回采工作的主要过程.ppt

金属矿床地下开采培训,中铝矿业有限公司小关矿 2008年3月,第六章 回采工作的主要过程,回采工作的主要过程,回采：从完成采准、切割工作的矿块内采出矿石的过程。 回采工艺包括落矿、出矿（矿石搬运）和地压管理3种作业。回采工艺直接影响采矿方法的技术经济指标。 落矿：2080% 出矿（矿石搬运）：1060% 地压管理：030%,落 矿,将矿石以合格块度从矿体上采落下来的作业。 对落矿的要求： 1、工作安全 2、矿石破碎块度均匀 3、满足矿块生产能力的要求 4、落矿费用最低,1.浅孔落矿 最早出现的炮孔落矿方法，使用轻型凿岩机凿孔。 2.中深孔落矿 由于使用中型和重型凿岩机和接杆钎子钻凿中深孔，因此也称接杆炮孔落矿。 3.深孔落矿 使用专用钻机钻孔。于60年代几乎完全取代了药室落矿方法。 4.药室落矿 在矿体中掘进专用的巷道和硐室 ，进行集中装药落矿。目前以很少使用。,凿岩爆破方法落矿,在坚硬的岩石中，预测在相当长的时间内，凿岩爆破方法仍将是主要的落矿方法。此外，还有机械落矿、水力落矿和溶解落矿等。,爆破法落矿的特点,爆破法是中硬以上矿石落矿的基本方法。 影响崩矿指标的主要因素有以下几种： 矿石坚固性；矿石的裂隙性；矿体厚度。 考虑避免夹制性和减少矿石损失和贫化等要求，各种落矿方法合适的最小矿体厚度为：浅孔落矿时为0.40.5m；中深孔和深孔落矿时为58m；药室落矿时为1015m,矿石合格块度,爆破崩矿时，矿石破碎到适合放矿和运输条件的最大允许块度，叫做矿石合格块度。大于合格块度的矿石，要在矿块内进行二次破碎。 矿块合格块度决定于放矿巷道的断面，搬运、运输和提升矿石设备的类型和尺寸，提升前有无地下破碎装置等。,浅孔落矿,目前我国地下矿山应用的采矿方法，浅孔落矿的比重约占50%。同巷道掘进比较，回采时浅孔落矿的最大特点，就是与采矿方法结合，与回采工艺密切相关，回采工作面的自由面至少有两个，在一个自由面上凿孔，另一个自由面方向崩矿。 这种落矿方法适用于厚度在58m以下的不规则矿体，可使矿体与围岩接触面处的矿石回采率达到最高，而贫化最小。此外，,矿石破碎良好，大块产出率低。然而，浅孔落矿材料和劳动消耗大，在顶板暴露面下作业，工作安全性差，粉尘高，每次爆破矿石量少。,中深孔落矿,中深孔落矿是我国地下矿山应用极为广泛的落矿方法，是在分段巷道中凿岩和天井中凿岩的主要方法。提高这种落矿方法效率的途径是：研制全液压凿岩台车，进一步提高机械化程度，为增加炮孔凿岩深度和凿岩效率创造良好条件。,深 孔 落 矿,随着孔深的增加，其凿岩速度大约按双曲线关系下降。为了消除这种冲击凿岩的缺点，出现了深孔落矿方法。 和浅孔、中深孔落矿比较，深孔落矿可提高劳动生产率，减少采准工程量，改善劳动条件和工作安全性（指浅孔和在天井凿岩的中深孔）。但这种落矿方法大块产出率高，矿体与围岩接触面处矿石损失大（主要发生在下盘），矿石贫化高（主要来,自上盘）。此外，应用深孔落矿时，要求矿体厚度大于58m，矿体形态规整，矿体与围岩接触面容易分离。,深孔挤压落矿,深孔挤压落矿时60年代以后推广应用与崩落采矿法中的新技术。这种落矿方法和自由空间落矿不同，时在较小的补偿空间条件下落矿，崩落的矿石不能充分松散；由于爆破的作用，矿石向相邻的松散介质碰撞和挤压，以获得补偿空间和辅助破碎。自由空间爆破的补偿空间一般为2030%，而挤压爆破只有1220%。,药室落矿,药室落矿时在专门开凿的巷道和硐室内，大量集中装药爆破的落矿方法。由于巷道工程量大，崩下的矿石块度难于控制，充填工作量大以及劳动条件恶劣等缺点，近年来这种落矿方法几乎完全为深孔落矿所代替。