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摘要：本文对全面留矿采矿法的应用及存在的问题作了简要阐述。
关键词：全面留矿采矿法;矿山运用；存在问题
Abstract: This paper briefly introduces the application of full shrinkage stoping method and problems.
Key words: total shrinkage mining method; the problems of mine;
中图分类号：F416.1文献标识码： 文章编号:
引言：
全面留矿采矿法是一种适应性较强、灵活性较大的采矿方法。既保留了留矿采矿法和全面采矿法的特点，又保留了留矿采矿法的采场结构、采准布置和暂留部分崩落矿石于采矿场内的回采工艺，以及全面采矿法采场中崩落矿石的运搬方式和顶板管理方法，在一定程度上克服了留矿采矿法和全面采矿法在使用条件上的局限性。
1留矿采矿法概述
1.1留矿全面法的适用条件是：矿石和顶底板岩石为稳固或中等稳固, 矿石不粘结, 不自燃; 矿体倾角由缓倾斜到倾斜( 26~ 55o) ，以倾斜矿体为主;厚度由薄至中厚的矿体, 以薄矿体为主; 1/4可用于形态较复杂, 厚度和品位变化较大, 以及底板走向和倾斜均有起伏的不稳定矿体。
1.2全面留矿采矿法的优点
采准布置较简单,工程量小;电耙进采场,初步解决了倾斜薄矿体开采时的采场运搬问题,减轻了劳动强度;回采及出矿时安全性较好,降低了矿石的贫化和损失。
1.3本采矿法的缺点
电耙绞车上下移动较频繁,大量出矿时,人员需进入空场,还存在安全隐患;溜井工程量大,利用率不高, 矿房矿柱回收率低。
2回采方案及工艺选择
全面留矿采矿法的回采方向与浅孔留矿采矿法基本相同。在倾斜矿体中采用逆倾斜推进,并在留矿堆上或底板上凿岩。这种回采方向避免了沿走向推进时可能引起的凿岩困难、滚石伤人及在底板起伏不平采场回采过程中耙矿的困难。
2.1回采工作面布置
逆倾斜推进时,回采工作面布置有直线式和单斜式两种。当矿体形态复杂、倾角变化较大时,可采用逆倾斜直线工作面;当矿体形态较规则、矿体厚度不大、底板比较平整、采场尺寸较小时,宜采用逆倾斜单斜工作面。
2.2采场布置及构成要素
采场一般沿矿体走向布置,多数矿山矿房内留有不规则或规则矿柱。采场长度一般为30~ 60m。采场长度主要取决于矿岩的稳固性和电耙耙运的有效耙运距离。阶段高度主要根据矿块的倾角和斜长加以确定,一般为20 -30m。
2.3上盘支护
根据某矿的实际矿岩稳固性及巷道喷浆支护的安全性, 设计采用喷锚支护采场的措施: 一是使用水泥卷锚杆护顶, 网度0.8mx0. 8m~1. 0mx1. 0m, 锚杆深度2.0m; 二是喷锚支护以后立即对上盘暴露面积进行喷浆支护, 喷浆厚度50mm; 三是个别极其破碎的顶板辅以网度50mmx50mm的金属网, 并且每张金属网之间要互相搭接。采用喷锚支护或喷锚网支护, 而且采场内留有矿石支持上下盘两帮, 可以保证作业安全。
3主要施工技术
3.1锚杆支护
采场采用水泥卷锚杆支护。锚杆的杆体使用<16mm的螺纹钢, 长度2.0m; 托盘应用150mm x 150mm x 6mm的普通钢板; 锚杆包括杆体、挡浆环、托盘和托盘架等几个部分, 可以自己加工。本设计锚固深度为400mm, 具体的施工方法和步骤如下。
3.1.1锚杆施工准备。锚杆支护施工之前, 需要认真检查上下盘岩帮, 处理浮石, 在顶板特别破碎地段,首先要做好木支护, 然后才能施工。施工时, 工作面采取前进式的推进方式, 即施工工人始终站在已经安
装好的锚杆顶板之下。
3.1.2锚杆施工必须紧跟作业面及时进行, 杆体应该尽量与采场顶板垂直。
3.1.3锚杆眼使用Y T-27型手持式凿岩机凿岩, 眼深一般大于锚杆在眼内长度50mm左右。锚杆眼钻凿完成之后, 必須使用风吹净或水清洗。
