水力充填法.docx
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水力充填法
毕业论文
题目:
水力充填采矿法的研究
系部:
冶金化工系
姓名:
李伟
学号:
2010218134
专业:
金属矿开采
年级班级:
大三
指导教师:
胡一多
职称:
讲师
年月日
1水力充填法概况……………………………………..………………….1
1.1水力充填采矿法的特点…………………………………..1
1.2水力充填法在我国使用情况……………………………..1
1.3水力充填采矿法分类……………………………………..1
1.4我国使用水力充填法的矿山:
…………………………..2
2水力充填采矿法典型方案。
(上向水平分层水砂充填法).
2.1铜录山铜矿的矿床地条件..………………………………
2.2矿块构成要素…………………………………………………….
2.3采准工作………………………………………………….
2.4切割工作………………………………………………….
2.5回采工作………………………………………………….
2.6充填工作………………………………………………….
2.7水力充填的脱水…………………………………………
3下向(水平)分层水力充填采矿法典型方案……………..
3.1概况………………………………………………………
3.2矿块构成要素……………………………………………
3.3矿块采准工作…………………………………………….
3.4切割工作…………………………………………………
3.5回采工作…………………………………………………
3.6充填工作…………………………………………………
4水力充填系统………………………………………………...
5对水力充填采矿法的评价…………………………………...
5.1主要优点…………………………………………………
5.2主要缺点…………………………………………………
5.3有待研究的………………………………………………
1水力充填法概况
近年来,水力充填采矿法在我国地下金属矿山使用的越来越多,是逐渐增加的趋向,这是由于充填工艺的不断改进而促进发展的。
1.1水力充填采矿法的特点
它是将适当的充填料与水混合成浓度均匀的砂浆,利用自然压头或泵压,通过管边或与管边相接的钻孔,把充填料输送到需要充填的回采工作面。
充填料经过脱水之后,即形成充填体,而脱同的水则由池水顺路天井流入巷道水沟和沉淀池,最后进入水仓并排至坑外。
水边充填采矿法与干式充填采矿法在结构上基本相同,只是在充填系统上不同,充填材料,及充填工艺没。
水力充填采矿法也把矿块分成;两步骤回采(先采房、后采柱)。
矿房向下而上或自上而下分层回采,分层水力充填;矿柱也用同类方法回采。
1.2水力充填法在我国使用情况
我们采用充填法本来比较早,但采用水力充填法却很晚,直到60年才发展起来,而水力充填法用金属矿山开采就更略一些。
水力充填法是由干式充填变来的。
当时发现选厂的尾矿,对人们造成危害,冶炼出来炉碴,也成了灾害。
如何处理?
当时人们就用这些东西来为人类服务,就把这些有害之物卷入地下,为了增加充填体的程度,人们对充填料又进行了一定的加工配制。
当然,随着科学技术的向前发展,尾砂、炉碴也将会逐渐变。
为更有用的东西,如用冶炼炉碴制优质的水质,用于足设置中。
1.3水力充填采矿法分类:
可分为三类:
(1)上向分层水砂充填采矿法;
(2)下向分层水砂充填采矿法;
(3)毕式水砂充填采矿法;
1.4我国使用水力充填法的矿山:
(1)铜录铜矿采用点柱上向水平分层尾砂充填法;
(2)红透山铜矿采用上向分层尾砂充填法;
(3)黄沙、坪铝锌矿采用下向分层尾砂充填法;
(4)金川首矿采用下向分层尾砂充填法;
2水力充填采矿法典型方案。
(上向水平分层水砂充填法)
下面的铜录山铜矿使用的上向分层水砂充填法为例说明。
