资源描述：
《刍议自然崩落采矿技术应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、刍议自然崩落采矿技术应用 摘要:自然崩落法既是一种高能力、低成本的采矿方法,目前全世界自然崩落法的日产量已超过50000t,同时也是一种技术含量高的采矿方法，具有广泛的应用前景。本文首先介绍了自然崩落采矿法的实质及应用背景，进而结合典型案例阐述了自然崩落采矿法的发展历程和研究现状，最后指出了自然崩落采矿法存在的主要问题以及在我国的应用前景。以供同行参考。关键词:自然崩落法;采矿技术;应用中图分类号：O741+.2文献标识码：A文章编号：引言自然崩落法包括矿块崩落法、盘区崩落法、倾斜出矿崩落法和前端崩落法,是一种大规模和低成本的采矿方法。在不
2、少国家,该采矿方法的工艺已趋于成熟,被广泛地应用于厚大矿体的开采。采用这种方法开采,可以获得比较好的经济效益。7与其它采矿方法不同,该法无法进行分层凿岩和分步骤的爆破使矿体崩落,仅依靠采场底部的拉底空间使矿体自然崩落,它的主要缺点是,投产之前要进行大量的采准切割工作,准备时间较长,基建投资较多,还需大量的前期可行性研究工作,否则,一旦失败,该采矿方法具有的不灵活性将给资源开采带来严重的后果。1、自然崩落采矿法实质及应用背景自然崩落法采矿,其原理就是利用地球内部的应力,上覆岩石的重力、地质构造运动产生的残余应力和矿山井巷工程所引起的应力集中和分
3、散,同时也利用岩体中裂隙,在矿房底部进行较大的水平面积拉底,并且沿矿块四周用一些垂直的和水平的巷道,削弱其与四周的联系,破坏矿石整体的应力平衡,使采区内的矿石在阶段的整个高度上自然崩落,并通过合适的底部结构放出、运走,保证崩矿的连续进行,自然崩落法的采矿模型见图1。在这一动力学过程中,原岩应力及各种采矿工程(拉底、割帮等)所产生的次生应力场的大小及作用方式是矿体发生破坏的先决条件,而矿体中不连续面的存在,特别是它们的数量、分布规律、空间结合的特点,是确定矿体崩落难易程度、崩落块度大小和形状的决定性影响因素。图1自然崩落法采矿模型7自然崩落法是
4、一种技术含量高、低成本、高效率的地下采矿方法,生产工艺先进,具有一定规模效益,但同时又是一种优缺点非常明显的采矿方法。自然崩落法对矿岩物理性质要求较高,在应用时对矿体开采技术条件的要求相当严格,需要很高的生产管理水平,而且应用这种方法比使用其它方法更具风险性。所以,自然崩落法的应用有其特有的应用条件:(1)裂隙、节理或构造发育的大型块状矿床或厚度很大的倾斜或急倾斜矿体;(2)矿化较均匀,矿体内夹石含量不宜多;(3)矿体必须是易于破碎的岩体;(4)矿石无结块和自燃的危险;(5)覆盖层要能随矿石一道崩落,否则会因空顶过高而突然冒落,引起强烈冲击波
5、的危害;(6)覆盖岩石最好能破碎成较大的块度,而矿石破碎的块度较小;(7)地表允许塌陷。自然崩落法的典型应用自1895年自然崩落法在美国试验成功以来,经过100余年的不断发展,目前已在美国、加拿大、智利、印尼、南非、菲律宾等20多个国家的50多座矿山得到了应用,国内外应用自然崩落法采矿的主要矿山见表1。最大生产能力为智利特尼恩特矿的日产11.2万t。我国中条山有色金属公司铜矿峪矿年产量为400万t,目前已基本完成年产600万t二期扩建工程,是我国地下金属矿山规模最大的矿山。铜矿峪铜矿7铜矿峪矿系大型斑岩铜矿床,矿体赋存于中条山北段下元古界降县
6、群铜矿峪变质火山岩的中上部,为火山-气液成因的沉积变质铜矿床。矿区围岩为绢云母石英片岩、绢云母石英岩、石英绿泥石片岩及含矿岩石非含矿部分。含矿岩石为变质花岗闪长斑岩和基性侵入体。矿体和围岩产状大致一致,走向北东倾向北西,倾角40°～50°,呈似层状或透镜状产出。铜矿峪矿床储量较大,经勘探提交矿石量为8亿多t,金属量200多万t,铜金属元素单一。铜矿峪矿1958年2月开始建设,1975年正式投产。原采用有底部结构分段强制崩落采矿法,年生产能力只有80万t,采矿成本高,亏损严重。1984年铜矿峪矿采用自然崩落法对铜矿峪矿进行技术改造,初步设计的开
7、采范围是5#矿体810～930m中段的中西部,最大开采境界走向长600m,水平厚80～240m,采高40～120m。地质储量2604万t,平均地质含铜品位0.639%,设计日产量为13100t,其中自然崩落法部分为11100t,边部矿体2000t,边部矿体继续采用有底部结构分段崩落法开采,出矿方式采用电耙出矿。2000年矿山实际生产能力已达设计产量400万t/a,做到了扭亏为盈。铜矿峪矿自然崩落法首采区的拉底工作于1989年10月份开始,为确保初始崩落和持续崩落,拉底严格遵循了由NE向SW推进原则,拉底“开刀”的部位选在矿体东部地质构造密集的
8、四类岩区及部分三类岩体中进行,以后逐步扩展(见图2)7。底部结构见图3,中段运输水平以上3m为耙矿水平,耙道底板以上7.5m布置拉底巷道。运输水平以下10m为主进、