3.1.4将浸泡于水盘内的水泥卷捞出, 放置初凝的水泥卷用炮棍送入锚杆眼内。每个锚杆眼最少放2卷, 特别破碎地段可放3卷。水泥卷的规格: 直径37mm, 长度200mm, 每卷装入快硬水泥300g。水泥卷浸泡时, 要求必须泡透, 但又不能泡得太久。因为水泥卷未浸透, 会降低锚固力; 但泡浸得过久, 将会延长水泥的凝固时间, 又易将水泥卷泡坏。所以, 水泥卷浸泡时间可以通过在地表试验确定, 也可以在现场观察将其泡至不会出泡时为止。
3.1.5将锚杆插入眼内, 在锚杆尾端套上送杆套筒, 再将装在凿岩机上的短钎杆(长约200mm) 升起插入送杆套筒, 开动凿岩机直至把锚杆托盘推至紧贴岩石面为止。
3.1.6金属网安装。金属网可以用矿山废旧钢丝绳破股后手工编制而成, 网度50mmx50mm, 每张规格1. 2m x 1.2m。金属网安装时每张要互相搭接并紧贴岩石面。
3.2顶板管理
全面留矿法属于空场采矿法的一种变形方案,它利用矿柱自然支撑作为地压管理的主要手段,而在回采过程中,采场留矿则是支撑顶板的辅助手段。回采期顶板管理措施：
3.2.1按全面法的办法,在采场内留设3x4米的不规则矿柱,以支撑顶板。其位置视顶板岩石、矿石品位或脉石等酌情确定。
3.2.2回采期内将大部分矿石耙填入空场支撑顶板,仅放出少量矿石,以缩短顶板沿倾向的暴露长度。
3.2.3如发现局部地段的顶板不够稳固,立即装设金属锚杆,加固顶板。
3.2.4在组织生产中,对凿岩工、撬碴平场工和出矿工人实行固定,不随意变换人员,工区交接班时,首先交接顶板安全情况,发现问题及时处理,以确保安全。
3.3喷锚支护, 突破了旧的支护形式和支护理论, 不再是消极地承受围岩压力, 而是尽量保持围岩的完整性与稳定性, 积极控制岩石的应力变化, 限制岩石的变形、位移和裂隙发展, 充分发挥岩体自身支撑作用,把围岩从荷载变承载, 变消极因素为积极因素。这是喷锚支护和一切旧支护形式最本质的差别, 也是喷锚支护大大优于其它支护形式的根本所在。
4存在问题及改进办法
4.1矿房出矿问题
电耙出矿的采矿强度较低,劳动强度也较大,矿房生产能力一般仅50 ~I00t/d。应适当加大耙斗的斗容和电耙绞车功率;提高采场回采时的落矿质量、减小采场大块;在阶段运输水平推广和应用振动放矿机装矿工艺技术等。
4.2采场顶板管理向题
尽管本方法适用于矿岩是中等稳固以上的,但是某些矿段由于受地质构造的破坏,使得局部矿岩非十分稳固,因此,应积极开展岩石力学的研究工作,摸清地压活动规律,为合理确定采场构成要素、回采顺序、矿柱尺寸以及寻求采场顶板支护型式和参数提供科学依据。要在保证安全的前提下,尽可能多地回采矿石。总结各个矿山采场顶板的活动状态,加强经常性的顶板检查、监测和维护工作。
4.3矿柱回收及空区处理问题
回采矿房后留下的大量矿柱和大面积空区。对于高品位、贵重金属矿产,建议先造人工矿柱取代矿石矿柱、再回采矿房的回采方式,以便最大限度地回采矿产资源,并且为部分充填或全部充填处理采空区创造极为有利的条件。
4.4进一步探讨安全、高效的采矿方法方案
应根据顶板的稳固程度,合理的运搬距离,所需的探矿网度等,进一步探讨新的采矿方法方案,设计出更优的采准结构,减少采准工作量,改善作业条件,减轻劳动强度。如单斜工作面留矿全面采矿法矿房回采末期存在着难采三角体的间题,可以考虑将采场成菱形布置,建造人工矿柱,而后回采矿房,这样便可克服前面所提及的间题,并且还简化了天井施工,减少了采准工作量和电耙的移动次数。
5结语
全面留矿采矿法在我国当今经济发展阶段中仍有一定前景, 所以仍需对其进行不断地研究、改进, 以提高其作业的安全性、开采的节能性、应用的经济性。
关键词：全面留矿采矿法;矿山运用；存在问题
Abstract: This paper briefly introduces the application of full shrinkage stoping method and problems.
