五、分采充填采矿法
该矿区硫铁矿厚0.50~1.05m,平均厚0.61~0.82m,矿体倾角大于52°,属急倾斜极薄矿体,若只采矿石,工人无法在其中工作,必须分别回采矿石和围岩,使其采空区达到允许工作的最小厚度(1.0~1.2m)。采下的矿石运出采场,而采掘的围岩充填采空区,为继续上采创造条件。这种采矿法称为分采充填法(也叫削壁充填法)。
这种采矿法常用于开采急倾斜极薄矿脉,矿块尺寸不大(段高30~50m,天井间距40~60m),掘进采准巷道便于更好地探清矿脉。中段运输巷道一般切下盘岩石掘进。为了缩短运搬距离,常在矿块中间设顺路天井(详见采矿方法图)。
自下向上水平分层回采时,可根据具体条件决定先采矿石或先采围岩。当矿石易于采掘,有用矿物又易被震落,则先采矿石;反之,先采围岩(一般采下盘围岩)。在落矿之前,应铺设垫板(木板、铁板、废运输带等),以防粉矿落入充填料中。采用小直径炮孔,间隔装药,进行松动爆破。
开掘的围岩最好正够采场充填。因此,根据采场充填条件,确定合适的开掘厚度是这种采矿法回采中的重要问题。要使崩落下的围岩刚好充满采空区,则必须符合下列条件:
MyKy=(Ma+My)k
即:My=Ma
=0.61
=0.34m
式中:My—采掘围岩的厚度,m;
Ma—矿脉厚度,m;
Ky—围岩崩落后的松散系数(1.4~1.5);
k—采空区需要充填的系数(0.75~0.8)。
由于矿脉很薄,开掘的围岩往往多于采空区所需充填的废石,此时应设废石溜井将多余废石运出采场。
一、结构和参数
矿块结构如采矿方法图所示,其主要参数包括阶段高度、矿块长度、采场削壁厚度等。
阶段高度应根据矿床的勘探程度、围岩稳固情况、矿体倾角等确定。开采薄矿脉属于第四勘探类型的矿床,段高宜采用30~50m。
矿块长度主要考虑矿石和围岩的稳固性,天井间距一般为40~60m。
二、采准工作
采准工作主要是掘进中段运输巷道、天井之用,并与上部回风平巷贯通,以便通风和行人。
由于采用浅孔落矿,一般不设二次破碎,少量大块矿石直接在采场工作面进行破碎。
三、切割工作
切割工作比较简单,以拉底巷道为自由面,形成拉底空间并完成辟漏。它的作用是为回采工作开辟自由面,并为爆破创造有利条件。
拉底高度,但在薄和极薄矿脉中,为保证放矿顺利,其宽度不应小于1.2m。
四、回采工作
分采充填采矿法的回采工作包括:凿岩、爆破、通风、打眼破底、撬平采场。
回采工作自下而上进行,为了作业方便和取得较好的经济效果,采场的最小工作宽度应为0.9~1m。
(一)凿岩
当矿石较稳固时,采用上向炮孔;矿石稳固性较差时,可采用水平炮孔。打上向炮孔时,可采用不分梯段整层一次打完。炮孔间距0.8~1m。
炮孔排列形式根据矿脉厚度和矿岩分离的难易程度确定,设计采用一字形排列:这种排列方式适用于矿石爆破性较好,矿石与围岩容易分离,矿脉厚度不大于0.8m的情况。
(二)爆破
一般采用煤矿许用岩石炸药爆破,用发爆器启动电雷管起爆。
(三)通风
凿岩爆破作业产生的粉尘中游离二氧化硅粒子含量很高,对工人的健康危害很大。因此,工作面通风的风量应保证满足排尘和排除炮烟的需要。在采掘工作面上,空气的含氧量不得小于20%,风速不得低于0.15m/s。矿房的通风一般是从进风流方向的天井进入新鲜空气,通过矿房工作面后,回风流由天井排到上部回风巷道。
当开采极薄矿脉时,使用电耙出矿的无底柱结构如图所示。将沿脉运输巷道上盘扩帮加宽,然后由沿脉巷道一侧直接向上回采。在沿脉巷道出矿一侧架设栅栏,以控制矿流。在沿脉巷道内安设电耙,将流放到巷道中的矿石耙入转运天井(即下阶段的采准天井),溜放到下一阶段装车运出。此时矿房底部沿脉运输巷道用做电耙巷道,不再通行电机车,故在阶段上只能采用后退式开采。这种底部结构不留底柱,不设漏斗,采准切割工作量很少。
当矿体倾角小于55º~45º时,矿石不能靠自重溜放,国内某些矿山创造了在矿房内使用电耙耙运出矿的力法。采用上向倾斜工作面(倾角约10º~25º)分层崩矿,每次崩下的矿石,由安装在矿房的电耙耙至矿房底柱中预先掘好的短溜井,然后经阶段运输巷道装车运走。
由于矿房为倾斜工作面且使用电耙耙运出矿,故平场工作量很小。
大量出矿时,电耙在空区耙运,矿房暴露空间逐渐增大,应及时检查上盘围岩的稳定情况。如有浮石应及时处理,必要时可对局部欠稳固地段采用锚杆支护。
五、评价
(一)适用条件
1、顶板围岩必须足够稳固,保证在回采过程 中不会自行冒落,这样才能确保人身安全和顺利地进行回采工作。
2、矿体厚度以薄和极薄矿脉为宜。
3、矿脉倾角以急倾斜为宜。
4、矿石含硫量也不能太高,以防止矿石自燃。
(二)优缺点
分采充填采矿法具有结构及生产工艺简单,管理方便,可利用矿石自重放矿,采准工程量小等优点。但是采场运矿劳动强度较大,矿石损失贫化大;平场工作繁重,难于实现机械化。