第4讲采矿工艺ppt课件.ppt

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1、第三章 采矿工艺,第一节 落矿 第二节 矿石运搬 第三节 采场地压管理,非煤矿床回采的主要工艺： 落矿、矿石运搬与地压管理 特点： 1)多用凿岩爆破法落矿； 2)多用耙运设备或无轨运搬设备而少用输送机； 3)地压管理简单(自身强度、充填或崩落围岩卸压),第三章 采矿工艺,第一节 落矿,一、概述 1.落矿:指将矿石从矿体上分离下来，并破碎成一定（适于运搬）块度的过程。 2.落矿方法 因素：矿石硬度、工业价值、品位与物理化学性质 1)人工落矿：水晶、宝石等特种矿物； 2)机械、水力落矿：开采软矿石； 3)溶解、溶浸落矿：物理化学性质，特殊采矿方法； 4)凿岩爆破法：浅孔、中深孔、深孔落孔、深孔挤压

2、落矿。,第一节 落矿,3.要求： 1)作业安全； 2)在崩矿范围内崩矿完全，对设计崩矿范围外的矿岩破坏最小； 3)大块少且矿石块度均匀； 4)满足矿块生产能力的要求； 5)落矿费用最低。,第一节 落矿,4.评价落矿效果的主要指标： 1)凿岩工劳动生产率 2)实际落矿范围与设计范围的差距 3)矿石的破碎质量：主要用大块产出率表示。,第一节 落矿,二、浅孔落矿 浅孔：孔深不大于35m，孔径为3046mm的炮孔。,与煤矿爆破落煤的区别主要在： 1)炮孔布置； 2)凿岩设备； 3)炸药；,第一节 落矿,1 炮孔布置,a）水平布置； b）水平、下向垂直布置； c) 上向垂直布置；,水平孔落矿：受采场空顶

3、面积或矿体厚度限制。 垂直炮孔落矿：与上述相反，可同时爆破较多炮孔，落矿量大，但爆破后顶底板不平整。,第一节 落矿,1 炮孔布置,第一节 落矿,2 凿岩设备 据炮孔方向、矿石硬度，选用不同设备：,第一节 落矿,3 评价 优点：炮孔布置均匀，装药量少，矿石破碎质量好，大块产出率低，矿石损失贫化下。当矿体不规则时，采用浅孔，可以“精收细采”，尽可能提高回收率。 缺点：劳动强度大，材料消耗多，效率低；落矿量小；安全卫生条件差。 使用：在我国相当普遍，比重约50%，主要在58m以下的不规则矿体。 发展方向：机械化凿岩。,第一节 落矿,三、中深孔布置 中深孔（接杆炮孔）：孔深不大于15m，孔径一般为50

4、70mm的炮孔。 1 炮孔布置 （1）凿岩地点：凿岩巷道、凿岩硐室。,第一节 落矿,扇形中深孔 a）垂直扇形布置；b）水平扇形布置； 1-凿岩巷道；2-凿岩天井；3-凿岩硐室,第一节 落矿,平行中深孔 a）垂直平行孔 b）水平平行孔,第一节 落矿,（2）炮孔布置评价 平行布置：炸药分布均匀，爆破质量好，但凿岩作业时间长（频繁移机安装），效率低。 扇形布置：同一排面得炮孔呈放射状排列，炸药分布不均匀，爆破质量差，但不必频繁移动凿岩设备，凿岩效率高。 多采用扇形布置，垂直上向扇形,第一节 落矿,（a）最大孔间距； （b）爆破范围； （c）放射中心,（一）确定爆破范围； （二）确定边角孔1,4,8,

5、11 （三）根据最小抵抗线确定孔间距、孔底距； （四）均匀增加炮孔。,（3） 扇形炮孔布置方法,第一节 落矿,最小抵抗线：从装药重心到自由面的最短距离,第一节 落矿,2 凿岩设备 风动导轨式中型、重型凿岩机 安装在钻架或凿岩台车上。 发展方向：液压凿岩台车。 3 中深孔的评价 优点：落矿能力大；安全性好；可平行作业。 缺点：大块产出率高；矿石贫化大。 应用：非常广泛，一般用于厚度58m以上的矿体。,第一节 落矿,四、深孔落矿 深孔：孔深大于15m，孔径一般大于90mm 1 炮孔布置 1)平行孔 2)扇形布置 3)束状布置,第一节 落矿,2 凿岩设备 风动潜孔式钻机。,普通凿岩机,第一节 落矿,