2.1铜录山铜矿的矿床地条件:
该矿为多金属发生矿床,是以铜铁为主的的卡岩型厚矿体,平均厚度40米,最大厚度100余米,矿体倾角50°~75°。
矿石比较稳固,上、下盘围岩均有破碎带,故均不太稳固。
矿床位于湖畔,有些矿体的深部延深到湖底下部,地表不允许陷落,矿石品位高,属多金属富矿床。
1—顶柱2—充填井3—崩下的矿石4—人行脱水井
5—放矿留井6—主付钢筋7—人行滤水天井通边8—沿脉巷道
9—穿脉巷道10—充填体11—脉外平巷
2.2矿块构成要素
(1)矿块布置:
由于矿体厚度大,上、下敌国围岩的稳固性比较差,所以矿块呈切走向布置;
(2)阶段高度—60米;
(3)矿块长度—矿块长=矿体厚(切走向布置);
(4)矿房宽度—8~10米;
(5)矿柱尺寸—①间柱宽=6~8米;②底柱高度=5~7米;
③顶柱宽度=4~5米。
2.3采准工作
(1)阶段运输平巷——根据该矿具体情况,即将是岩矿床的矿体变化大,设计要求的年产量也较大,为适应充填管路的合理性,因而采用了下盘脉外平巷,上盘脉内平巷的双平巷环形采准系统。
(典型方案图中是治脉平巷)。
(2)穿脉巷道——每隔15~20米开一条穿脉。
穿脉布置在矿房与间柱高界处,矿房和间柱共用一条穿脉。
这种布置形式比矿房间柱各布置一条穿脉节省了采准工程量。
(3)流矿井——根据矿房长度不同,一个矿房中至少应布置两个留矿井。
(4)充填井——在矿房中间设一个充填井,断面=2×2米2,倾角80°~90°,设管边,梯子,它属安全出口之一。
(5)人行脱水井——一个矿房设一个顺路人行脱水井。
它的结构要求是:
应适应泄水要求。
2.4切割工作
切割工作主要是拉底工作。
拉底分两步进行。
首先在底柱中开掘的短天井内,在穿脉平巷底板以上5米的地方,掘进拉底巷道,然后以拉底巷道为向由石,把矿房内底部全部拉开(扩大至矿体边界)。
形成2米的拉底空间,之后再进行挑顶。
挑顶高度为2.5~3.0米。
此时把崩下的矿石全部运出(由底柱中已掘进好的放矿流井放出)。
最后形成4.5~5米的拉底空间。
当整个拉底空间形成后,再砌筑钢筋混凝土底板,底板厚度为0.8~1.2米。
到此切割工作室完成,可进行正式,回采工作了。
2.5回采工作
(1)回采分层高度——一般为2米,基本在1.8~3.0米之间,当矿石稳固性,分层高度可以大一些。
可以采用“两采一充”的循环办法。
(即采两分层充填一次)。
当采用“两采一充”时分层高可达4—6米。
(2)凿岩工作——用01—45型打上向孔。
苦用“两采一充”时则第二分层用YT—25型打水平孔。
这样既增加了落矿高度,又保证了采矿规格和稳定性。
(当矿石稳固时,一般打上向孔,反之打水平孔(如凤凰山铜矿所用)。
(3)爆破工作——每一分层的上向孔,分两次爆破。
(4)出矿工作——采矿中出矿可用Z/Q—14型装运机。
(或用/Q—12型,或用电耙出矿),(如红速山铜矿用)。
(5)清理工作——出矿完毕,清理和检查工作面,之后才能进行充填工作。
2.6充填工作
(1)充填之前的准备工作
包括:
①浇注放矿留井(或加高留井);②加高人行泄水井;③架设隔墙模板,并浇注混凝土隔墙体。
④充填前的全面检查工作。
经检查后天矿,即可将所需之充填管,流槽木板等物,由天井下放到采场,(天井上口0.5~2.0吨的绞车就可满足要求)。
1)浇注流矿井:
流井内径一般=1.5~2.0米。
多采用钢筋混凝土束体浇注方式形式。
根据阶段高度的不同,井毕厚度取0.5~1.0米。
(多用0.4~0.5米厚),当阶段高度增加时,毕厚还要协加可达0.8~1.0米。
(因此时流井通过的矿量大)。
有的矿山用钢板焊接成留井的早毕。
一节一节刈接起来。
(如山东集家金矿等)这种形式也很好。
2)加高人行脱水天井
人行脱水井一般采用方形断面,规格=1.5×1.5米2的。
它是用混凝土预帛件砌成的顺路天井。
