石灰石礦山開采方法
對于一個(gè)礦體,是用露天開采還是用地下開采,取決于礦體的賦存狀態(tài)。若用露天開采,則應(yīng)該采用多深合理,這里存在一個(gè)深度界線問題,深度界線的確定主要取決于經(jīng)濟(jì)效益。一般來說,境界剝采比如少于或等于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的,可采用露天開采,否則就采用地下開采方法。
(一)露天開采
露天開采是采用采掘設(shè)備在敞露的條件下,以山坡露天或凹陷露天的方式,一個(gè)階段一個(gè)階段地向下剝離巖石和采出有用礦物的一種采礦方法。露天開采與地下開采相比有很多優(yōu)點(diǎn),如建設(shè)速度快,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,成本低,勞動(dòng)條件好,工作安全,礦石回收率高,貧化損失小等等。尤其是隨著大型高效露天采礦及運(yùn)輸設(shè)備的發(fā)展,露天開采將會得到更加廣泛的應(yīng)用。目前,我國的黑色冶金礦山大部分采用露天開采。
建設(shè)一個(gè)露天開采礦山的整個(gè)過程,一般包括:礦區(qū)的地面設(shè)施建設(shè);礦床的疏干和防排水;露天采場基本建設(shè)以及投入生產(chǎn)的一系列準(zhǔn)備工作。
露天采場基建工程主要是開掘入車溝、出車溝和開段溝,鋪設(shè)運(yùn)輸線路,建設(shè)排土場,剝離巖石以及修建供排水、供電設(shè)施等。
出入溝是建立地面通往工作水平以及各工作水平之間的傾斜運(yùn)輸?shù)缆?。開段溝是在每個(gè)水平上為開辟開采工作線而掘進(jìn)的水平溝道,也就是開辟階段的最初工作線。
掘溝、剝離和采礦是露天礦生產(chǎn)過程中的三個(gè)重要環(huán)節(jié)。露天礦下降速度的快慢、新水平準(zhǔn)備時(shí)間的長短,主要決定于掘溝速度。為保證露天礦持續(xù)正常的生產(chǎn),掘溝、剝離和采礦三者之間,在空間和時(shí)間上必須保持一定的超前關(guān)系。遵循“采剝并舉,剝離先行”的原則組織生產(chǎn)。
露天礦生產(chǎn)過程中,不論是剝離還是回采礦石,工藝流程一般都要經(jīng)過穿孔、
爆破、裝載和運(yùn)輸。目前我國黑色冶金礦山所使用的設(shè)備,穿孔主要是牙輪鉆和潛孔鉆,沖擊鉆已被淘汰。裝載設(shè)備大都使用3~4.6米3電鏟,6米3以上電鏟也開始使用。運(yùn)輸設(shè)備大都使用20噸以上載重汽車和80~150噸電機(jī)車,100噸電動(dòng)輪汽車也在部分特大型礦山推廣使用。
(二)地下開采
當(dāng)?shù)V床埋藏地表以下很深,采用露天開采會使剝離系數(shù)過高,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為,采用地下開采合理時(shí),則采用地下開采方式。
由于礦體埋藏較深,要將礦石采出來,必須開鑿由地表通往礦體的巷道,如豎井、斜井、斜坡道、平巷等。地下礦山基本建設(shè)的重點(diǎn)就是開鑿這些井巷工程。
地下開采主要包括開拓、采切(采準(zhǔn)和切割工作)和回采三個(gè)步驟。開拓是為了由地表通達(dá)礦體而開鑿的豎井、斜井、斜坡道、平巷等井巷掘進(jìn)工程。采準(zhǔn)是在開拓工程的基礎(chǔ)上,為回采礦石所做的準(zhǔn)備工作,包括掘進(jìn)階段平巷、橫巷和天井等采礦準(zhǔn)備巷道。切割是在開拓與采準(zhǔn)工程的基礎(chǔ)上按采礦方法所規(guī)定在回采作業(yè)前必須完成的井巷工程,如切割天井、切割平巷、拉底巷道、切割塹溝、放礦漏斗、鑿巖硐室等?;夭墒窃诓蓤鰞?nèi)進(jìn)行采礦,包括鑿巖和崩落礦石、運(yùn)搬礦石和支護(hù)采場等作業(yè)。這三個(gè)步驟,開始是依次進(jìn)行,當(dāng)?shù)V山投產(chǎn)以后,為能保持持續(xù)正常生產(chǎn),仍需繼續(xù)開鑿各種井巷。如延伸開拓巷道,開鑿各種探礦、
采準(zhǔn)、回采巷道等。在時(shí)間上必須遵循“開拓超前于采準(zhǔn)、采準(zhǔn)超前于回采、
確保各級生產(chǎn)準(zhǔn)備礦量達(dá)到合理保有期”的生產(chǎn)規(guī)律。這是通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出來的比較符合礦山生產(chǎn)實(shí)踐的科學(xué)規(guī)律。
地下礦床開采時(shí),一般是先采上階段,后采下階段。在階段中,沿礦床走向劃分為礦塊(礦塊高度一般是40~60米,國外一般為60~120米,甚至可達(dá)到200米)一般以礦塊為基本單位或?qū)⒌V塊再劃分為礦房和礦柱進(jìn)行回采。
地下采礦方法很多,主要分以下三類:
(1)自然支撐采礦方法。采區(qū)劃分為礦房和礦柱?;夭傻V房時(shí),所形成的采空區(qū),利用礦柱支撐,因此,使用這類采礦方法的基本條件是礦石和圍巖均需穩(wěn)定。
?。?)人工支撐采礦方法。在采區(qū)中,隨著回采工作面的推進(jìn),用人工支撐方法來維護(hù)采空區(qū)并形成工作場地。
?。?)崩落采礦法。它是隨著礦石的崩落,以崩落圍巖來充填采空區(qū),達(dá)到控制管理地壓的一種方法。由于上、下盤巖石崩落將會引起地表的塌落,所以地表允許崩落是使用這類采礦方法的必要前提。
地下開采,不論是開拓、采準(zhǔn)還是回采,一般都要經(jīng)過鑿巖、爆破、通風(fēng)、裝載、支護(hù)和運(yùn)輸提升等工序。
目前,我國重點(diǎn)地下礦山采用的設(shè)備,鑿巖主要是采用鑿巖機(jī)、鑿巖臺車和采場用的中深孔和深孔鉆機(jī)。裝載主要是采用裝載機(jī) 、鏟運(yùn)機(jī)、電耙等。平巷運(yùn)輸提升一般用電機(jī)車牽引成列的礦車至豎井、斜井、提升井和場地,再用罐籠將礦車提升至地面,大型地下礦山均將礦車中的礦石卸入礦倉,再裝入箕斗提升至地面。
編輯:姜立東
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