6、3 评价 优点：落矿能力大，劳动效率高，安全条件好，采准工程量小，采矿方法结构简化。 缺点：矿石破碎不均匀，大块产出率高，地震效应很大，矿石损失贫化大。 适用：厚度大于58m，矿石价值不高，形状规则，矿岩易分离的矿体。 发展：深孔落矿(用潜孔钻机)是发展高效采矿方法的途径之一。,第一节 落矿,五、深孔挤压爆破落矿 (一)概述 1.矿石的碎胀性与补偿空间： 岩石的碎胀性：岩石破碎后的体积大于破碎前整体的体积。 补偿空间：为了使爆破工作能顺利进行，需要开凿一定大小的空间来容纳爆破后增大的岩石体积，该空间称补偿空间。,第一节 落矿,2.补偿空间系数k：补偿空间体积V1与爆破前矿石体积V0之比。 （补

7、偿比）,3.按补偿空间的大小分类： 1)自由空间爆破落矿（k=2030%） 2)小补偿空间挤压爆破落矿(k=1020%) 3)无补偿空间挤压爆破落矿,第一节 落矿,(二) 爆破的作用原理 1.自由空间爆破 2.挤压爆破 爆破作用两个阶段,(a)自由空间爆破； （b）挤压爆破 1-入射波；2-反射波；3-透射波,第一节 落矿,第一节 落矿,(三)深孔挤压爆破落矿评价 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)崩落矿石易抛入凿岩巷

8、道而增加辅助工作量。,第一节 落矿,六、非煤矿井的采场爆破 1、主要内容： 在回采工作面崩落矿石和回采矿柱时的爆破 2、特点： 1)火雷管爆破应用较多，也用电雷管爆破。 缺点： a.无法利用仪表检测； b.不安全。 2)炸药 岩石硝铵炸药，威力大，但污染也较高。,第二节 矿石运搬,一、概述 1.定义：是指将回采崩落的矿石从采场运搬到阶段运输水平的过程。 2.矿石运搬方法： 1)重力运搬； 2)机械运搬：电耙、无轨自行设备、输送机； 3)爆力运搬； 4)水力运搬,按矿体倾角分类,第二节 矿石运搬,按目前的开采技术条件，矿体按厚度分为五类：,第二节 矿石运搬,第二节 矿石运搬,二、重力运搬 1.定

9、义：将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，并直接装入位于运输巷道的矿车。 放矿漏斗：矿块底部接受矿石的巷道形式之一。位于矿块底柱内，漏斗间距46m至68m。,第二节 矿石运搬,第二节 矿石运搬,第二节 矿石运搬,2.辅助设备： 漏斗闸门和振动出矿机。 3.需具备的条件： 矿体倾角大于矿石的自然安息角。,第二节 矿石运搬,4.优缺点及适用条件 优点：结构简单，效率高，成本低，不需专门的运搬设备，矿块的底柱矿量少； 缺点：放矿能力小，放矿条件差，易损坏漏斗闸门。 适用条件：急斜薄及极薄矿体。,第二节 矿石运搬,三、机械运搬 机械运搬：采用运搬机械将崩落的矿石从采场运搬到阶段运输水

10、平的过程。 （1）电耙运搬 （2）无轨自行设备运搬 （3）输送机运搬,第二节 矿石运搬,(一)电耙运搬 1. 电耙设备由尾轮、耙斗、牵引钢丝绳和绞车组成。 耙斗有多种形式；,第二节 矿石运搬,(一)电耙运搬 1.绞车有双滚筒和三滚筒两种布置。 耙运倾角： 向上1015， 向下2530。 有效运搬距离： 向下L60m； 向上L4050m。,第二节 矿石运搬,在电耙巷道中耙运矿石 1-阶段运输巷；2-穿脉巷道；3-矿石溜井；4-电耙巷道；5-漏斗穿；6-漏斗,2.电耙巷道布置 (1) 运输巷道上方36m的底柱内; (2) 运输巷道顶板 (3) 同一水平布置,第二节 矿石运搬,3.优缺点 优点：设备

11、简单，坚固耐用，使用范围广，易于维修，设备及维修费用低。 缺点：出矿能力小，矿石易粉碎，钢丝绳磨损严重。,第二节 矿石运搬,(二)无轨自行设备运搬 装运机（国内）、铲运机（国外）、电铲-自卸卡车 1.装运机运搬 距离一般不超过60m，120 150t/台班,第二节 矿石运搬,2.铲运机运搬 柴油机、电力驱动；铲斗23m3，无自卸车厢。 合理运距150200m，400 500t/台班,3.电铲-自卸卡车运搬 铲斗12m3 ，20t的自卸汽车,第二节 矿石运搬,4.优缺点及适用条件 优点：机械化程度高，生产能力大，效率高，机动灵活。具有多种用途。 缺点：设备昂贵，维修工作量大，操作技术水平要求高。

