高阶段采场稳定性分析及回采工艺技术研究

第60卷第3期 有 色金属(矿山部分) 2008年5月 高阶段采场稳定性分析及回采 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 技术研究 刘道昆 (铜陵有色金属集团股份有限公司安庆铜矿，安徽怀宁246131) 摘要：安庆铜矿采用高阶段大直径深孔采矿法回采矿房、矿柱，回采高度近120m。文章对安庆铜矿矿区 岩体特性、采矿方法进行了阐述，重点就高阶段采场结构参数，充填体稳定性等关键技术问题及相关回采技术措 施进行分析。 关键词：高阶段采场；采场稳定性；大直径深孔采矿；充填体 中图分类号：TD852文献标识码：A 文章编号：1671—4172(2008)03—0004—02 StabilityAnalysisandStudyonM'millgTechnologyofHigh—BenchStope UUDaokun (AnqingCopperMine，TonglingNonferrousMetalsGropeCo．，LTD．，Huaining246131，Anhni，China) Abstract：High-benchlarge—diameterlong—holeminingisusedinXnqingcoppermine，miningheightiscloseto120 m．Aftertheexpoundingofcharacteristicsoftherockma88andminingmethods，structureparameters，fallingbodystabili- 哆oflIigh-benchstopeandotherrelatedminingtechnologiesaremainlyanalyzedinthisarticle． Keywords：high-benchstope；stopestability；large—diameterlong-holemining；filllngbody 安庆铜矿是大型铜铁采选矿山， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 日采选能 力3500t。1’矿体为矿山主矿体，赋存标高一180一 一780m，为接触交代矽卡岩型铁铜矿床，矿体走向 1250一3050，倾向总体上为南西，部分倾向北东，主 体部分为急倾斜矿体。已控制矿体长度约760m， 平均厚度40-50m，部分厚大区域矿体厚度达80一 100m【11。 5 矿哇 {fjI矿 柱 重 正 5，7 ～ ／ ／ ／ 1 5■ 矿柱{姐 ，‘柱__ ／ ／ 一一 ____' 兽 吒 —●h‘ ／ ／ 《黟 ／ 纵削面 横削面 图l 安庆铜矿采场结构示意图 rig．1StopestructureofAnqingcoppermine 1．凿岩硐室；2．4d65衄炮孔；3．出矿进路；4．分段侧崩界线；5． 竖向切割槽 作者简介：刘道昆(1963一)，男，采矿工程师 高阶段大直径深孔回采嗣后充填采矿法为l。 矿体的主要采矿方法。采场垂直矿体走向布置，分 矿房、矿柱两步骤回采。采场宽均为15m，回采阶 段高度120m，实行分段凿岩(分段高60m)，连续 回采，阶段出矿，凿岩设备为Simba-261型潜孔钻 机，炮孔直径165mill。出矿采用ST系列铲运机，斗 容3．8—4．0in3。采场实行嗣后一次性充填，矿房 回采后进行尾砂胶结充填，矿柱为尾砂充填。图l 为安庆铜矿采场结构示意图。 1采场稳定性分析 实践 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明：岩体特征及其稳定性、矿区原岩应力 特征、采场结构参数、充填体质量等因素是制约采场 稳定性的内在因素，采场回采工艺技术是制约采场 稳定性的外在因素。 1．1岩体、原岩应力特征 从区域范围来看，矿区基本上是一个“基底一 盖层”结构。盖层厚度较大，为地层较全的沉积岩， 是一个较完整的块体结构。基底由围岩和矿体两部 分组成，围岩主要有轻变质粉砂岩、大理岩、矽卡岩、 闪长岩，矿体主要有含铜磁黄铁矿、含铜磁黄铁矿磁 铁矿透辉石矽卡岩、含铜磁铁矿、磁铁矿四种类型j 安庆铜矿地应力以水平应力为主，水平应力大 万方数据 第3期 刘道昆：高阶段采场稳定性分析及回采工艺技术研究 5 于垂直应力。最大主应力的方向基本水平，方位由 上部的近东西向转向下部的近北东一南西向。上部 岩层应力主要受矿区构造应力控制，随着深度的增 加，区域构造应力的影响逐步增大，而且地应力的大小也随之增大。⋯280 400m区间，最大主应力 量级为12—18MPa，属于中等地应力区；而一580m 水平的最大主应力量级为23—24MPa，属于高应力 区。 