液压支柱护顶崩落采矿提高采矿回采率的研究

液压支柱护顶崩落采矿提高采矿回采率的研究摘要：随着（矿业活动）的不断发展与进步，一次性的矿产资源逐步趋向于枯竭。随着工业对矿产的大量需求，人们的开采力度逐步加大，但在开采的过程中使用的机械与方法不一，导致许多资源的利用率和回采率很低，造成了矿产资源的利用程度降低。本文就我国矿业开发使用的技术存在的问题进行分析，并提出针对不同的地质条件下采用液压支柱护顶崩落采矿法提高回采率的一些措施。关键词：液压支柱护顶崩落采矿法矿山地质灾害矿柱回踩回采率我国一向以地大物博，矿产资源丰富而著称，且种类齐全。据有关部门统计，截止2010底，我国保有矿山企业10.6万多家，开采矿种达到190多种，年矿石总量为50x108t，总价值超过1.56万亿元。人们大量的开采对矿产资源的消耗程度远远大于矿产再生的速度，且很多采矿企业都是采用老式的采矿方法，无法将矿产资源充分合理地利用，回采率也相当低，这对矿产资源来说是一种极大的浪费，对矿产业的发展与进步也造成了一定的影响。1我国目前采矿的主要方法及存在的问题1.1目前，很多小型矿山采用的采矿方法是用预留矿柱的办法，但是预留矿柱有如下缺点：①支撑面积小，需要大量的预留矿柱进行支撑。②支撑柱无法及时收回，会对矿区采矿造成很大的影响。③部分矿柱是老式的木料矿柱，承受能力需要进一步加强。④矿柱的体积大、重量重，不方便搬运。⑤矿柱的遗留问题。但目前很多矿山仍然使用预留矿柱的方法，但是这种预留矿柱的采矿方法需要大量的人力与物力，且在施工过程中没有良好的安全保证性，导致采用矿柱的施工方法难以满足采矿要求，矿柱占有位置的矿产也被大量的浪费，无法提高矿产的回采率。1.2矿产开采是一种高危的行业；因为目前的露天矿产已经开采殆尽，无法满足社会发展需要，因此，大量的开采工作开始转移到地下。但是我国大陆是由很多块的小型地块多幕次汇集而形成的，各种矿产所存在的地质条件十分复杂，比如矿产附带的：高地应力、高地温、高瓦斯等等，这些问题都是严重影响与限制矿产业飞发展。在矿井内工作，且是人工开凿的有限空间内，里面会出现很多的有毒气体、易燃易爆气体、固体，对工作人员的人身安全造成很大的威胁。但许多矿山由于各种因素的限制采用大型机械明显是不大可能的，虽然这些矿山也采用了一些先进的措施，但是在里面施工的工作人员的素质决定这些措施无法得到保障实施，同时由于采矿方法的限制使得矿产开采效率无法得到提升，更无法谈回采率的问题。2目前被广泛使用的采矿方法2.1上向水平分层胶结充填法在矿井内沿着矿块的走向或者垂直走向来进行布置，间隔回采。一般来讲：分层的高度为3m，采用两采一充的方式，所采用的填充料主要是尾砂胶结料，灰砂比例为1:10的比例，在每一次的充填循环即将结束的时候采用灰砂比例为1:5的尾砂来进行冲料填充铺面，当采矿进度进行到最后一分层的时候，必须要留3～3.5m的厚水平矿柱来作为保护层。整体的矿柱呈现水平赋存状态，平均的厚度为3～3.5m，大多数都是被压在充填体之间，矿柱的顶部与充填体结合比较稳固，底部由于充填的高度比较有限，难以接到顶部，因此，大都存在0.5～2m高度的空间，造成回采的难度十分大。2.2缓倾斜薄矿层长壁开采针对缓倾斜的薄矿层二研究开发的具有体积小、功率大、高可靠性的采矿机、刨矿机，以及适合刨矿机进行综合采矿的液压支架；研究开发薄矿层工作面的总体配套技术与高效开采方法。2.3综合开采在很多的矿产中，针对不同的情况采用不同的技术与方法进行开采，在面积广阔的空间内，采取大型的机械以及高科技的技术手段；在面积小，矿层薄的地方采用小型的机械、高功率的机械；在比较偏远的矿产地区，采取富有强烈技巧性的采矿方法进行采矿等等。3液压支柱护顶崩落采矿法针对矿井内的支柱多，活动空间小，采矿效率低，回采率低等众多问题来分析液压支柱护顶崩落采矿方法。液压支柱护顶崩落采矿方法最重要的是解决了地压管理与顶板管理的安全问题，为采矿的安全保障提供了极大的支持。在矿井内使用液压支柱来临时支护顶板，可以在保证安全生产的条件下，尽可能的多采矿、出好矿、延长矿产的开采年限，提高采矿效率与矿业的经济效益与资源的利用率。