑，將有用礦物溶于水中，運(yùn)出水溶液，再?gòu)闹袑⒌V物分離出來(lái)。（巖鹽礦開(kāi)采）第二節(jié)爆破法落礦特點(diǎn)一、爆破法各工序費(fèi)用比重

為減少落礦費(fèi)用，必須降低費(fèi)用最高工序所占比重。中硬礦石：用價(jià)格便宜的炸藥；硬礦石：完善鑿巖工具和方法，使用能產(chǎn)生最大破碎效果的、能降低鑿巖費(fèi)用的炸藥。

【注】

落礦過(guò)程中各工序費(fèi)用比重：中硬礦石：鑿巖：20%-30%；炸藥：40%-60%；裝藥和爆破：20%-40%。硬礦石：鑿巖：60%-70%；炸藥：20%-30%；裝藥和爆破：10%-20%。第二節(jié)爆破法落礦特點(diǎn)二、評(píng)價(jià)落礦的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，常用指標(biāo)鑿巖工勞動(dòng)生產(chǎn)率以崩礦量表示，單位：t/工班或m3/工班。每米炮孔（淺孔或深孔）崩礦量

m3/m或t/m表示。其倒數(shù)為：?jiǎn)挝昏弾r消耗量，m/m3或m/t。單位炸藥消耗量，Kg/t或kg/m3。不合格大塊產(chǎn)出率，%。第二節(jié)爆破法落礦特點(diǎn)三、影響崩礦指標(biāo)的主要因素礦石堅(jiān)固性單位炸藥消耗量和單位鑿巖消耗量與礦石堅(jiān)固性幾乎成正比。礦石的裂隙性爆破方向與裂隙垂直效果好平行不好，裂隙密集好，稀疏差。礦體厚度厚度小、爆破性大；自由面數(shù)目回采時(shí)工作面數(shù)常有2-3甚至4個(gè)。第三節(jié)礦石合格塊度

一、礦石合格塊度礦石破碎到適合放礦和運(yùn)輸條件的最大允許塊度叫礦石合格塊度。大于合格塊度的大塊礦石要進(jìn)行二次破碎。二、合格塊度尺寸的確定受放礦巷道斷面，運(yùn)搬，運(yùn)輸，提升礦石設(shè)備的類型和尺寸，提升前有無(wú)破碎裝置的影響。第三節(jié)礦石合格塊度

三、不合格大塊的危害及減少不合格大塊的措施1、概念不合格大塊：大于合格塊度尺寸的礦石塊，稱為不合格大塊，簡(jiǎn)稱大塊。不合格大塊產(chǎn)出率：不合格大塊數(shù)量與全部崩落礦石數(shù)量之比。

【注】

不合格大塊需要在放礦過(guò)程中進(jìn)行二次破碎。第三節(jié)礦石合格塊度2、不合格大塊的危害

不合格大塊對(duì)回采過(guò)程危害極大，二次破碎造成的環(huán)境污染；中斷運(yùn)礦作業(yè)，降低生產(chǎn)能力；增加炸藥消耗；降低安全系數(shù)，尤其漏斗堵塞的處理更是危險(xiǎn)，有時(shí)二次破碎，崩壞放礦口，使剩余礦石無(wú)法放運(yùn)。3、減少不合格大塊的措施:改善落礦時(shí)礦石破碎質(zhì)量；采取必要的技術(shù)措施，增大礦石合格塊度尺寸。

第三節(jié)礦石合格塊度4、改善落礦時(shí)礦石破碎質(zhì)量:一般是增加單位炸藥消耗量；采用小孔徑炮孔；擠壓爆破；采用大直徑垂直深孔球狀藥包爆破；增加礦石不合格塊度尺寸,增大巷道斷面尺寸，運(yùn)搬和運(yùn)輸設(shè)備的功率，礦車規(guī)格以及設(shè)置地下破碎站等。這樣可降低礦石開(kāi)采費(fèi)用，盡快收回基建多投入的資金。第四節(jié)淺孔落礦一、落礦特點(diǎn)淺孔落礦與巷道掘進(jìn)相比，最大特點(diǎn)：與采礦方法相結(jié)合，與回采工藝密切相關(guān)，回采工作面自由面至少有兩個(gè)，在一個(gè)自由面上鑿孔，向另一個(gè)自由面方向崩礦。二、落礦方式