由于受东西向应力场的影响，地层频繁褶皱，构 成复式倒转背斜，矿区NW—SE断裂的较多，且被 后期的煌斑岩充填，矿区断层主要为F。断层横贯矿 区，向南北延伸，将主矿体分成东西两块(即l。、2’ 矿体)，F。断层破碎带总体胶结较好，局部较差，较 差地段对矿体回采有一定的影响。 工程地质调查研究结果表明：安庆铜矿岩体属 中等稳定，但岩体中节理裂隙比较发育，矿区中粉砂 岩夹泥灰岩，遇水泥化，遇构造易形成破碎带，它将 影响井巷工程的稳定性，矿体上盘围岩主要是大理 岩，下盘围岩主要是矽卡岩和闪长岩，均较稳定。 通过地表沉降的计算，地表覆盖沉积岩层未出 现塑性区和拉应力区，因此，矿体回采期间，地表处 于稳定状态，但由于矿区水文地质条件复杂，回采期 间，势必造成大量涌水，地下水的输出将导致地表出 现陷落区嵋1。 1．2回采顺序 通过数值模拟计算方法对采场回采过程进行分 析，分析塑性区、拉应力区的分布状况，从而确定合 理的开采顺序。在相关研究成果的基础上，安庆铜 矿采场回采实行隔一采一的回采顺序，即回采某一 个采场时，同类型的一个相邻采场及另一类型两个 采场均不得回采，可以回采下一个同类型的采场。 通过多年来的生产实践验证，隔一采一的回采顺序 是合理的，可避免采场间的相互影响，有利于采场的 稳定[31。 1．3采场结构参数 采场结构参数是制约采场稳定性的关键技术因素，安庆铜矿⋯280 400m矿房采场回采，采场 稳定性基本良好；矿柱采场的回采基本稳定，个别矿 柱采场因空区暴露高度、岩体构造、充填体质量等因 素的影响，出现原岩矿柱、充填体部分垮落。一400 —一510rn矿房采场回采过程中，因采场长度过长 (达90—130m)，造成矿柱采场出现较大范围的垮 落，给矿柱采场回采造成很大的困难。实践表明，采 场尺寸尤其是采场长度不宜过大，采场长度宜控制 在50m以内。同时只有采取合理的采场结构参数、 合理的回采顺序及合理的回采工艺技术，确保充填 体质量，才能实现矿房、矿柱采场的顺利回采。 1．4充填体稳定性 从矿山整体开采的角度而言，是采用充填的方 法处理采空区。鉴于充填体的弹性模量远远低于岩 体的弹性模量，可以认为，充填体起着限制围岩大范 围位移的作用，从而避免了大范围的地压活动，保护 了井下的开拓系统工程和地表工程HJ。 从采场回采的角度而言，矿房采场胶结充填直 接影响到矿柱采场的开采，当最后一批矿柱回采时， 胶结充填体必须隔离先期已采矿柱内的废石、尾砂 充填体，因此胶结充填体最直接的作用是隔离作用。 安庆铜矿充填材料包括充填骨料、胶凝材料，在 测定各种物料的物理机械性能及化学成份的基础 上，充填骨料选择分级粗尾砂和干河沙，胶凝材料选 择325号普通硅酸盐水泥(现使用32．5级)，同时 进行了不同配比、不同料浆浓度的试块强度试验。 针对采场不同部位对充填体强度的不同要求，分别 设计了1：4、1：8、l：10等几种灰砂比，料浆输送浓度 为70％一72％。不同灰砂比的充填料试块强度试 值见表1。 表1 不同浓度和配比下的抗压强度 Table1 Compressivestrengthensaccordingtoconcentra- tionandratio． 埴匿塑星竺丛P! 壅壁些 重量鎏廑鱼12丝 l—1．3 l：10 70—73 2—2．5 l：8 70—73 3．5—4．5 1：4 70—73 实践表明：安庆铜矿充填技术参数是能够满足 采矿技术要求的，只要严格按照 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 操作，并将相关 技术措施实施到位，充填体质量、充填体稳定性就可 以得到保证。 2回采技术措施 合理的灰砂配比和料浆输送浓度是保证充填体 质量的前提，先进的充填工艺技术和回采技术是保 证充填体及采场稳定的技术关键，安庆铜矿在长期 的科技攻关和生产实践中，探索出一套有效的的技 术措施和实践经验。 1)矿房采场采用VCR法小断面拉槽、分段侧 崩的崩矿方式，侧向崩矿分段高度10一15m，最大 单响药量控制在800kg以内，采场边界实行光面爆 破等爆破技术，可以有效地控制好采场边界的规整 性，从而控制了充填体的规整性。 (下转第4l页) 万方数据 第3期 杨君等：虚拟仪器下的提升机监控系统 41 定方向结果不一致，则发出错向故障并作相应的处 理。对于矿井提升机来说，过卷故障是重大故障，在 该软件中设置的过卷监视程序，作为冗余保护。 3)报警显示与报表打印 故障显示软件用于当系统发生故障后能及时根 据故障性质、系统的运行状态进行实时报警，保障系 统的安全运行HJ。实时报警用于显示提升系统运 行过程中出现的报警情况，提示司机进行正确动作。 另外，历史报警还能对故障进行储存，为分析事故原 因和调查设备状况等提供参考。