5非煤矿开采讲稿(5)

第三章非煤矿床回采工作过程第一节概述非煤矿床回采的主要作业包括：落矿：大多采用岩凿爆破法落矿运矿:广泛采用耙运设备或无轨运搬设备采场地压管理：很少进行人工支护，一般采用充填或崩落围岩卸压等措施。第二节落矿1）机械落矿目前仅用于开采f值小于3-4的软矿石，如锰矿、钾盐矿等。2）水力落矿开采锰矿和软铝土矿等松软易碎的矿层。3)人工落矿：用于开采水晶、宝石、冰洲石、光学萤石等特种矿物；4）特殊落矿方法：溶解落矿是用水作溶剂，将有用矿物溶于水中，运出水溶液，再从中把有用矿物分离出来。这种落矿方法用于开采钾盐、岩盐、芒硝和天然碱等盐类矿床。溶浸落矿是将化学溶剂注入矿层，浸出矿石中的有用成分，再将含有有用成分的溶液提升到地面进行加工。5）凿岩爆破落矿：是非煤矿床开采中的主要落矿方法，有浅孔落矿、中深孔落矿和深孔落矿等三种。一、浅孔落矿（一）炮孔布置孔深:小于3-5m，孔径一般为30-46mm；炮孔布置方式:有水平和垂直两种.（1）缓斜矿体一次采全厚(矿体厚度小于2.5-3m)时，布置水平炮孔【图(a)】;（2）开采缓斜中厚矿体时，需分层回采，炮孔既可水平布置，也可垂直布置【图(b)，(c))】;（3）开采急斜矿体时，炮孔也采用水平或垂直布置。分层的开采顺序取决于矿岩的稳固性。一般来说，开采缓斜矿体时，若上盘围岩(顶板)稳固而矿石不稳固，应自上而下回采(下向)；否则，宜自下而上回采（上向）。(a)单层回采；（b）下向梯段分层回采（c）上向梯段分层回采图3—1浅孔落矿炮孔布置示意图一般情况下，矿岩稳固性差时以采用小直径浅孔落矿为宜。(二)凿岩设备非煤矿床中应用最普通的还是风动凿岩设备型号钻孔直径㎜工作风压MPa耗气M3/min冲击功J冲击频率Min-1扭矩N.m机重Kg765538～460.53.2602100150024YT-2438～460.52.8601800130024YT-2638～460.53.5451600150029YTP-2638～460.4～0.63.0602600180026.5YSP-4540～500.55.0702700180044表3—1部分风动式孔凿岩机的主要技术性能(三)浅孔落矿的评价优点（1）矿石破碎质量好、大块率低；（2）炮孔布置灵活（3）矿石损失贫化小。缺点：（1）劳动强度大；（2）材料消耗大；（3）安全性较差；（4）落矿时矿尘浓度大；（5）落矿能力小。适用条件：一般用于厚度在5～8m以下的不规则矿体。二、中深孔落矿（优缺点）孔深：不大于15m孔径：一般为50～70mm(一)炮孔布置1、炮孔布置方式2、垂直扇形炮孔布置方法首先要确定边角孔(图中的1、4、8、11孔)的位置，以圈定崩矿范围，然后再按选择的最大孔间距均匀地布置其余炮孔。炮孔最小抵抗线W一般为钎头直径的23～30倍，扇形孔的孔底距a为最小抵抗线的0.85～1.2倍，扇形炮孔的扇面距一般可与最小抵抗线相同。复习：最小抵抗线——如果将一个球形或立方体形炸药包埋入岩石中，岩石与空气相接触的表面叫自由面，药包中心到自由面垂直距离叫最小抵抗线。(二)凿岩设备表3—2国产部分中深孔凿岩机的主要技术性能机号钻孔直径㎜工作风压MPa耗气量M3/min冲击功J冲击频率Min-1扭矩N.m机重KgYGZ-7038～550.5～0.77.51002300～2700650070YGZ-70A38～550.5～0.77.51002300～2700650075YGZ-70D38～550.5～0.77.51002300～2700650075YG-8050～750.5～0.78.51801750～18001000069YGZ-9050～800.5～0.71120020001200095中深孔及孔深大于15m的深孔，爆破时装药量大，因此非煤矿山广泛使用装药器(三)中深孔落矿的评价优点：1）中深孔的落矿能力大；2）为一些采矿方法的多工序平行作业创造了条件；3）凿岩作业的安全性改善。