Key words: total shrinkage mining method; the problems of mine;
中图分类号：F416.1文献标识码： 文章编号:
引言：
全面留矿采矿法是一种适应性较强、灵活性较大的采矿方法。既保留了留矿采矿法和全面采矿法的特点，又保留了留矿采矿法的采场结构、采准布置和暂留部分崩落矿石于采矿场内的回采工艺，以及全面采矿法采场中崩落矿石的运搬方式和顶板管理方法，在一定程度上克服了留矿采矿法和全面采矿法在使用条件上的局限性。
1留矿采矿法概述
1.1留矿全面法的适用条件是：矿石和顶底板岩石为稳固或中等稳固, 矿石不粘结, 不自燃; 矿体倾角由缓倾斜到倾斜( 26~ 55o) ，以倾斜矿体为主;厚度由薄至中厚的矿体, 以薄矿体为主; 1/4可用于形态较复杂, 厚度和品位变化较大, 以及底板走向和倾斜均有起伏的不稳定矿体。
1.2全面留矿采矿法的优点
采准布置较简单,工程量小;电耙进采场,初步解决了倾斜薄矿体开采时的采场运搬问题,减轻了劳动强度;回采及出矿时安全性较好,降低了矿石的贫化和损失。
1.3本采矿法的缺点
电耙绞车上下移动较频繁,大量出矿时,人员需进入空场,还存在安全隐患;溜井工程量大,利用率不高, 矿房矿柱回收率低。
2回采方案及工艺选择
全面留矿采矿法的回采方向与浅孔留矿采矿法基本相同。在倾斜矿体中采用逆倾斜推进,并在留矿堆上或底板上凿岩。这种回采方向避免了沿走向推进时可能引起的凿岩困难、滚石伤人及在底板起伏不平采场回采过程中耙矿的困难。
2.1回采工作面布置
逆倾斜推进时,回采工作面布置有直线式和单斜式两种。当矿体形态复杂、倾角变化较大时,可采用逆倾斜直线工作面;当矿体形态较规则、矿体厚度不大、底板比较平整、采场尺寸较小时,宜采用逆倾斜单斜工作面。
2.2采场布置及构成要素
采场一般沿矿体走向布置,多数矿山矿房内留有不规则或规则矿柱。采场长度一般为30~ 60m。采场长度主要取决于矿岩的稳固性和电耙耙运的有效耙运距离。阶段高度主要根据矿块的倾角和斜长加以确定,一般为20 -30m。
2.3上盘支护
根据某矿的实际矿岩稳固性及巷道喷浆支护的安全性, 设计采用喷锚支护采场的措施: 一是使用水泥卷锚杆护顶, 网度0.8mx0. 8m~1. 0mx1. 0m, 锚杆深度2.0m; 二是喷锚支护以后立即对上盘暴露面积进行喷浆支护, 喷浆厚度50mm; 三是个别极其破碎的顶板辅以网度50mmx50mm的金属网, 并且每张金属网之间要互相搭接。采用喷锚支护或喷锚网支护, 而且采场内留有矿石支持上下盘两帮, 可以保证作业安全。
3主要施工技术
3.1锚杆支护
采场采用水泥卷锚杆支护。锚杆的杆体使用<16mm的螺纹钢, 长度2.0m; 托盘应用150mm x 150mm x 6mm的普通钢板; 锚杆包括杆体、挡浆环、托盘和托盘架等几个部分, 可以自己加工。本设计锚固深度为400mm, 具体的施工方法和步骤如下。
3.1.1锚杆施工准备。锚杆支护施工之前, 需要认真检查上下盘岩帮, 处理浮石, 在顶板特别破碎地段,首先要做好木支护, 然后才能施工。施工时, 工作面采取前进式的推进方式, 即施工工人始终站在已经安
装好的锚杆顶板之下。
3.1.2锚杆施工必须紧跟作业面及时进行, 杆体应该尽量与采场顶板垂直。
3.1.3锚杆眼使用Y T-27型手持式凿岩机凿岩, 眼深一般大于锚杆在眼内长度50mm左右。锚杆眼钻凿完成之后, 必須使用风吹净或水清洗。
