第十三章採礦方法選擇

2022-07-23 15:06:07 字數 4760 閱讀 1901

§1、採礦方法分類:

(一) 採礦方法定義——採礦方法是研究礦塊開採方法,它包括礦塊的採准,切割和回採工作。也就是說,為了回採礦塊中的礦石,在礦塊中和在圍岩中所進行的採准,切割、回採工作的總和,稱為採礦方法。

(二) 採礦方法分類依據——依地壓管理方法不同進行分類,因地壓管理方法是以礦岩的物理力學性質為根據的,同時與採礦方法的適用條件構成要素,回採工藝等有密切關係,並且最近將會影響到採礦方法的安全效率和經濟效果。

(三) 採礦方法分類

(四) 採礦方法的發展趨勢

空場小中段法,分段崩落法,充填法是有發展前途的,而房柱法是最有希望的。(從美國所採用的採礦方法來看。房柱法佔58.9%,以礦山數目統計)。

§2、採礦方法選擇

一、 對選擇採礦方法的基本要求

在礦山企業中,採礦方法決定著回採工藝,材料裝置,掘進工程量,勞動生產率,儲量**以及採出礦石質量等。因而在設計中必須給予足夠的重視。又由於礦床埋藏條件是多種多樣的,各個礦山的技術經濟條件又不盡相同所以在採礦方法選擇中必須按具體條件來選擇合適的採礦方法。

正確合理的採礦方法選擇應滿足以下要求:

(一) 工作安全

保證人在採礦過程中生產安全,有良好的作業條件。(如有可靠的通風、防塵措施,合適的溫度和濕度等)。使繁重的作業實現機械化。

又如在乙個採場中,應保證有兩個安全出口,使人行,風流暢通。防止大規模地質活動,防止地下火災和水災等。

(二) 最大限度的**國家資源

所選擇的採礦方法要損失少,貧化小充分利用地下資源,盡量提高礦石質量滿足加工部門對礦石質量的要求。應堅持「貧富兼採、厚薄兼採、大小兼採、難易兼採」的原則。力求使全礦**率達到80~85%以上。

(三) 生產能力大,勞動生率高,材料消耗少,生產成本低。(不僅採出礦石成本低,而且最終產品成本也低)。也就是說,所選擇的採礦方法應當有良好的經濟效果。

二、影響採礦方法選擇的因素。

(一) 地質因素

(二)開採技術經濟因素:

以上各項要求是相互聯絡,在選擇採礦方法時必須對上述各條,進行綜合分析。(有的方法是採用了1m3水泥換1m3礦石)。

三、採礦方法選擇的步驟和內容。

採礦方法選擇的步驟可分為:方法初選、技術經濟分析和綜合分析比較三步。在設計實踐中,往往通過初選和技術經濟分析比較就可以得出最優方案。也有時要進行綜合分析比較後才能確定最優方案。

(一) 採礦方法初選。

根據上述講的礦床地質條件和開採技術經濟條件,以及國家的要求,可以擬定出幾個可用的採礦方案,每個方案都要確定出它的構成要素,採准、切割布置和回採工藝,選擇具有代表性的礦塊,繪製出採礦方法的標準圖,並列出這些方案的技術經濟指標。(一般初選出2-3個方案)。

(二) 採礦方法的技術經濟分析

常用的技術經濟分析指標有:

(1) 礦塊勞動生產率(噸/工班);

(2) 採准、切割工作量(公尺/千噸)(設計時使用計算出的指標比較);

(3) 礦塊生產能力(噸/日;噸/月,它是根據出礦裝置每班完成的產量決定的);

(4) 主要材料消耗(坑木、炸藥等);

(5) 礦石的損失和貧化率;

(6) 採出礦石的直接成本。

(參閱講義p225下)

以上指標,一般不作詳細計算,而是根據採礦方法構成要素,參照類似條件的礦山實際資料指標選取。要把地質因素及開採技術經濟因素中的問題全面的分析。另外還要考慮到各方案的安全程度、勞動條件、工藝過程的複雜程度等。

有時還應注意與採礦方法有關的基建工程量、基建投資和基建時間等。

大多數情況下,經過這樣的技術經濟分析後,就可以確定出採用哪一種方案如下。只有在少數情況下才,需要進行綜合分析比較來確定採用那個方案。

(三) 採礦方法的綜合分析比較

經過上述的初步分析比較後,還不能判斷方案的優劣時,則要對優劣難分的2-3種方案進行詳細的綜合分析比較,最後選取出最優方案,所謂綜合分析比較,就是要詳細的算經濟帳,如要計算出礦石成本,最終產品成本、盈利等。這部分內容將在本書下冊講。

[參考資料]

為什麼要進行綜合分析的例項:(摘自**專科學校編的教材《金屬礦床開採》p227)

某富鐵礦,既可用分段崩落法開採,也可用階段礦房開採,但各有優缺點。

(1) 若用分段崩落法開採時——勞動生產率高、成本低,但礦石貧化率大。採出的礦石全部都要經過選礦工序之後,才能進入高爐。這樣它要求選廠規模大,選礦能力強,因而投資就多。

但由於選礦後的品位高了,使高爐的利用係數好,節省了焦炭。因而最終產品成本不一定就高。

(2) 若用階段礦房法開採時——從礦房中採出的礦石貧化率低,可以直接送入高爐冶煉,不必經過選礦過程。但是從礦柱中採出的礦石貧化率高,需要經過選礦工序,但選廠的規模可以少一些,投資也就用的少一些。