1、開(kāi)采緩傾斜薄礦體，單層回采，水平炮孔，鑿巖機(jī)：YT-25、7655；

2、開(kāi)采緩傾斜中厚礦體，分層回采，采用上向梯段或下向梯段工作面；

3、開(kāi)采急傾斜礦體，下向分層回采或上向分層回采。

第四節(jié)淺孔落礦三、淺孔落礦評(píng)價(jià)適用于厚度在5~8m以下的不規(guī)則的礦體；使礦體與圍巖接觸面處礦石回采率達(dá)到最高，而貧化小；礦石破碎良好，大塊產(chǎn)出率低；然而落礦材料和勞動(dòng)消耗大；在頂板爆露面下作業(yè)，工作安全性差；粉塵高，每次爆破礦石量少。第四節(jié)淺孔落礦第五節(jié)中深孔落礦一、炮孔布置方式上向扇形；水平扇形。目前前者應(yīng)用較多。上向扇形中深孔布置1-鑿巖巷道；2-放礦漏斗；3-電耙巷道；4-切割立槽第五節(jié)中深孔落礦返回二、炮孔設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)爆破范圍內(nèi)，以鑿巖巷中確定的中心作放射狀布孔。圖11-41、先確定邊孔角，再依據(jù)最大孔底距均勻添布其余邊孔距：兩相鄰炮孔，短炮孔底到長(zhǎng)孔的垂直距離。2、排與排的關(guān)系：同排同段：兩條巷道應(yīng)均勻布孔。同排不同段，不同排不同段：在相鄰炮孔控制邊界處留0.8~1m的間隔。在同一平面上的炮孔，爆破方向垂直，應(yīng)留1~1.5m的間隔?！咀ⅰ?/p>

凡留有間隔帶的地方，在附近要增設(shè)加強(qiáng)排以清除間隔帶，減少大塊率。第五節(jié)中深孔落礦第五節(jié)中深孔落礦三、鑿巖設(shè)備中深孔鑿巖使用YG-40、YG-80、YG-90、YGZ-90等鑿巖機(jī)。第五節(jié)中深孔落礦四、裝藥裝藥器使用廣泛,常用的FZY-10型、AYZ-150型，裝藥能力為600kg/h，設(shè)有手動(dòng)攪拌器：裝水分較大的炸藥；AYZ-150無(wú)攪拌器，裝大直徑孔。第五節(jié)中深孔落礦五、大塊率問(wèn)題

中深孔落礦，采用扇形布孔，爆破后容易產(chǎn)生大塊。炮孔口炸藥密集，崩的不碎，孔間先擊穿，向前推出大塊?？椎拙嚯x大，如孔的角度偏1-2°，就將產(chǎn)生很大的大塊?？卓冢?.5-2m不裝藥，也產(chǎn)生大塊?！窘鉀Q辦法】

小抵抗線爆破技術(shù)：保持孔網(wǎng)面積S=a×W值不變的前提下，減少抵抗線W，增大孔間距a。使密集系數(shù)m=a/W為3-6，一般為m=0.8-1.2。即縮小排距，加大孔底距，在一排中孔與孔不影響，排與排的前孔與孔配合。第五節(jié)中深孔落礦六、中深孔落礦評(píng)價(jià):

中深孔落礦是我國(guó)地下礦山應(yīng)用極為廣泛的落礦方法，是在分段巷道中鑿巖和天井中鑿巖的主要方法。提高這種落礦方法效率的途徑是：研制全液壓鑿巖臺(tái)車，進(jìn)一步提高機(jī)械化程度,為增加炮孔鑿巖深度和鑿巖效率創(chuàng)造良好條件。返回第六節(jié)深孔落礦

深孔落礦是在中深孔的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，只是孔深的加深及孔徑的加大。當(dāng)然這種發(fā)展是由于出現(xiàn)了深孔鉆機(jī)、潛孔鉆。接桿鑿巖——潛孔鉆，解決了鑿巖速度下降的問(wèn)題。深孔落礦的出現(xiàn)，減化了采礦方法結(jié)構(gòu)，減少了采準(zhǔn)巷道工程量，提高了鑿巖勞動(dòng)生產(chǎn)率，并為大量落礦創(chuàng)造了條件。一、深孔布置方式垂直，傾斜和水平三種方式布置。每種又可扇形、平行或束狀布孔。通常垂直或傾斜分層均為平行布置，水平分層為扇形布置，在某種情況下還有束狀布置。第六節(jié)深孔落礦

平行布置能充分利用深孔長(zhǎng)度，炸藥分布均勻，礦石破碎效果好，缺點(diǎn)是掘進(jìn)鑿巖巷道工程量大，需要經(jīng)常移動(dòng)鑿巖設(shè)備，輔助作業(yè)時(shí)間多；扇形布孔總長(zhǎng)度鑿巖巷道工程量小，每個(gè)鑿巖位置可鉆若干（一個(gè)排面）深孔，扇形布孔總長(zhǎng)度比平行布孔增加50~60%，目前應(yīng)用廣泛。因?yàn)槭褂酶咝ц弾r設(shè)備，鑿巖增加費(fèi)用比增加巷道掘進(jìn)費(fèi)用便宜；束狀布置是從一個(gè)鑿巖硐室鉆鑿幾排扇形深孔，如第一排的排面傾角為5-8°，第二排為10-15°

