均勻放礦
均勻放礦
均勻放礦,是崩落採礦法中採下的礦石在崩落圍岩覆蓋下放至出礦巷道的流動過程和放出作業。
崩落採礦法中採下的礦石在崩落圍岩覆蓋下放至出礦巷道的流動過程和放出作業。隨著分段和階段崩落法的廣泛應用,20世紀40年代蘇聯學者首先提出放出體概念,50年代提出橢球體放礦理論,60年代應用振動放礦技術。20世紀60年代以來,許多國家都在利用物理模型法、數學分析法和電子計算機模擬法研究放礦問題。放礦研究的主要問題包括:崩落覆岩下放礦的礦岩運動規律、放礦過程中礦石損失和貧化的機理及降低損失、貧化的技術措施(見貧化率、回採率)、優選崩落採礦法的合理結構參數和放礦制度、研製高效率放礦設備等。
自崩落礦塊底部的一個放出孔放礦時,放出的崩落礦岩原來佔據的空間,叫做放出體。因其形狀類似幾何學上的截頭旋轉橢球體,所以也稱放出橢球體。放出體表面上的顆粒,在某一間隔時間內,隨機地先後到達放出孔。在放出過程中,放出孔上面的鬆散崩落礦岩發生二次鬆散。二次鬆散體隨礦石放出而擴大,其形狀也類似截頭橢圓體,故稱鬆散橢球體。它的體積約為相應放出體的體積的15倍。在放出過程中,鬆散體內的礦岩接觸面逐漸彎曲呈漏斗形。純礦石放出體內的礦石全部放出時,彎曲的礦岩接觸面的最低點正好到達放出孔,這時形成的漏斗形接觸面,稱放出漏斗。再繼續放礦,將放出貧化礦石。無底柱分段崩落法,自回採進路端部放礦,基本符合單放出孔放礦規律,但是,崩落礦岩的運動受端壁影響,放出體形狀發生畸變。
有底柱崩落法,自底柱的多個放出孔放礦時,各放出孔之間將互相影響。如各放出孔間距相等,礦岩接觸面水平,自各放出孔等量順次放礦時,礦岩接觸面可基本保持水平下降,直到某一極限高度。繼續放礦,接觸面逐漸發生彎曲。彎曲礦岩接觸面的最低點到達放出孔時開始貧化。如不採取等量順次放礦制度,水平礦岩接觸面將在到達極限高度前就開始彎曲,這將使貧化提前,礦石損失增大。因此多放出孔放礦時,應選取合理的放礦制度,使礦岩接觸面盡量保持水平,均勻下降。
貧化開始后,放出礦石的品位逐漸降低。放出礦石品位達到截止品位時停止放礦。如礦岩接觸面是水平和垂直的,可用計演演算法確定礦塊的最優放礦制度和結構參數。礦岩接觸面的形狀比較複雜時,需用模型試驗法對比幾個方案,然後擇優選取。近年正試用電子計算機模擬和解析計演演算法來解決這類問題。
預防采場冒頂片幫事故在採礦作業中,最常見的事故是冒頂片幫,約佔採礦作業事故的40%以上。分析該類事故的原因主要是:1.採礦方法選擇木—合理,頂板管理方法不當如采場布置方式與礦床地質條件不適應,采場階段太高,礦塊太長,頂幫暴露面積太大,時間過長,加上頂板支護、放頂時間選擇不當,都容易發生冒頂事故。天井、漏斗布置在礦體上盤或切割巷道過寬都容易破壞礦體及圍岩的完整,產生片幫事故。
2.作業人員疏忽大意,檢查不周根據冒頂傷亡事故分析,只有極小部分的事故是由於較大型冒落引起的,大多數都屬於局部冒落及浮石傷人,且多發生在爆破后1~2小時內。這是因為岩石受爆破的衝擊和震動作用后,有些發生鬆動和開裂的岩石,稍受震動或時間一長馬上就會冒落。這時如果正好有人站在下面,將被擊中。所以在放炮后應加強對采場頂幫的檢查和處理。另外,在節假日前後或停工時間較長后,恢復生產時,也應加強對頂幫的檢查和處理。
3.處理浮石操作方法不當由於處理浮石操作不當所引起的冒頂事故,大多數是因處理前對頂板缺乏全面、細緻的檢查,沒有掌握浮石情況而造成的。如操作時撬前面的,後面的冒落;撬左邊的,右邊的冒落;撬小塊的浮石,卻引起大面積冒落等。有時因為操作工人的技術不熟練,處理浮石時站立位置不當,當浮石下來時無法躲避而造成事故。也有一些事故是由於違反操作規程,冒險空頂作業,違章回收支柱而造成的。
5.地壓活動的影響有些礦山在開採后對採空區未能及時有效地處理,隨著開採深度不斷增加,礦山的生產區域不同程度地受到採空區地壓活動的影響,容易導致井下采場和巷道發生大面積冒頂片幫事故。