目前仅在极坚硬矿石或节理极其发育条件下，且深孔落矿效率很低或易塌陷、堵塞时，才选用药室落矿。此外，作为一种辅助的方法，也可利用已有巷道回采顶底柱、崩落围岩处理采空区等。,出矿（矿石搬运）,将采下的矿石从落矿工作面运到阶段（按一定高度划分，具有走向全长的开采矿段）运输水平的作业。出矿效率直接影响矿块的生产能力，采落矿石中大于规定标准的不合格大块，需在出矿前或出矿过程中进行二次破碎。常用的出矿设备有电耙、输送机、装载机、铲运机和振动放矿机等。,矿石二次破碎,回采落矿后所产生的不合格大块，在矿石运搬过程中需进行破碎，成为为二次破碎。 浅孔落矿时，在回采工作面和放矿闸门处或振动放矿机上；深孔落矿时，一般都在二次破碎巷道和放矿漏斗中。 矿石二次破碎方法，目前主要用覆土爆破法。对于韧性大的矿石，覆土爆破效果不好时，也采用浅孔破碎。,重力搬运,回采崩落的矿石在重力作用下，沿采场溜至矿块底部放矿巷道，直接装入运输水平的矿车中。这种从落矿地点到运输巷道全过程上的自重溜放矿石方法，称为重力搬运。重力搬运矿石方法，在开采急倾斜薄和极薄矿脉，应用非常广泛。 采场矿石重力运搬方法的应用范围，主要受矿体倾角、矿石性质和回采工艺等因素的影响。,电耙搬运矿石,长期以来，采用电耙机械搬运矿石，在我国应用最广泛。这是因为电耙具有构造简单、设备费用少、移动方便、坚固耐用、修理费用低和使用范围广等优点。主要缺点时：运矿工作间断，钢绳磨损很大，电能消耗较多，矿石容易粉碎，耙运距离增加时生产率急剧下降。,电耙运搬矿石的使用条件是：、 （1）运搬距离一般为1060m。当使用小型电耙绞车时，可减至510m。 （2）耙矿工作一般在水平或微倾斜的平面上进行；在特殊需要时，也可沿2530倾角的底板向下或沿1015倾角向上耙运。 （3）电耙运行所经过的巷道或采场的高度不应小于1.51.8m。 （4）在储量不大的缓倾斜矿体，其厚度小于1.52m，且矿石稳固性差，地压大，巷道维护困难等条件下，电耙运矿石方法更为合适。,下一讲,自行设备运搬矿石,自行设备有无轨的，也有有轨的。目前无轨自行设备应用极为广泛，有轨自行设备仅在少数中小型矿山应用。因此，习惯上将无轨设备，称之为自行设备。 自行设备运搬矿石，有下列几种：(1)装运机；(2)铲运机；(3)电铲和自卸卡车；(4)装岩机和自行矿车等。 优点：（1）多用性（2）机动灵活（3）生产率高（4）安全性好,主要缺点（1）设备及零件昂贵，设备使用期限短；（2）柴油驱动设备所需风量增加0.51倍，电耗大（3）装矿巷道断面较大，要求矿岩稳固；（4）维修工作量大，操作水平要求高。 自行设备运搬矿石，在世界各国应用日益广泛，适用的采矿方法也多，如房柱采矿法、分段和阶段矿房法、上向分层充填法、无底柱分段崩落发等。,振动出矿机的应用,振动出矿机是一种在振动作用下使松散矿石获得流动的设备。其应用在下列条件 （1）矿块底部放矿时，由振动出矿机向矿车、自卸汽车、溜井、输送机、电耙巷道给矿；（2）端部放矿时，振动出矿机向输送机给矿；（3）在溜井下部代替漏口闸门，由振动出矿机向矿车装矿。,爆力运搬矿石,爆力运搬是利用深孔爆破时产生的动能，使崩下的矿石沿采场地板移动，抛到受矿巷道中。 爆力运搬应用条件：苏联矿山实践表明，当矿体倾角在055范围内均可使用爆力运搬法，但倾角在3055时，爆力运搬可获得较好的技术经济效果；倾角小于3035时，必须使用电耙或推土机清理底板。倾角为1520时，爆力运搬距离为3040m，倾角为3040时，为60,80m。