矿山无底柱分段崩落采矿法的回采设计

矿山无底柱分段崩落采矿法的回采设计在矿山开采中,无底柱分段崩落采矿法作为一种机械化程度高、劳动消耗量小的高效率采矿方法,它因取消了回采巷道上部的分段临时底柱而得名。由于适用于无底柱分段崩落法的高效率设备的出现,该采矿方法得到了较广泛的应用。回采设计是采准设计的继续,是指在采准工程完成的基础上,进行矿块落矿的中深孔或深孔布置设计。一般情况下,回采设计应以采场为单元,特殊情况下可以进路为单元。一、回采设计的依据(1)经审定的采场二次圈定地质资料;(2)采场采准工程验收资料和实测图;(3)同类矿块在同类设计和回采中的技术经济指标、技术参数、成功的经验及失败的教训。对地质资料和实测图的要求:已达到矿体勘探类型所要求的储量级别比例;对采切工程揭露后矿块岩物理机械性质要有明确的评价;采场及周围15m范围内已施工工程、设计工程、各类空区等应在各实测平面、剖面图上全部反映清楚。二、回采设计的步骤(1)熟悉二次圈定地质资料及待设计采场的现场情况;(2)根据采场大小选择合适的标准图幅;(3)选择落矿方式;(4)确定爆破参数;(5)依据采、切割工程的实际完成情况及各种炮孔的排间距,在地质平面和剖面图上进行炮孔布置;(6)绘制炮孔排面图;(7)在炮孔排面图上布置炮孔,并填写炮孔布置明表;(8)确定爆破顺序和方向;(9)根据炮孔排面图,圈定地质、可采和损失矿量及贫化岩石量,并与地质人员核对地质矿量;(10)汇总中深孔、深孔工程量;(11)进行各种技术经济指标计算;(12)编制设计说明书。三、无底柱分段崩落法回采设计方法1.图纸部分(1)图纸内容。图纸包括采场位置索引图、采场开采分层及上分层平面图、各进路及切割巷剖面图、各炮孔排面的炮孔布置图及明细表等。本分层采场平面图内容:图框、坐标网、地质界限、矿岩标识、勘探线、实测工程(进路、联巷、切巷、切井、溜井)、采场分界线、采矿界限、进路中线、边界线、中孔排面线、采场、进路、溜井等各种标识。上分层采场平面图内容:图框、坐标网、地质界限、矿岩标识、勘探线、实测工程、回采设计采场进路的中线、边界线、中孔排面线、采场、进路、溜井等各种标识。进路剖面图内容有:图框、图名、坐标线、分段水平线、地质界限、矿岩标识、实测工程、采矿界限、进路、溜井、中孔排面线等各种标识。切割巷剖面图内容:图框、图名、坐标线、分段水平线、地质界限、矿岩标识、实测工程(进路、切巷、切井)、采矿界限,进路、切巷中线、中孔排面线等各种标识。图纸封面内容:图框、签字栏、会签栏、图名、索引图等。(2)设计方法。在熟悉掌握二次圈定的地质资料、测量部门提供的资料基础上,对矿体形态、矿体厚度、顶底板岩石情况、矿岩性质、设计范围内周围、上下已有工程情况充分了解。确定无底柱分段崩落法回采设计落矿方式及炮孔参数。一般采用垂直扇形中深孔落矿,采用YGZ-90中孔钻机,孔径约60mm。有效孔深约15m。根据矿岩性质和炮排位置决定排距、孔底距。一般进路中正排排距1.5 m,孔底距1.82.2m;切割中切排排距1.2m,孔底距1.61.8m,靠近切井位置可设加强排和扩井孔,加强排排距0.20.5m。在岩石中布孔时孔底距可适当加大。(3)制图方法及标准。首先绘制本分段采场平面图,根据设计范围选择某一号的标准图幅,绘制图框,无底柱分段崩落法回采设计图纸比例尺统一选1:200。以进路竖放和横放原则,来摆放绘制坐标网,即坐标网不一定与图框平行垂直。坐标网格统一为100mm×100mm,则每一网格代表20m。按采场长(进路长)80m,宽60 m计算,选3#图纸即可。根据地质部门提供的图纸资料透图绘制地质界限、勘探线,根据测量部门提供的图纸资料透图绘制已有实测工程,如溜井、进路、联巷、切巷和工程中线等。绘制上分段平面图,同本分段平面图。绘制进路、边界、切巷等剖面图,图幅尽可能同平面图一样,以便装订,根据二次圈定图纸资料严格按图纸的内容和规范绘制。设计并绘制排面线:在本分段采场平面图中,根据正排、切排的排距绘制排面线,排面线用0.20.3mm实线表示。首先绘制切排排面线,根据切巷中线确定并绘制切割控制宽度,即设计拉切槽的宽度,一般为46m。如果本采场有切井,从切井位置开始绘制,如果没有切井即以相邻采场空间为拉槽空间,则从采场边界开始绘制切排。为保证拉槽,在切井附近可设计并绘制加强排,排距0.20.5m,如切井的宽度不够,可设计扩井孔。以切割控制边界绘制正排,以排距为依据一直设计到并绘制到采矿边界。绘制完本分段平面图中的排面线后,透图绘制上分段平面图中的排面线。切制每排剖面图:根据本分段和上分段平面图上的排面线位置,透图绘制进路、边界线、切巷剖面图上的排面线,在进路剖面图上,排面线下部绘制到进路顶板,上端绘制到其设计高度。根据平面和剖面图切图绘制每排的小剖面图。可将多个小剖面绘制在一张图纸上。