《铲运机出矿的斗穿式底部结构设计与运用》-工学论文，工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

铲运机出矿的斗穿式底部结构设计与运用

范文

孟清文谭宏雪

摘要：结合老厂矿区矿床开采技术条件和所选用的采矿方法，通过对传统铲运机出矿的进路式底部结构的使用中存在的问题进行分析，提出了适合开采不稳固围岩矿体的铲运机出矿斗穿式底部結构。生产试验研究表明：该结构在一定的开采技术条件下所具有的一系列显著优点，对实现安全、高效、高强度和低成本开采将提供重要保障。

Abstract： Combining the mining technical conditions of the old factory mining area and the mining methods selected， through analysis of the problems existing in the use of the access bottom structure of the traditional scraper， the scraper through-out bottom structure suitable for mining of unsuitable ore body is proposed. Production test research shows that the structure has a series of significant advantages under certain mining technology conditions， and provides important guarantees for achieving safe， efficient， high-strength and low-cost mining.

关键词：采矿方法;底部结构;铲运机

Key words： mining method;bottom structure;scraper

中图分类号：TD422.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：1006-4311（2020）17-0123-03

1 ?概述

底部结构是采矿方法中重要组成部分，底部结构一般是由受矿巷道、二次破碎巷道和放（出）矿巷道组成，用来接受崩落的矿石、进行二次破碎和将矿石放出装入运输水平如矿车中，其具有积矿、保护出矿作业等功能，是一个有底柱采场的“心脏地带”，在有底部结构的采矿方法中其掘进工程量约占采切工程总量的40-50%，回采期间的大部分工作都在底部结构进行。底部结构在很大程度上决定着采矿方法的生产能力、作业效率、矿石的损失与贫化指标及放矿工作的安全等。因此，在设计和生产中，正确选择底部结构十分重要。因而，选择合理的底部结构并对其进行优化，对改善采矿技术经济指标和保证采矿生产安全等，都有重大而积极的影响。

作者所在区域矿体主要产于花岗岩与大理岩的接触部，整体呈“大矿床、小矿体”分布，矿体赋存条件复杂，根据矿山多年开采经验，为适应矿体不同赋存特征、赋存条件、开采技术条件等因素，多年来主要选用有底柱分段空场采矿、有底柱切顶房柱法、有底柱分段崩落法等有底部结构的采矿方法，占总出矿量的18.5%左右，由于电耙漏斗底部结构所需设备结构简单、坚固耐用、价格便宜、移动方便、维修和操作都较容易，虽有缺点和不足，但仍为主要采掘设备。所以，电耙漏斗底部结构在区域内应用相当广泛的，2004年后，由于铲运机出矿具备开采强度高、运搬距离长、作业范围广等优点，大力推进高效采矿，自行采矿装备大量更新，根据所选用的采矿方法，铲运机出矿的进路式底部结构同时被引进，得以实践和运用，选用铲运机出矿的有底柱分段空场法、有底柱切顶房柱法等进行开采。一定程度上实现矿山安全、高效、低成本开采。

2 ?进路式底部结构实际运用中存在的问题

在开采赋存接触带上的某矽卡岩型硫化矿，根据矿体特征及开采技术条件，选用有底柱分段空场法开采，底部结构布置在脉内。在矿体开采过程中，底部结构大部分布置于与花岗岩接触部位的矽卡岩中，地质条件较差，出矿进路及底部结构采用金属支架支护（密集欀），支护体由于地压应力集中，易变形及垮塌，支护、维护成本高、工程量大、难度高，在铲运机铲装作业时，易发生支护体破坏、倒塌现象、存在掩埋设备及人员等风险。底柱高度较高，对于中厚矿体的有底柱分段空场法来说，适用范围较为局促，矿石损失率高。

在开采区域内花岗岩内蚀变带锡铜多金属、脉状产出矿体时，选用环境再造阶段空场连续采矿法开采。问题更为突出，由于其底部结构布置于花岗岩中，该处花岗岩存在风化、半风化现象，遇水极易变形膨胀，三岔口暴露面积大，采用钢筋砼对底部结构进行整体支护，在回采作业时，受出矿铲运机在铲装过程时机械碰撞及大块处理等影响，底部结构受损严重，给出矿设备及人员带来极大的安全威胁，生产影响较大。（图1-图2）