12、装运机受风绳长度限制，柴油机污染环境。,第二节 矿石运搬,(三)连续运搬振动出矿井+输送机 生产能力20003000t/台班,第二节 矿石运搬,四、矿块底部结构 1.定义：在矿块底部接受矿石、二次破碎和放出矿石的一组巷道的总称。 受矿巷道、二次破碎巷道、放矿巷道 2.受矿巷道: 直接接受崩落矿石的巷道： 1)漏斗式 2)堑沟式 3)平底式,第二节 矿石运搬-矿块底部结构,漏斗布置形式 （a）对称布置；（b）交错布置,漏斗细部结构 1-电耙巷道；2-斗穿； 3-漏斗颈 4-漏斗；5-桃形矿柱,（1）漏斗式受矿巷道,第二节 矿石运搬-矿块底部结构,（1）漏斗式受矿巷道 优点：对矿块底柱切割较少，底

13、柱稳固性好 缺点：结构复杂，矿柱矿量大（底柱815m，矿量占16%20%）。,第二节 矿石运搬-矿块底部结构,堑沟式受矿巷道 1-电耙巷道； 2-斗穿； 3-堑沟,（2）堑沟式受矿巷道 堑沟：将漏斗沿纵向连通，形成一个“V”槽。,优点：放矿口尺寸大，不易堵塞，较漏斗结构简化 缺点：对底柱切割多，底柱的稳定性降低 适用条件:矿石稳固性较好，中等以上,第二节 矿石运搬-矿块底部结构,平底式受矿巷道 （a）两条电耙巷道；（b）一条电耙巷道 1-矿石溜井； 2-电耙绞车硐室； 3-电耙巷道 4-放矿口 5-拉底巷道,（3） 平底式受矿巷道 特点：受矿巷道与电耙巷道同标高,第二节 矿石运搬-矿块底部结构

14、,（3）平底式受矿巷道 优点：底部结构简单，放矿条件好，采准工作量小，底柱矿量小。 缺点：对底柱破坏大，残留矿石不能及时回收 适用条件：矿石稳固,第二节 矿石运搬,3 评价 （1）采矿方法的重要组成部分 （2）工程量占矿块采准切割工程量50% （3）矿柱量占矿块矿量15%20% （4）对矿块生产能力、劳动生产率、矿石损失与贫化、放矿安全及采矿成本影响 4 要求 （1）保证底柱稳定 （2) 结构简单，便于施工机械化 （3）与落矿能力适应,第三节 采场地压管理,1 采场地压管理： 是指回采过程中为控制或减轻地压造成的危害，或利用地压进行开采的工作。 2 目的： （1）减小或避免地压的危害，保证回采

15、工作安全进行 （2）利用地压 3 内容：采场维护、采空区处理。 4 特点：形成机理与煤矿相同，除了单层长壁式 崩落采矿法外，一般无来压现象。,第三节 采场地压管理,5 基本方法： 一、人工支护 木材、锚杆（锚索）、锚杆桁架、长锚索支护（常） 金属支架和液压自移支架（少） 二、留矿柱维护采场 1.利用矿石和围岩自身稳固性维护采场，一般不支护。 2.当采空区达一定范围，回收矿柱，处理采空区。 3.矿柱为圆形或矩形，间断或连续留设。,第三节 采场地压管理,三.充填采空区 作用：减缓岩层移动与地表下沉，控制地压 效果：矿石损失与贫化小 应用：矿石价值高或稀缺矿产，或地表需要保护。 分类： 1.按充填料

16、：干式充填（自溜、机械、风力）、水砂充填、胶结充填。 2.按矿块结构及工作面推进方向： 单层充填、分层充填(上向分层充填、下向分层胶结充填)、分采充填(削壁充填)。,普采工作面抛矸机抛矸充填 1运输平巷运煤胶带输送机；2工作面运煤刮板输送机；3回风平巷运矸胶带输送机； 4抛矸胶带输送机； 5运矸可伸缩胶带输送机,抛矸胶带输送机示意图,综采工作面刮板输送机卸矸充填 1前部运煤刮板输送机； 2后部卸矸充填刮板输送机；3轨道平巷运矸胶带输送机；4运输平巷转载机,风力充填工作面布置 1-回风平巷；2-胶带输送机；3-风力充填机；4-充填管路，5-伸缩管；6-支护工作台；7-采煤机；8-刮板输送机；9-转载机，10-胶带输送机；11-运输平巷,第三节 采场地压管理,四、崩落围岩 同“全部垮落法” 1 常采取强制措施崩落围岩 2 造成矿石损失和贫化 3 引起覆岩破坏和地表塌陷。,