铜录山铜矿的人行滤水井净断面=1.8×1.8米2,内毕由3毫米的木模板构成,砌混凝土预制块之间留0.2~0.3米的间隙,在泄水孔处堵上草袋子。
3)浇注隔墙
浇注隔墙的模板过去是采用木制的,现用混凝土预制块,预制规格为300×200×150毫米的,形成的隔墙总厚度为0.8米(预制块厚0.3米,内浇注0.5米厚的混凝土)。
在浇注隔墙时,为空心性好好,上、下层对挤,因此在施工时,在每一分层隔墙砌筑完后,间隔1.0米左右插入一根钢筋,上面露出0.5米左右,这样就可以起到上、下层对挤和连接良好的作用。
(2)正式充填采场
准备工作完毕后,可进行正式的采场充填工作。
充填料可用尾砂,冶炼厂炉碴等。
(铜录山矿用炉碴,红透山矿用尾砂)。
料状炉碴,沿着管经为100毫米的管边进行不力输送。
采场充填完成后,在充填料上铺一层厚0.15米的混凝土作底板。
使之便于落矿,减少贫损。
由于炉碴的透水性好,当充填料充填完后,即可铺底板。
底板浇注后,要养生一天后,才能进行下一个循环的凿岩工作,养生2—3天后,才能进行崩矿。
2.7水力充填的脱水
水力充填后的脱水很关键,脱水的速度和质量好坏,直接影响着采矿的效率和质量。
解决脱水的方法有两种:
一种是溢流脱水,另一种是渗滤脱水。
(1)溢流脱水方法。
溢流脱水是将充填料自然沉积下来,上部澄清的水经溢流管或溢底孔排出采矿场。
(我国车多钢矿,用虹吸结脱水)。
这种方法主要用于采后全尾砂,或分透级尾砂,一次充填的采场,脱水,此只能使澄清水流出,而不能对充填体起疏干作用。
同时澄清水流出,往往在充填体上形成一层稀泥不易干固。
因此,在随采随充的采场中,一般是与渗滤法配合起来使用的。
(2)渗滤脱水方法
渗滤脱水法是利用滤水构筑物将水渗滤出采矿的办法。
渗滤脱水的构筑物有滤水窗、滤水窗,滤水筒、滤水墙和滤水天井等。
滤水用的材半有:
稻草帘、麻布、荆条、竹席、夏布、芦苇和手等等。
1)滤水窗——适用缓倾斜矿体。
通常配合密闭墙使用。
排水范围很有限,比如粗粒充填料充填时,只能排除滤水窗水平以上口水,用细粒充填料脱水口的范围就更小了。
2)滤水墙——有两种设备方法,一种是和密闭墙配合用;另一种是单独设置。
滤水墙是由木材支撑、隔板和滤水材料构成。
(这种方法又叫砂门或挡砂墙)
由于下向充填法大部分是用进路回采,回采断面小,因而在进路口处设置砂门子来脱水。
进路口上既是充填料的进口,又是充填脱水)。
充填管可用软管,导水管可用楠竹筒。
导水孔直径φ=120毫米。
3)滤水筒——一般用木板制成,上面每隔一定距离钻φ30毫米的滤水孔,筒外用滤水材料包着,一般按设在充填料中。
滤水筒主要用缓倾斜矿体。
一般是在底板上沿走向每隔30米安设一个。
(我国包括汤矿山采场使用这种方法的)
1、木板2、草席3、滤水孔
4)滤水天井——(即前面讲的人行脱水井)。
3下向(水平)分层水力充填采矿法典型方案
3.1概况
(1)适用于开采矿石很不稳固,或者矿石和围岩都很不稳固,但矿石品位很高或价值很高的有色或稀有金属矿体。
(2)此种采矿方法的实质:
它是从上往下分层回采和逐层充填,每一分层的顺采作业在钢筋混凝土做顶的保护下进行,钢筋混凝土顶在上一分层回采结束时铺设。
回采分层可以是水平的,或者与水平呈10°~15°的倾斜。
倾斜分层有利于充填接顶和矿石运搬,但凿岩和支护不如水平分层方便。
(3)矿块不再划分矿房和矿柱,而是一个步骤回采。
3.2矿块构成要素:
(1)阶段高度——30~50米;
(2)矿块长度——30~50米;
(3)矿块宽度=矿体水平厚度;
(4)矿柱——不流顶、底间柱;
3.3矿块采准工作
(1)阶段运输平巷布置在下盘接触带或下盘岩石中。
(2)天井——布置在下盘接触带;(一个矿块有三个天井,在矿块两端各布置一个人行通风井,中间一个流矿井)。
①人行通风井——是随着回采分层的下降,逐渐被建筑在充填料中的混凝土十大井所代替。
②