缺点：1）中深孔落矿由于炮孔多为扇形布置，易产出大块；2）中深孔落矿，矿体边界处的矿石损失和贫化也不易控制。适用条件：一般用于厚度5～8m以上的矿体。三、深孔落矿－－1孔深大于15m的炮孔称为深孔，其直径—般大于90mm。多采用潜孔凿岩机凿岩。深孔落矿时的炮孔方向，常用的为垂直布置和水平布置，而且又分为平行孔、扇形孔和束状孔三种。束状炮孔凿岩是在凿岩硐室内进行，一个凿岩硐室内可钻凿数排排面倾角不同的炮孔。如第一排排面倾角5～80，二排10～150，三排50～600，使崩落矿石厚度达到6～8m.深孔落矿评价：优点：1）可节省凿岩和装药时间；2）大大简化了采矿方法结构；3）改善了劳动和安全条件。缺点：1）深孔落矿的大块率高，矿体下盘处的矿石损失大，上盘处的矿石贫化率高；2）钻凿深孔易发生孔位偏斜。采用潜孔钻机的深孔落矿方法。潜孔钻机将冲击机构(冲击器)独立出来，潜人孔底。无论钻孔多深，钻头部是直接安装在冲击器上，冲击能损失少。四、深孔挤压爆破落矿补偿空间——矿石自矿体上崩落之后，其体积将会由于碎胀而增大，所以崩落后的矿石所需占据的空间要大于矿石原始体积占据的空间，二者之差为容纳碎胀矿石而需开凿的空间。自由空间爆破——如果崩矿之前，已经人为的为矿石的碎胀创造了足够的补偿空间，使得崩落的矿石可以充分松散破碎。此时的矿石碎胀系数约为1.3～1.4。挤压爆破——如果崩矿之前未留或末留出足够的补偿空间，而是使崩落的矿石向相邻的已崩矿岩进行挤压，以获得一部分补偿空间。其中，前一种情况叫无补偿空间挤压爆破落矿或向相邻崩落矿岩挤压爆破落矿，后一种叫小补偿空间挤压爆破落矿。挤压爆破矿石的松散系数约为1.1—1.3。（二）多排深孔挤压爆破过程图3—8表示的是多排深孔挤压爆破过程(三)深孔挤压爆破落矿评价与自由空间爆破落矿相比，深孔挤压爆破落矿的突出优点：1）减少或取消了补偿空间，不仅降低了矿块的切割工程量，也有利于矿体的稳定;2）挤压爆破的效果好，既降低了大块产出率，也提高了放矿和运搬矿石的速度。缺点：1）压实后的矿石易造成漏斗阻塞而使放矿困难;2）崩落的矿石易抛入凿岩巷道而增加辅助工作量。落矿方式比较落矿方式特征炮孔布置方式评价适用条件优点缺点浅孔落矿孔深小于3-5m，孔径一般为30-46mm水平和垂直两种1）大块率低；2）矿石损失贫化小。1）劳动强度大；2）材料消耗高；3）安全性较差；4）落矿时矿尘浓度大5）落矿能力小。用于厚度在5～8m以下、矿岩稳固性差的不规则矿体。中深孔落矿孔深不大于15m，孔径一般为50～70mm扇形和平行布置，其中垂直扇形孔应用较多。1）落矿能力大；2）有利于多工序平行作业；3）凿岩作业的安全性改善。1）易产出大块。2）矿体边界处的矿石损失和贫化也不易控制。用于厚度5～8m以上的矿体深孔落矿孔深大于15m的孔径—般大于90mm。平行孔、扇形孔和束状孔三种。每类中又有垂直布置和水平布置两种，1）可节省凿岩和装药时间；2）大大简化了采矿方法结构；3）改善了劳动和安全条件，1）大块率高2）矿体下盘处的矿石损失大，上盘处的矿石贫化高。此外，钻凿深孔易发生孔位偏斜，一般适用于厚度大于10m、形状规则、矿岩易分离的矿体。深孔挤压爆破落矿1）降低了矿块的切割工程量，有利于矿体的稳定。2）降低了大块产出率，也提高了放矿和运搬矿石的速度。1）压实后的矿石易造成漏斗阻塞而使放矿困难。2）崩落的矿石易抛入凿岩巷道而增加辅助工作量。五、非煤矿井的采场爆破特点采场爆破是指在回采工作面崩落矿石和回采矿柱时的爆破。与煤矿相比，非煤矿井采场爆破的特点是：虽然也采用电法爆破，但火雷管爆破应用较多，还采用其他非电磁破方法，而且采场爆破使用的炸药、起爆材料、起爆方法等都与煤矿有所不同。补充：落矿新技术非煤矿床已经研究了多种新的落矿方法，如液压冲击、钻孔劈裂、等离子爆破、自动钻爆和高压水射流落矿等，其中有的已成功地进行了工业性试验。第三节采场矿石运搬几种方式？？？？？？采场矿石运搬——指将工作面崩落的矿石运搬到运输水平的过程。