布置中孔,量孔深、角度:根据排面图中巷道底板上1.2m实际中线位置为扇形中深孔的中心位置。首先绘制切巷中各排面的中孔,切巷中一般46个孔,其中4个孔设计到切槽控制高度,如果切槽较高则根据需要再设计2个边孔。绘制进路中各排面的炮孔,根据边孔角一般45°60°绘制边孔,如果下部有工程,考虑为下分段崩矿,边孔角可选取45°,如处于最下分段,边孔角要选取60°,然后依据孔底距绘制其他炮孔,若上部是空区,炮孔底部要留0.50.8m的防透孔距离,最后为炮孔编号(一般从左依次编号)。如果上部工程和本水平工程比较整齐,可考虑一排设计代替多排中孔设计。然后为每排编号,正排从切割位置开始依次排号,切排从切井或采场边界开始,就是从采矿顺序开始。2.设计说明书设计说明书是设计的必要组成部分,它体现了设计者的设计思路、设计参数选取的原则、设计资料和来源、施工顺序、质量要求、施工组织及安全注意事项等。设计说明是编写施工作业证指导设计施工的重要依据。无底柱分段崩落法回采设计说明书所包括的内容:采场位置及周围开采情况、采场采准工程施工情况、采场地质情况、落矿方式、炮孔布置参数选择及布置说明、通风及行人、安全施工措施、施工技术要求及注意事项等。3.指标计算表技术经济指标表是反映设计好坏的一个主要依据,它包括:一次圈定采场地质矿量、采准带出地质矿量、二次圈定采场地质矿量、损失量、崩落地质矿量、贫化岩量、崩落毛矿量、毛矿品位、损失率、贫化率、实际完成采准工程量、补偿空间、补偿空间系数、炮孔工程量、每米炮孔崩矿量、炸药总耗、炸药单耗等、炮孔参数等指标。设计时需做采场回采设计技术经济指标表,填表时要分进路并有合计。四、回采设计技术要求1.炮孔布置(1)紧邻切割井和切割槽的炮孔排面抵抗线为正常回采炮孔排距的0.50.7倍,拉槽孔的排距为正常回采炮孔排距的0.70.8倍;(2)优先布置边孔及能控制矿体轮廓的孔,其余按孔底距均匀布置; (3)相邻排面的炮孔应尽量交错布置;(4)炮孔应根据矿体赋存形态和工程条件进行布置,并综合考虑矿石的损失、贫化指标,其深度一般不超出矿体的边界;(5)矿体有转折时,转折处排距要适当减小; (6)根据爆破顺序,前排必须为后排提供必要的自由面; (7)拉槽炮孔的布置应着重考虑为整个采场拉开必要的自由面,不考虑贫化和损失的因素; (8)保护矿柱内不准布置炮孔;(9)一个采场的设计应总体考虑一次完成,禁止搞单层、单巷局部设计; (10)孔底与空区,孔底与其它排面炮孔的距离,一般11.5m。2.技术参数(1)垂直扇形中深孔参数(YG-90钻):孔径约60mm,有效孔深约15m,一般进路中正排排距1.5 m,孔底距1.82.2m;切割中切排排距1.2m,孔底距1.61.8m,靠近切井位置可设加强排和扩井孔,加强排排距0.20.5m,切槽控制宽46m; (2)炮孔密集系数M一般1.32.0,炮孔较深时取较大值,反之亦然;(3)每米崩矿量在45t;(4)为提高出矿效率,改善采场作业环境,应尽量减少二次爆破工作量。采用中深孔落矿的采场,一次炸药单耗应控制在0.450.55 kg/t为宜,具体情况可根据矿、岩物理机械性质和实际爆破条件而定。3.图纸内容(1)开采界限以外15 m范围内的空区、已施工工程、已设计工程、永久矿柱及矿岩界线,在各种平面和剖面图中均应准确标注清楚; (2)矿岩界线、采场界线、勘探线、坐标线、高程线等有关线条在各种图纸中均应相互对应,并完整地标注清楚;(3)各种工程名称及符号标注要规范统一。采准布置见下图    我国部分矿山应用无底柱分段崩落法主要技术经济指标 矿山名称采准比(m/kt)围岩效率出矿效率设备每米崩矿量(t/m)台效(万米/台年)设备台效(万吨/台年)镜铁山矿8.19CZZ-7005.492.62(ZYQ-14),C-307.79漓渚铁矿(东矿区)4.48YGZ-90凿岩机(台架)4.802.62ZYQ-145.44大庙铁矿7.26FTY-25A台架4.582.08ZYQ-143.99大厂矿务局铜坑矿4.6CZZ-7005.56.00.871.14CT-60006.26.49小铁山铅锌矿20YG-80配台架5.52.0CT-15007.0丰山铜矿11.09CZZ-700配YQ-180 1.99LK-112云台山硫铁矿5.84YGZ-90（台架）5.02.0华-型2.51向山硫铁矿6.75YG-80（台架）814.61.85华-型,自制自行矿车6.92梅山铁矿4.21CZZ-7005.46.02.86ZYQ-14(LK-1)7.68.0(11.813.3)符山铁矿57同上562.05ZYQ-14(LK-1)3.93(10.9)程潮铁矿7.55CZZ-700配YQ-8010111.5ZYQ-1488.5大冶铁矿尖林山区7.6CZZ-700配YQ-80