3.1.4将浸泡于水盘内的水泥卷捞出, 放置初凝的水泥卷用炮棍送入锚杆眼内。每个锚杆眼最少放2卷, 特别破碎地段可放3卷。水泥卷的规格: 直径37mm, 长度200mm, 每卷装入快硬水泥300g。水泥卷浸泡时, 要求必须泡透, 但又不能泡得太久。因为水泥卷未浸透, 会降低锚固力; 但泡浸得过久, 将会延长水泥的凝固时间, 又易将水泥卷泡坏。所以, 水泥卷浸泡时间可以通过在地表试验确定, 也可以在现场观察将其泡至不会出泡时为止。
3.1.5将锚杆插入眼内, 在锚杆尾端套上送杆套筒, 再将装在凿岩机上的短钎杆(长约200mm) 升起插入送杆套筒, 开动凿岩机直至把锚杆托盘推至紧贴岩石面为止。
3.1.6金属网安装。金属网可以用矿山废旧钢丝绳破股后手工编制而成, 网度50mmx50mm, 每张规格1. 2m x 1.2m。金属网安装时每张要互相搭接并紧贴岩石面。
3.2顶板管理
全面留矿法属于空场采矿法的一种变形方案,它利用矿柱自然支撑作为地压管理的主要手段,而在回采过程中,采场留矿则是支撑顶板的辅助手段。回采期顶板管理措施：
3.2.1按全面法的办法,在采场内留设3x4米的不规则矿柱,以支撑顶板。其位置视顶板岩石、矿石品位或脉石等酌情确定。
3.2.2回采期内将大部分矿石耙填入空场支撑顶板,仅放出少量矿石,以缩短顶板沿倾向的暴露长度。
3.2.3如发现局部地段的顶板不够稳固,立即装设金属锚杆,加固顶板。
3.2.4在组织生产中,对凿岩工、撬碴平场工和出矿工人实行固定,不随意变换人员,工区交接班时,首先交接顶板安全情况,发现问题及时处理,以确保安全。
3.3喷锚支护, 突破了旧的支护形式和支护理论, 不再是消极地承受围岩压力, 而是尽量保持围岩的完整性与稳定性, 积极控制岩石的应力变化, 限制岩石的变形、位移和裂隙发展, 充分发挥岩体自身支撑作用,把围岩从荷载变承载, 变消极因素为积极因素。这是喷锚支护和一切旧支护形式最本质的差别, 也是喷锚支护大大优于其它支护形式的根本所在。
4存在问题及改进办法
4.1矿房出矿问题
电耙出矿的采矿强度较低,劳动强度也较大,矿房生产能力一般仅50 ~I00t/d。应适当加大耙斗的斗容和电耙绞车功率;提高采场回采时的落矿质量、减小采场大块;在阶段运输水平推广和应用振动放矿机装矿工艺技术等。
4.2采场顶板管理向题
尽管本方法适用于矿岩是中等稳固以上的,但是某些矿段由于受地质构造的破坏,使得局部矿岩非十分稳固,因此,应积极开展岩石力学的研究工作,摸清地压活动规律,为合理确定采场构成要素、回采顺序、矿柱尺寸以及寻求采场顶板支护型式和参数提供科学依据。要在保证安全的前提下,尽可能多地回采矿石。总结各个矿山采场顶板的活动状态,加强经常性的顶板检查、监测和维护工作。
4.3矿柱回收及空区处理问题
回采矿房后留下的大量矿柱和大面积空区。对于高品位、贵重金属矿产,建议先造人工矿柱取代矿石矿柱、再回采矿房的回采方式,以便最大限度地回采矿产资源,并且为部分充填或全部充填处理采空区创造极为有利的条件。
4.4进一步探讨安全、高效的采矿方法方案
应根据顶板的稳固程度,合理的运搬距离,所需的探矿网度等,进一步探讨新的采矿方法方案,设计出更优的采准结构,减少采准工作量,改善作业条件,减轻劳动强度。如单斜工作面留矿全面采矿法矿房回采末期存在着难采三角体的间题,可以考虑将采场成菱形布置,建造人工矿柱,而后回采矿房,这样便可克服前面所提及的间题,并且还简化了天井施工,减少了采准工作量和电耙的移动次数。
5结语
全面留矿采矿法在我国当今经济发展阶段中仍有一定前景, 所以仍需对其进行不断地研究、改进, 以提高其作业的安全性、开采的节能性、应用的经济性。