此外，要求矿岩接触面平整，且较稳固。 爆力运搬的评价：与底板漏斗重力运搬方法比较，可节省采准工作量，提高劳动生产率和降低成本；和房柱采矿法机械运搬方案比较，显著的减少或不需机械运搬，无需工人进入采空区作业，因而可保证工作安全。但爆力运搬也存在一些缺点，如回采间柱困难，矿石损失率大，单排爆破矿石破碎质量变坏，工作组织复杂，单位炸药消耗量大，凿岩天井维修量大以及通风条件不好等。,水力运搬矿石,水力运搬矿石主要用于薄和中厚倾斜矿体，可采用冲洗重力运搬、机械运搬或爆力运搬底板残留的矿石或矿粉。 我国有少数矿山用水冲运残留在地板的矿石，获得较好的效果。,向矿车装矿,矿石运搬到运输水平时，应向矿车装矿。常用的装矿方式是从放矿溜井通过漏口闸门或振动出矿机，有时电耙运搬通过撞车平台（缓倾斜矿体或电耙巷道直接位于运输巷道顶板）装车，极少数情况可从放矿巷道底板用装载机将矿石装入矿车。这项生产作业称为装矿。 一、多数运搬方法是通过漏口闸门进行装矿。放矿漏口闸门的结构应满足下列要求：,（1）闸门动作可靠，关闭和启开迅速，关闭后不漏粉矿，不飞块矿。 （2）闸门的主要构件必须简单可靠，维修方便。 （3）漏口规格需与矿车尺寸相适应。 （4）漏口装置必须保证装矿工作的安全。 目前我国地下矿山最常用的闸门结构有木板和金属棍闸门、扇形闸门、指状闸门和链状闸门。 二、漏口给矿机装矿,地压管理,包括维护和处理采空区。回采工艺中的落矿、出矿和地压管理是密切相关的，应根据最优技术经济效果，选取合理的回采工艺。 采场地压管理的基本方法有： （1）利用矿岩本身的强度和留必要的支撑矿柱，以保持采场的稳定性。 （2）采取各种支护方法，支撑回采工作面，,以维护其稳定性。 （3）充填采空区，支撑围岩并保持其稳定性。 （4）崩落围岩，使采场围岩应力降低，并使其重新分布，达到新的应力平衡。,采场暴露面和矿柱,一、采场暴露面的稳定性评价 采场暴露面积大小的主要因素有：矿石和围岩的力学性质、开采深度、施加在开采空间顶板的上覆岩层高度、暴露面维持的时间、暴露面的几何形状等。坚硬致密的岩石允许有较大的暴露面积；裂隙发育的或松软的岩石，暴露面积要小，有时还要进行支护。,二、矿柱 矿柱的强度与其形状有关。矿柱的宽度越大，高度越小，（即矿柱的宽高比越大），矿柱处于三向压缩状态的部分越大，则矿柱的强度越高。 三、支撑压力 开采空间上部覆岩的重量，由其两侧围岩（或矿柱）支撑，因而两侧围岩所承受的压力比开挖前要高，升高的压力称为支撑压力，压力升高的范围称为支撑压力区。,支 护,当采用不够稳固的矿体或围岩时，有时应用支柱或支架支护采空区，以保证回采工作的安全。 一、木材支护 1.横撑支柱和立柱 2.木垛 3.方框支架和木棚,二、锚杆和锚杆桁架支护 1.锚杆支护 2.锚杆桁架支护 三、金属支架支护 金属支架在地下开采中的应用逐渐增加，因为它具有强度大、使用期限长、可多次复用、安装容易、耐火性好等优点。但这种支架重量大、成本高、搬运和修理较困难，因此多用于开拓和采准巷道的支护中，而采场中应用较少。,四、混凝土和喷射混凝土支护 这种支护方法主要用于电耙巷道，喷射混凝土之后有时也用于采矿巷道。,充 填,这种支护方法可以有效的控制采场地压，减缓岩层移动和地表下沉的程度；能同时开采相邻矿房，允许多阶段回采和安全的回采矿柱，从而保证回采过程中的矿石损失和贫化最低；对于易燃矿石，没有火灾危险。 一、 分类根据采空区充填的程度，可分为全部充填和局部充填；按照回采工作和充填工作的顺序，分为同时充填和随后充填。,按照充填材料的成分和输送方法不同，可分为干式充填、水力充填和胶结充