賀家圪臺(tái)鋁土礦長壁松動(dòng)爆破綜合機(jī)械化開采技術(shù)研究

賀家圪臺(tái)鋁土礦長壁松動(dòng)爆破綜合機(jī)械化開采技術(shù)研究隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,近幾年我國鋁土礦資源消耗速度大大超過世界平均水平,目前我國淺部鋁資源逐步開發(fā)殆盡,國內(nèi)鋁資源的開發(fā)開始轉(zhuǎn)入深部,鋁土礦地下開采剛處于起步階段,僅有的幾個(gè)礦井仍沿用有色系統(tǒng)傳統(tǒng)的房柱法進(jìn)行開采,該方法生產(chǎn)效率低,資源回收率低、浪費(fèi)嚴(yán)重,而目前煤炭行業(yè)綜合機(jī)械化采煤方法已經(jīng)非常成熟,若能把該方法引入鋁土礦的地下開采,必將大大提高生產(chǎn)效率和資源回收率。為此本文提出了鋁土礦長壁松動(dòng)爆破綜合機(jī)械化開采新技術(shù),研究了實(shí)施該技術(shù)所面臨的的一系列技術(shù)問題。雖然長壁綜合機(jī)械化開采在有色金屬礦山還未曾有過先例,但鋁土礦采用綜合機(jī)械化開采勢必成為鋁土礦地下開采一個(gè)總的發(fā)展趨勢。論文以興縣賀家圪臺(tái)鋁土礦地下開采為主要研究對(duì)象,采用現(xiàn)場取樣、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬、方法比選和現(xiàn)場試驗(yàn)等方法,對(duì)興縣賀家圪臺(tái)鋁土礦礦石層賦存狀況、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育及分布狀況、礦石特征、采礦方法等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究,提出了一種全新的鋁土礦地下開采方法,即鋁土礦長壁松動(dòng)爆破綜合機(jī)械化開采方法。并進(jìn)行了支撐該方法的松動(dòng)爆破、礦山壓力控制及設(shè)備配套等方面的探索性研究。主要研究成果如下：（1通）過現(xiàn)場取芯及實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn),明確了鋁土礦及頂?shù)装鍘r層分布狀況、各巖層物理力學(xué)性質(zhì),為鋁上礦地下開采采礦方法的合理選擇提供了原始基礎(chǔ)依據(jù)。（2針）對(duì)賀家圪臺(tái)鋁土礦賦存條件,結(jié)合礦山開采設(shè)計(jì)的基本原則,對(duì)賀家圪臺(tái)鋁土礦地下開采的采礦方法進(jìn)行科學(xué)、合理的分析,確定了本礦可采用的采礦方法有房柱式采礦法和長壁單層崩落法,并創(chuàng)造性的提出了一種全新的方法—長壁松動(dòng)爆破綜合機(jī)械化開采方法。結(jié)合理論分析,確定了各種開采方法的主要技術(shù)參數(shù)及回采工藝。通過比選,長壁單層崩落法和長壁松動(dòng)爆破綜采法比房柱采礦法單工作面產(chǎn)量大,生產(chǎn)效率和回收率高,經(jīng)濟(jì)效益明顯,其優(yōu)越性大大超過其它的采礦方法。（3在）分析巖石的破碎機(jī)理和裂隙巖體的強(qiáng)度特征的基礎(chǔ)上,提出了采用綜合反映巖塊和裂隙性質(zhì)的準(zhǔn)巖體強(qiáng)度作為評(píng)價(jià)礦體可切割性的指標(biāo),該指標(biāo)可通過測量礦體中的超聲波傳輸速度進(jìn)行計(jì)算,解決了爆破松動(dòng)巖體的可切割性評(píng)價(jià)問題。（4在）研究巖體節(jié)理裂隙分布規(guī)律和爆破塊度的分形分布的基礎(chǔ)上,提出了確定爆破塊度和爆破參數(shù)關(guān)系的回歸分析方法,為根據(jù)爆破塊度要求確定爆破參數(shù)提供了依據(jù)。并通過松動(dòng)爆破原理分析,提出了針對(duì)賀家圪臺(tái)地下開采條件松動(dòng)爆破參數(shù)計(jì)算方法。（5通過現(xiàn)場爆破試驗(yàn),利用松動(dòng)爆破可切割性的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法對(duì)爆破效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。得出松動(dòng)爆破后的礦體整體強(qiáng)度可以減弱到巖塊強(qiáng)度的 對(duì)于賀家圪臺(tái)鋁土礦強(qiáng)度為 合理松動(dòng)爆破后強(qiáng)度可降低到 。試驗(yàn)結(jié)果為滾筒采礦機(jī)在鋁土礦開采中使用得以實(shí)行,為實(shí)現(xiàn)鋁土礦長壁綜合機(jī)械化開采提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù)。（6理）論研究了鋁土礦長壁綜合機(jī)械化開采采場頂板結(jié)構(gòu)的基本形式,采場礦壓顯現(xiàn)特征。（7針）對(duì)賀家圪臺(tái)鋁土礦及頂?shù)装遒x存條件綜合運(yùn)用直接頂載荷倍數(shù)估算、理論計(jì)算、數(shù)值模擬等方法,確定了鋁土礦長壁松動(dòng)爆破綜合機(jī)械化開采工作面液壓支架的合理支護(hù)強(qiáng)度支護(hù)強(qiáng)度不應(yīng)小于 。進(jìn)行液壓支架立柱防砸裝置設(shè)計(jì)解決松動(dòng)爆破飛石損壞支架立柱的問題。（8賀）家圪臺(tái)鋁土礦采區(qū)巷道圍巖特征為“兩軟一硬”,針對(duì)該類巷道的圍巖強(qiáng)度特征,給出了賀家圪臺(tái)鋁土礦長壁松動(dòng)爆破綜合機(jī)械化開采采區(qū)巷道支護(hù)方案及支護(hù)參數(shù)。（9進(jìn)）行鋁土礦長壁松動(dòng)爆破綜合機(jī)械化開采工作面設(shè)備選型與總體配套設(shè)計(jì),確定滾筒采礦機(jī)、工作面刮板運(yùn)輸機(jī)、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)、順槽可伸縮帶式輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù),為實(shí)現(xiàn)鋁土礦長壁松動(dòng)爆破綜合機(jī)械化安全高效開采提供了主要技術(shù)和安全保障?？傊疚妮^深入