3 ?斗穿式铲运机出矿底部结构设计

为满足在保证巷道稳定（能经受落矿和二次爆破的冲击及放矿时的地压变化）、作业安全、需要的放矿能力条件下（适应采矿方法和放矿特点要求），尽量降低底柱高度，采准工作量小，施工方便，经济效果好的基本要求。针对现有铲运机出矿的进路式底部结构，取消装矿进路，减少三岔口暴露面积，漏斗设置成类似电耙出矿的斗穿式漏斗结构，根据选用的采矿方法和采切工程布置，出矿进路沿走向或垂直走向布置，受矿部分结构形式漏斗式，单侧或双侧交错式布置，斗穿进深2.5m，间距为11m，斗颈高2.5m，漏斗喇叭口受矿坡面角为50°，底部结构高度7.5m。（图3）

为确保出矿进路内人行、通风、设备安全，以及桃形矿柱的稳固性和出矿效率，充分结合巷道规格、自然安息角、礦堆宽度、斗颈规格等。确定巷道的规格斗颈轴线与出矿进路巷道中心线距离，设计松散矿石的自然安息角为45°-55°，矿堆宽度巷道宽度的2/3，漏斗颈与漏斗斜面的交点应在电耙巷道顶板以上1.5-2.0m，斗颈规格为1.5×1.5m，巷道规格为3.0×3.0m，故巷道的规格斗颈轴线与出矿进路巷道中心线距离为1.25m。为保证斗穿施工过程中不出现“豁鼻”现象和增加底部结构的稳定性，斗穿沿巷道底板抬高1m施工。

4 ?实际运用成果

在位于花岗岩与矽卡岩接触部位，较为松散，且部分漏斗需布置于花岗岩内的采场，常规进路式底部结构支护量，底柱高度高，安全性差等无法满足生产需求，为确保安全、高效回采上部矿石，根据所设计底部结构，决定采用铲运机出矿的斗穿式底部结构进行试验。（图4）

实验采场进行试验后，优势明显：①采切工程量小，对比进路式漏斗，其无需施工大量的装矿进路，底部结构高度低，实际工程量仅为进路式工程量的87%。②支护工程量大大缩减，根据不同的围岩情况，对出矿主巷进行喷砼、金属支架支护，斗穿断面由于断面小，无需支护，松散地段的斗穿施工仅需架设“抬门欀”，有利于巷道的维护。③生产能力大，对比电耙出矿，具有效率高、运搬距离长、灵活性好、方便集中二次破碎等优点。④安全系数高，不存在暴露面积大的三岔口，采场底部总暴露面积仅为采场水平面积的21%，仅为进路式漏斗设计参考值40%的一半。

5 ?适用条件探讨

后续通过在其他采场等实践运用，该底部结构能确保上部矿石在矿柱的保护下安全采出，通过不断的试验总结，虽优势明显，但由于斗穿式漏斗的底部结构在出矿进路内矿堆宽度巷道宽度的2/3，铲运机为前进式铲装，无法确保所有漏斗均打开进行放矿，故存在需要配矿及各漏斗均匀放矿的采矿方法、漏斗施工及放矿时管理不善时存在一定适用局限性。

6 ?结论

通过对传统进路式底部结构与电耙用的斗穿式底部结构的实际生产情况中存在的问题分析，将电耙出矿的漏斗与铲运机出矿结合，兼顾二者优点，提出了适合老厂矿区围岩中等稳固以下，适用于铲运机出矿的斗穿式底部结构。该结构虽存在施工组织工作量略大、特殊采矿方法不适用等缺点，但具有采切工程量小、整体稳定性好、支护工程量小，维护成本低，安全系数高、回采率高、作业安全等一系列显著优点，是一种切实可行的方案，有很好的经济效益和社会效益，对实现老厂矿区安全、高效、高强度和低成本开采，将提供重要保障，具有一定的推广价值和借鉴意义。

参考文献：

[1]王运敏.现代采矿手册[M].冶金工业出版社，2012.

[2]中南大学.西凹生产区高效采矿综合技术研究[M].云南锡业股份有限公司，2015.

[3]中南大学.深埋高价值复杂难采矿体协同高效无废开采综合技术研究[M].云南锡业集团（控股）有限责任公司，2014.

[4]孟稳权.冬瓜山铜矿阶段空场嗣后充填采矿法的底部结构选择及优化[J].矿冶，2004，13（4）.

[5]GB50915-2013，有色金属矿山井巷工程设计规范[S].2013.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。