對於上述情況,單用採礦方法的幾項指標是難以判斷出來哪個方案的優勢來,只有算細帳,求出相關費用,再進行綜合分析後,才能選出最優方案。

§3、 採礦方法設計

一、簡述

當採礦方法最終選定以後即可進行採礦方法設計。對於設計部門中作典型方案設計(也即標準礦塊的設計——採准與回採設計同時完成),對於生產部門,要作礦塊採准(即施工設計)。生產部門的採礦方法設計包括有礦塊單體設計和回採設計。

單體設計主要是礦塊結構設計,布置各種採准巷道。回採設計主要是鑿岩爆破設計。

二、 設計步驟:

(一) 單體設計步驟:

(1) 在確定採礦方案之後,確定出礦塊構成要素,

(2) 進行採准巷道布置;

(3) 繪製圖紙(包括平面圖和剖面圖等)這是施工的主要依據。(按比例畫圖)(參閱《礦圖》一書) 。

(4) 編制設計說明書,它是圖紙的文字說明和必要的補充。

(二) 回採設計步驟

回採設計是在礦塊單體設計已經施工完畢以後,礦體已充分被揭露以後,根據具體分層,分割槽條件所進行的設計工作。步驟是:

(1) 最後確定回採方案及回採範圍;

(2) 確定爆破順序及爆破引數;

(3) (深孔)鑿岩設計;

(4) 深孔大爆破設計;

(5) 繪製深孔布置圖紙;

(6) 回採設計計算及編制設計說明書

三、設計所需要的原如資料:

(1) 設計區段的礦體賦存條件,地質構造,礦石與圍岩的物理力學性質;

(2) 設計區段的礦石地質儲量及儲量級別;

(3) 設計區段的探礦資料,探礦坑道的地質平面圖,探礦天井的地質剖面圖,文字說明書等;

(4) 設計區段的階段平面圖及相鄰階段的階段平面圖;

(5) 其它資料,如開採同型別礦床或相鄰礦塊的技術經濟指標等。

四、繪製圖紙及編制設計說明書問題:

圖紙是施工的主要依據,它反映了設計者的意圖,進行採礦方法設計時,要繪製所需要的礦塊平面圖與剖面圖等。圖紙的精度與數量應以便於施工為準。

設計說明書是圖紙的文字說明和必要的補充。採礦方法設計說明書的內容大致包括:

(1) 簡述礦床開採技術條件,(包括採場地質概況)。

(2) 採礦方法方案的選擇與確定,落礦方式的確定。

(3) 礦塊構成要素及其尺寸。

(4) 採准巷道的布置。

(5) 採准施工順序,技術措施,要求及施工組織意見。

(6) 簡述回採的生產工藝過程。

(7) 採場通風防塵及安全措施。

(8) 採准工程量表

(9) 計算主要技術經濟指標

[參考內容]

一、採礦方法設計步驟:

在審核地質資料及必要的現場調查之後,即可著手進行設計。其設計步驟如下:

(1) 確是採礦方法及構成要素——採礦方法方案的確定如前已述。選出的採礦方法應該是技術上可行,經濟上合理,安全可靠的,且能滿足礦山生產規模及生產期限的要求,所需材料裝置的**問題能夠解決。

(2) 進行採准巷道布置——在布置巷道時注意幾個原則:

① 採准巷道位置與數目應符合回採工藝的要求並與所選用的裝置效能相適應。

② 應考慮到礦體傾角與厚度的變化,要使鑿岩與放礦方便。

③ 保證安全生產並有良好的通風條件。(如保證有兩個安全出口,避開斷層等);

④ 力求探採結合;

⑤ 盡可能減少礦柱;

⑥ 儘量減少採准工作量並避免不必要的脈外採准。

(3) 繪製圖紙和編寫設計說明書。

二、回採設計的內容及步驟

(1) 最後確定回採方案及回採範圍——這些工作是在採准工作結束之後得到補充地質資料基礎上進行的。

確定回採方案,即根據礦體賦存條件及地質構造確定各部分的回採順序落礦方式與爆破規模,根據礦體內的夾層情況,確定混採或分採等。

確定回採範圍時,要考慮如下因素:

① 礦體邊界的圈定應以採下礦石的平均品位不低於技術經濟合理的最低平均品位為原則;

② 混採時,採下礦石的平場品位應大於技術經濟合理的平均品位;

③ 斷層錯距較大時,應以斷層為劃分回採區段的界限,斷層錯距較小時,是否以斷層為界要做具體分析;

④ 用水平深孔或中深孔落礦時,應根據保證有良好的落礦自由面及漏斗分布合理的原則,確定拉底範圍;用垂直深孔或中深孔落礦時,應於礦體最厚處開切割槽。

(2) 確定爆破順序及爆破引數。

(3) 深孔鑿岩設計。根據使用的採礦方法的結構引數和確定的深孔落礦引數,結合採准、切割施工的實際情況,具體確定炮孔排徑,每排炮孔的中心點及每個炮孔的方位、炮孔深孔與傾角等。

(4) 深孔大爆破設計。設計內容包括有:確定爆破方案、裝藥量及電爆網路計算,確定爆破安全距離,選擇大爆破的通風系統並計算風量,確定大爆破的施工組織與安全措施等。

(5) 繪製深孔布置圖紙。

(6) 回採設計計算及編制設計說明書。

回採設計計算要計算出總工程量與技術經濟指標,其中包括設計礦塊的採礦量與礦石品位,回採損失率與貧化率,一次單位炸藥消耗量、每公尺炮孔崩礦量及深孔總長度。計算的結果要列**,並將其納入設計說明書中。

設計說明書是上述有關步驟的簡要記述,如說明施工順序、爆破順序、施工組織與施工注意事項,以及記述爆破引數與有關計算等。

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