报表用于保存各种 生产数据、并能查询显示，可按时间进行查询。数据 存储模块是对系统监控量自动创建数据库文件，记 录每次提升的主要状态参数，随着监控系统的运行， 监控数据可自动加到数据库文件中。 3 结论 1)能实现 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 速度图的设计和开停车信号、提 升方向信号、提升高度信号的动态监测，以及速度的 动态跟踪显示，并对过速、过卷、过电流、过电压等进 行监测显示，对提升机运行全程速度、加速度监测监 (上接第5页) 2)矿柱采场采用VCR法大断面拉槽、小分段 侧崩的崩矿方式，侧向崩矿的分段高度6m左右，最 大单响药量控制在300kg以内。采场边界实行加 强松动爆破等爆破技术，可以有效地减少爆破对充 填体的直接影响。 3)矿房、矿柱采场回采过程中，严格实行留矿 爆破，减少采空区暴露高度。 4)优化凿岩爆破参数、装药结构，选择合理的 起爆顺序，控制最大单响药量，减少爆破对采场现整 性的破坏。 5)实施强化开采，缩短采场回采周期，缩短采 空区暴露时间。 6)充填时，保证一定砂仓砂面的高度，确保造 浆浓度，通过自动控制仪表严格控制灰砂配比和充 填浓度。 7)充填时，采用多点下料，多点脱水，严格禁止 引管水、洗管水进入采场，以减少离析现象，保证充 填体的均匀性。 8)加强充填过程管理，加强尾砂粒级、充填浓 控。能实现对液压站油温、油压的动态监测，预测制 动闸瓦间隙的大小。 2)可对各种故障、报警信息进行分类显示、储 存，保护各种生产数据，并能进行查询显示。简化性 能参数，实时监控运行状态，避免重大事故发生。 3)在虚拟仪器下的提升机监控系统操作方便 简单，运行可靠，人机界面美观友好，在提升机系统 中发挥着巨大的作用。 参考文献 [1]黄小军．矿井提升机安全监护系统研究[D]．硕士学位论文． 徐州：中国矿业大学，2000：8—11． [2]雷振山．LabVIEW7Express实用技术教程[M]．北京：中国铁 道出版社，2004：1—2． [3]杨乐平，李海．LabVIEW程序设计与应用(第2版)[M]．北 京：电子工业出版社，2004：31-39． [4]肖兴明，黄小军，马小平，等．矿井提升机监护系统的实现 [J]．仪表技术与传感器，1999(9)：23—25． [5]焦明，康瑞生，张宏伟，等．矿井提升机新型监控系统的应用研 究[J]．煤矿机电，2005(3)：l-3． 口 度、充填强度、水泥质量检测工作，确保充填质量。 3 结语 高阶段采场能否顺利回采的主要影响因素有岩 体特征及其稳定性、矿区原岩应力特征、采场结构参 数、充填体质量、采场回采工艺技术等，采场稳定是 回采的核心。实践表明，只要客观地到认识分析高 阶段采场特征，采取一些有效的技术措施，实施时严 格管理，精心操作，确保施工质量，高阶段采场顺利 回采是可行的。 参考文献 [1]安庆铜矿．安庆铜矿l’、2。、2’南、2。北、28。、42’矿体生产探矿 资料[R]．2003． [2]邹贤季，卫明．高阶段大直径深孔采场稳定性影响因素分析 及回采技术措施[J]．采矿技术，2005，5(3)：l-2． [3]杨小聪，陈忠辉．安庆铜矿开采过程的数值模拟[J]．有色金 属，2002，54(2)：82—87． [4]胡飞宇．安庆铜矿特大型采场充填体稳定性数值模拟研究 rJ]．有色金属：矿山部分，2006，58(3)：14一17． 口 万方数据 高阶段采场稳定性分析及回采工艺技术研究 作者： 刘道昆， HU Daokun 作者单位： 铜陵有色金属集团股份有限公司安庆铜矿,安徽,怀宁 246131 刊名： 有色金属（矿山部分） 英文刊名： NONFERROUS METALS(MINE SECTION) 年，卷(期)： 2008,60(3) 被引用次数： 2次 参考文献(4条) 1.胡飞宇 安庆铜矿特大型采场充填体稳定性数值模拟研究[期刊论文]-有色金属(矿山部分) 2006(03) 2.杨小聪;陈忠辉 安庆铜矿开采过程的数值模拟[期刊论文]-有色金属 2002(02) 3.邹贤季;卫明 高阶段大直径深孔采场稳定性影响因素分析及回采技术措施[期刊论文]-采矿技术 2005(03) 4.安庆铜矿 安庆铜矿1#、2#、2#南、2#北、28#、42#矿体生产探矿资料 2003 引证文献(2条) 1.齐清.孙兆明.赵飞 应对中段走向断层的技术措施[期刊论文]-有色金属（矿山部分） 2010(1) 2.方向 地下矿山高阶段采场回采工艺技术研究[期刊论文]-有色金属（矿山部分） 2010(4) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_ysjs-ks200803002.aspx