，第三排為50-60°，使崩落礦石厚度達(dá)6~8m

。這種布孔用于崩落頂柱和間柱。第六節(jié)深孔落礦第六節(jié)深孔落礦二、布孔與礦體和圍巖接觸面的關(guān)系

當(dāng)?shù)V體與圍巖接觸且宜分離時(shí)鑿巖硐室可布置在接觸面內(nèi),孔底距上盤接觸面10-20cm，因?yàn)槭Ｏ碌牟槐雷月?，以防崩落圍巖，增加貧化。礬土礦就是如此。

當(dāng)?shù)V體與圍巖接觸面不明顯,成漸變關(guān)系時(shí)鑿巖硐室布置下盤脈外0.5-1m處，將邊孔布置在下盤接觸面上，孔底向上盤圍巖超鉆0.2-0.4W,以防接觸面殘留礦石。第六節(jié)深孔落礦三、深孔鑿巖我國(guó)使用YQ-100A型潛孔鉆機(jī)，可鉆水平扇形深孔，直徑95-105mm，W=(25-35)D，孔底距=1-1.3W，孔深一般小于25-30m。前蘇聯(lián)：HKP-100(105-110mm)，лдC-3型（孔徑為150mm）潛孔鉆機(jī)。有BⅢ-145型壓輪鉆機(jī)，可鉆鑿直徑為150mm，50-60m的深度。目前國(guó)外采用高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)，鑿巖速度可提高2倍多。第六節(jié)深孔落礦四、評(píng)價(jià)

【優(yōu)點(diǎn)】

與淺孔、中深孔落礦相比，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少采準(zhǔn)工程量，改善了勞動(dòng)條件和工作安全性。

【缺點(diǎn)】

大塊率高，礦巖接觸帶損失大（主要發(fā)生在下盤），礦石貧化高（發(fā)生在上盤）。

【適用】

厚度大于5-8m，礦體形態(tài)規(guī)整，礦巖易分離的礦體。第七節(jié)深孔擠壓落礦

一、深孔擠壓落礦的實(shí)質(zhì)擠壓爆破中，爆破第一排炮孔時(shí)，直射波的部分能量(25%)進(jìn)入相鄰松散介質(zhì)，第一階段破碎礦石的反射波能相應(yīng)降低。另一方面，在工作面前方的松散介質(zhì)，能延續(xù)礦體中裂隙的形成，延長(zhǎng)爆破應(yīng)力的作用時(shí)間，致使礦石能較均勻地得到破壞。由于應(yīng)力波的作用，首先沿裝藥連接線形成裂隙。爆破第二階段膨脹的氣體使裂隙破壞，并將破碎礦體向松散介質(zhì)推移和擠壓，在此過(guò)程中礦石獲得再次破碎。

第七節(jié)深孔擠壓落礦二、深孔擠壓落礦方案1、小補(bǔ)償空間擠壓落礦在設(shè)計(jì)回采的礦體中掘進(jìn)少量的切割工程。小切割槽作為補(bǔ)償空間(10-20%)，是落礦工作在擠壓狀態(tài)下進(jìn)行達(dá)到減少切割工程量和改善礦石破碎效果的目的。適用于任何情況而且降低大塊產(chǎn)出率，特別在穩(wěn)定性差的礦石條件下，以切割井巷代替切割槽，優(yōu)越性尤為明顯。第七節(jié)深孔擠壓落礦2、向相鄰崩落礦巖擠壓落礦

(1)松動(dòng)落礦：這是實(shí)現(xiàn)向相鄰松散介質(zhì)擠壓爆破的必要條件。松動(dòng)放礦量應(yīng)控制在15-20%為宜。

(2)第一排炮孔：第一排炮孔是影響爆破效果的重要因素。需要有較大的能量。一般在第一排炮孔后0.4-0.6米處增加一排炮孔。

(3)一次崩礦礦層厚度：增加一次崩礦礦層厚度，可減少爆破次數(shù),增加每次爆破礦量。但是厚度增加，從松散介質(zhì)獲得的補(bǔ)償空間將逐漸減少。根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造情況，調(diào)整一次崩礦層厚度，盡量將每次爆破的第一、二排炮孔避開(kāi)構(gòu)造破壞地段。當(dāng)?shù)V體厚度M>20-30米時(shí)，電耙巷道常垂直走布置，二爆破方向往往沿走向。第七節(jié)深孔擠壓落