下向深孔阶段空场嗣后充填采矿法的优化研究.pdf
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1、刘海生(1979),男,高级工程师,075641 河北省张家口市。下向深孔阶段空场嗣后充填采矿法的优化研究刘海生刘卫国张玲飞(河北省矾山磷矿有限公司)摘要针对下向深孔阶段空场嗣后充填采矿法凿岩硐室工程量大、采准工程施工困难、空区顶板不规则、出矿不安全、充填接顶率低等问题进行优化研究。通过优化上部凿岩巷道的布置形式,克服了上部凿岩硐室工程量大,施工困难以及顶板不规则的问题;改进了下向深孔的布置形式,由下向平行孔改成下向扇形孔,提高了深孔凿岩效率,改善了空区顶板轮廓,提高了空区顶板的稳定性;通过采用遥控设备回收空区内的残矿,解决了出矿过程中的安全问题。优化后的采矿工艺顶板稳定性提高,回采作业安全,
2、充填接顶率显著提高;采切比降低了8.09 m3/kt,贫化率降低了7%,单个采场生产效率提高了200 t/d,可供类似矿山借鉴。关键词下向深孔阶段空场嗣后充填采矿法采场结构参数下向扇形深孔DOI:10.3969/j.issn.1674-6082.2023.08.017Study on Optimization of Downward Deep Hole Stage Open Stoping with Subsequent Filling Mining MethodLIU HaishengLIU WeiguoZHANG Lingfei(Hebei Fanshan Phosphate Mine C
3、o.,Ltd.)AbstractAiming at the problems of large amount of rock drilling chamber,difficult construction ofmining preparation engineering,irregular roof of goaf,unsafe ore removal and low roof-contacting rate offilling in the downward deep hole stage open stoping and subsequent filling mining method,t
4、he optimizationresearch is carried out.By optimizing the layout of the upper rock drilling roadway,the problems of large engineering quantity,difficult construction and irregular roof of the upper rock drilling chamber are overcome.The arrangement form of the downward deep hole is improved,and the d
5、ownward parallel hole is changed into the downward fan-shaped hole,which improves the drilling efficiency of the deep hole,improves the roofcontour of the empty area,and improves the stability of the roof of the empty area.The safety problem in theprocess of ore drawing is solved by using remote con
6、trol equipment to recover the residual ore in the goaf.Thestability of the roof of the optimized mining process is improved,the mining operation is safe,and the fillingrate is significantly improved.The mining-cut ratio is reduced by 8.09 m3/kt,the dilution rate is reduced by7%,and the production ef
7、ficiency of a single stope is increased by 200 t/d,which can be used for referenceby similar mines.Keywordsdownward deep hole stage open stoping subsequent filling mining method,stope structureparameters,downward fan-shaped deep hole总第 652 期2023 年 8 月第 8 期现代矿业MODERN MININGSerial No.652August.2023目前我
8、国金属非金属行业有很多大中型矿山采用VCR法、下向平行深孔、分段凿岩阶段出矿、超级进路等方法进行作业,随着国内外采矿业的迅速发展,采矿设备也在逐步向信息化、自动化和智能化方向发展,使得高分段、大直径深孔爆破嗣后充填采矿技术更为成熟。下向深孔阶段空场嗣后充填采矿法适用于矿体厚大、矿体及围岩稳固性好、矿石流动性好的倾斜和急倾斜金属非金属矿。目前,我国的一些矿山企业虽然已经将下向深孔阶段空场嗣后充填采矿技术应用到实际生产中,但是还有进一步优化的空间,以提高其应用价值1-4。河北省矾山磷矿是首次对地下低品位的独立铁71现代矿业2023 年 8 月第 8 期总第 652 期矿体进行开采,适宜的采矿工艺对
9、于实现矿山可持续发展和生态环境保护有着至关重要的影响。低成本高效率的充填采矿法不仅是实现经济效益的基础,更是建设绿色矿山的技术保证。根据矾山磷矿3-1矿体的赋存条件、围岩稳固情况、矿石价值等因素选择了生产效率高、回采成本低的下向深孔阶段空场嗣后充填采矿法进行回采。1开采现状1.1工艺技术矾山磷矿初步设计中3-1矿体采用的是下向深孔阶段空场嗣后充填采矿法。矾山磷矿3-1矿体为连续的厚大矿体,矿房和矿柱垂直矿体走向布置,长为矿体厚度,矿房宽度为15 m;阶段高度45 m,底柱高度8 m。矿房之间留设5 m宽的间柱。由于现有的沿脉运输巷道位于回采矿体的上盘侧,所以回采顺序是由下盘向上盘方向回采。下向
10、孔凿岩采用高气压环形潜孔凿岩台车,拉底层凿岩采用阿特拉斯K41液压台车。使用天井钻机施工切割天井,并以此为自由空间爆破形成切割立槽,然后通过上向扇形深孔拉底后形成自由面,再从矿房顶板凿岩硐室内施工的下向平行深孔侧向爆破,爆破后使用铲运机从布置在拉底层的底部出矿结构大量出矿。出矿工作完成后施工混凝土充填挡墙,然后从上部凿岩巷道内铺设充填管路进行填充。充填结束后进行养护,养护期间施工相邻矿房的炮孔,养护完成后开始相邻矿房的回采。采准工程包括上部凿岩水平沿脉巷、凿岩联络巷、凿岩巷道和凿岩硐室;出矿水平沿脉巷、出矿巷道、出矿进路、堑沟拉底巷及联络巷等。凿岩水平沿脉巷、凿岩联络巷和凿岩巷道布置于矿块顶部
11、,同时兼做后期空区充填;出矿水平沿脉巷、出矿巷、出矿进路、堑沟拉底巷及联络巷布置在矿块底部,各作业水平通过斜坡道相连通。上部凿岩工程布置见图1。下向孔凿岩采用高气压环形潜孔凿岩台车,拉底层凿岩采用阿特拉斯K41液压台车。使用天井钻机施工切割天井,并以此为自由空间爆破形成切割立槽,然后通过上向扇形深孔拉底后扩大自由面,最后侧向爆破下向平行深孔。上部凿岩巷道内采用T100型凿岩台车施工下向平行孔,孔径95 mm,孔深2530 m,孔网参数2.5 m2.5 m;拉底巷内采用K41型凿岩台车钻凿上向扇形中深孔,孔径65 mm,孔深815 m,孔底距1.53.0 m,排距1.5 m;炸药选用粉状乳化炸药
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