液压支柱护顶崩落采矿方法还附带了地压监测仪，在矿井中采用液压支柱护顶崩落采矿方法，可以实时的对顶板与地压进行监测，并得到动态的地压分布曲线，根据曲线来分析地压的分布情况，再经过专业的、科学的计算之后得出所需要的液压支柱的数量以及位置，再经过矿压仪对每一根液压支柱需要承载的压力进行监测与量测，就可以及时的对液压支柱的支撑力进行调整，保证顶板的安全稳固，保证矿井的施工安全。液压支柱护顶崩落采矿方法具有设备架设容易、工作面推进速度快，可以适应众多的地理环境与工作层面，可以提高矿产的开采效率，支柱的额定工作阻力是十分大的，具有良好的抗爆破冲击能力等一系列的有点，能够最大幅度的保证作业人员的人身安全问题；同时，液压支柱护顶崩落采矿方法的制作材料便具备了较强的抗腐蚀性能，对于不同的采幅高度，都可以通过液压缸来进行调节；整体的支柱用乳化液来作为加载的介质，操作很简便，比较安全可靠；此外，液压支柱护顶崩落采矿方法还具有轻巧，便于搬运与回收的特点，在矿井工作面内，可以随意的进行搬运，不会占用大面积的使用面积，最大限度的提高了矿产的利用率。4液压支柱护顶崩落采矿方法提高采矿回采率回采率指的是在矿产被第一次开采之后进行第二次的开采，其开采时所占总矿产的比例问题。随着科技的不断发展与进步，设备的改进，施工技术的更新，人员素质的提高，矿产的开采率在近些年来得到不断地提高，但是回采率缺没有上升。究其原因不外乎以下三点：①矿产企业生产重视的是经济效益，对于第二次开采占总矿产的比例十分低下，在回采这一方面消耗的时间与精力，在运用到开采方面可以赚取更多的经济效益。②回采难度大；在目前的矿井工作面中，因为一直在进行工作面的推进，途中的支撑柱就不能撤回，甚至还需要不停的添加，以此来提高安全保障，在对矿产开采殆尽的时候，进行回采，就必须更换支撑柱的位置，其耗费的人力与物力是无法计算的，且在更换的过程中没有比较好的技术与方法，很容易出现安全事故。③回采率低下；从矿产的经济学角度来说，每一点矿产资源我们都是必须要利用的，但是矿产的开采者则不这样认为，施工人员是按照矿产丰富、容易开采的位置进行开采，对于矿产的管理人员来讲，很多的管理人员不具备相应的综合素质，对于整个开采过程甚至是一无所知，无法取得良好的管理效果。导致上面的文件内容下发到施工人员手上，等于空谈，没有实际效果，这也是回采率低下的原因之一。对于以上的原因，我们采用液压支柱护顶崩落采矿方法来提高采矿的回采率。采用工作面临时支护的液压支柱处在应力降低区，所承受的压力小于正常的地压。在进行回采的过程中，按照一定的步距对采空区的顶板进行自然的或者强制的方顶。用充填的方法来进行处理空区。采场控顶的距离与放顶距离及支护的参数可以先参照类似的矿山来进行。比如：支护参数（排距为0.5m、间距为0.8m）地压根据实际测量而定，放顶距离0.8～1.6m。放顶排数1～5排，工作面留2～3排。在撤柱放顶的过冲中，切顶支柱必须进行密集支护。在遇到一些比较困难的放顶工作时候，可以在工作面方向斜向上30°打上一排的眼洞进行强行放顶。■图一采矿工作面与采空区的顶板岩层移动其中a——矿臂支撑影响区b——离层区c——重新压实区采用以上的方法对矿产进行实施回采，预计回采率可以达到10%左右，可以大幅度的提高矿产的使用效率，同时，增加企业的综合经济效益，值得在矿产施工过程中进行试验与推广。参考文献：[1]何芳，徐友宁，乔冈等.中国矿山地质灾害分布特征[j].地质通报，2012，31(2):476-485.[2]徐友宁.矿山地质环境调查研究现状及展望[j].地质通报，2008，27(8):1235-1244.[3]钱鸣高，缪协兴，许家林等.论科学采矿[j].采矿与安全工程学报，2008，25(1):1-10.[4]王君辉.采矿系统工程的发展现状与新趋势[j].民营科技，2012，(2):121-121.[5]肖尤彬.液压支柱护顶崩落采矿提高铝土矿回采率的研究[j].采矿技术，2009，09(5):8-9.[6]于子旺，范永海.矿用液压支柱再制造技术研究[j].煤矿机械，2010，31(11):120-122.