目前采用的矿石运搬方法主要有重力运搬和机械运搬。开采倾斜矿体时，有采用爆力运搬的，即借助爆破的力量运搬矿石。一、重力运搬重力运搬方法是工作面崩落的矿石借重力由采场自溜入矿块底部的放矿漏斗，再放入运输巷道的矿车中外运。(采场矿石→放矿漏斗→运输巷道)放矿漏斗及其下部的闸门，一般布置在矿块的底柱内。此种漏斗多用于浅孔落矿的薄及极薄矿体。放矿漏斗可以采用人工漏斗。二、电耙运搬(一)电耙设备电耙是由耙斗装岩机的耙斗、牵引钢丝绳和绞车组成。电耙耙斗的形式有箱形（耙运软碎矿石）和篦式（耙运坚硬块状）两种。三滚筒电耙绞车在较大的采场中的应用。电耙作业一般在水平或微倾斜的平面上进行。电耙既可以在采场中作业，也可在电耙巷道中耙运矿石。电耙的有效运搬距离向下部运时不超过60m，水平耙运时一般不超过40～50m，运距分别在30～40m和20～30m以下时效果最好。(二)电耙巷道布置设有电耙巷道时，工作面崩落的采场矿石→受矿巷道（直接接受矿石的巷道）→电耙巷道→矿石溜井。电耙巷道的布置方式：1、矿块留有底柱电耙巷道—般布置于运输巷道上方4～6m处的底柱内，其间用矿石溜井联系。溜井的容量不应小于一列车的矿石容量。(采场矿石→受矿巷道→电耙巷道→矿石溜井→运输巷道)2、矿块没有底柱电耙巷道直接布置在运输巷道顶板上，耙运的矿石经装车台直接装车，但由于耙矿与运输互相干扰而应用不多。电耙巷道也有与运输巷道设在同—水平，耙运的矿石经溜井放至下一阶段的运输巷道集中出矿。三、自行设备运搬包括有轨自行设备和无轨自行设备，既可用于掘进，也可用于采场运搬。目前，地下矿山采场应用的自行设备主要是无轨自行设备，包括装运机、铲运机、电铲与自卸卡车等。四、矿石运搬方法比较采场矿石运搬运搬方式特征评价适用条件优点缺点重力运搬重力运搬方法是工作面崩落的矿石借重力由采场自溜入矿块底部的放矿漏斗，再放入运输巷道的矿车中外运。运搬最简单，矿柱矿量少，费用低。放矿能力小，闸门易损坏。在开采急倾斜薄及极薄矿脉并采用浅孔落矿时被广泛应用。电耙运搬工作面崩落的矿石借自重经过直接接受矿石的受矿巷送，流入电耙巷道，由电耙耙运至矿石溜井电耙的构造简单，坚固耐用，移动灵活，易于维修其适应性强、应用范围广牵引绳磨损大、运搬能力随运距的增加而迅速减小自行设备运搬自行设备主要是无轨自行设备，包括装运机、铲运机、电铲与自卸卡车等同一设备既可用于回采，又可用于掘进，铲运机还可用来消除路障和运输材料,机动灵活,运搬设备能力大、效率高,配合其他回采设备，实现回采工作面的综合机械化设备昂贵、维修工作量大、操作技术水平要求高五、矿块底部结构（一）矿块底部结构的概念矿块底部结构——指从阶段运输水平到拉底水平之间，所包括的受矿巷道、二次破碎巷道、出矿巷道和放矿巷道的有机配合部分。它能够使矿房或矿柱采下来的矿石，经过这些巷道，利用矿石自重，或出矿设备的运搬，装入运输水平的矿车中。漏斗漏斗颈阶段运输水平放矿部分出矿部分受矿部分天井拉底巷道底板水平电耙道溜井矿阶段运输平巷受矿部分——从电耙巷道顶板→拉底巷道底板出矿部分——从阶段运输巷道顶板→电耙道顶板放矿部分——从阶段运输巷道底板→运输巷道顶板。（二）受矿巷道形式漏斗式、堑沟式和平底式三种。1、漏斗式如果接受采场崩落矿石的巷道是漏斗，则称为漏斗式受矿巷道。漏斗的形状有圆形和方形两种，它们在电耙巷道两侧的布置方式，可对称布置，也可交错布置。图3—18漏斗布置形式a—对称布置；b—交错布置漏斗作为受矿巷道，与其他形式的受矿巷道相比，特点是对矿块底柱的切割较少，有利于底柱稳定。所以，在各种矿石条件下都广为应用。2、堑沟式堑沟式受矿巷道——将同排各漏斗沿纵向连通，形成一个V形沟槽，以这种沟槽代替漏斗成为受矿巷道。这种受矿巷道的放矿口较漏斗大，放矿过程中堵漏事故较少，但对矿块底柱的切割较大，降低了矿柱的稳定性。适用于矿石中等稳固以上的矿体。3、平底式受矿巷道平底式受矿巷道的布置其特点是受矿巷道与电耙巷道的底板位于同一标高水平上，回采矿块时崩落的矿石在平底式受矿巷