高应力磷矿体诱导致裂及机械化开采实践

发布时间：2019-09-14 20:29

【摘要】：高应力磷矿资源的机械化连续开采是矿山开采技术的发展方向之一。在待回采矿房内沿走向和倾向布置多条诱导巷道,引起巷道周边矿体应力高度集中,诱发矿体裂纹扩展而形成破裂区。采用钻孔电视对诱导破裂区进行实测,然后设计合理的切割方案,开展磷矿体机械化开采工业试验,并统计切割矿量、效率、截齿消耗等多项数据。结果表明,基于地压诱导致裂的高应力磷矿体机械化开采是可行的。
【图文】：

工程布置

特点。基于深部磷矿体的赋存及开采条件，采用机械化连续开采是开阳磷矿未来的发展方向。１诱导工程布置与破裂区实测１．１房柱式诱导工程布置诱导工程布置一方面需考虑如何使矿体更易产生破裂，另一方面需考虑掘进机外型、拐弯半径、爬坡能力等参数。分步房柱式开采诱导与采切工程主要包括沿走向诱导巷道、沿倾向诱导巷道和待切割矿柱。分步房柱式诱导工程开挖主要分２步进行：用钻爆法沿走向开挖１条诱导巷道；用钻爆法沿倾向开挖３条诱导巷道，从而形成具有三个临空面的切割矿柱，见图１。图１诱导工程布置ＩＳＳＮ１００５－２７６３ＣＮ４３－１２１５／ＴＤ矿业研究与开发第３７卷第９期ＭＩＮＩＮＧＲ＆Ｄ，Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．９２０１７年９月Ｓｅｐ．２０１７＊收稿日期：２０１７－０８－０７基金项目：国家重点研发计划项目（２０１６ＹＦＣ０６００７０６）．作者简介：姚金蕊（１９６８－），男，河北唐山人，博士，工程技术应用研究员，主要从事非煤矿山开采技术研究，Ｅｍａｉｌ：ｙｊｒ３８６＠１２６．ｃｏｍ。DOI:10.13827/j.cnki.kyyk.2017.09.001

截齿,结论

齿消耗大小与矿体硬度和当日切割矿量成正比。截齿失效主要表现为头部磨损、齿身磨损、截齿丢失、齿身弯曲、固定装置丢失等几种形式，且大部分截齿都是磨损成平面，而非均匀磨损，造成其结果的原因主要是截齿底座大小或焊接角度不合理、截齿不能自由旋转。另外，矿体硬度较大，矿体表面存在的金属网以及矿体内部嵌入的锚杆都会对截齿产生一定的损耗。图５典型截齿磨损３结论（１）采用钻孔电视进行诱导破裂区实测，经沿走向与沿倾向诱导后，破裂区范围为１．８４～２．５４ｍ，两角处破裂区范围最大，，且破裂区范围与高度成正比关系。（２）开展了房柱式机械化开采工业试验，掘进机切割效率较高，证明通过一系列诱导工程使矿体致裂有助于机械化开采。（３）硬岩矿山机械化连续开采的研究刚刚起步，诱导工程布置需考虑如何使矿体更易产生破裂，并能有序控制地应力能量的释放，使矿岩产生合理的破裂区，并建立机械切割厚度与破裂区范围的匹配原则。参考文献：［１］李夕兵，周健，王少锋，等．深部固体资源开采评述与探索［Ｊ］．中国有色金属学报．２０１７，２７（６）：１２３６－１２６２．［２］李夕兵，姚金蕊，杜坤．高地应力硬岩矿山诱导致裂非爆连续开采初探—以开阳磷矿为例［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０１３，３２（６）：１１０１－１１１１．［３］殷志强．高应力储能岩体动力扰动破裂特征研究［Ｄ］．长沙：中南大学，２０１１．［４］姚金蕊．深部磷矿非爆连续开采理论与工艺研究［Ｄ］．长沙：中南大学，２０１３．［５］ＹＡＯＪＲ，ＭＡＣＤ，ＬＩＸＢ，ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ
【作者单位】：贵州开磷集团股份有限公司;中南大学资源与安全工程学院;
【基金】：国家重点研发计划项目(2016YFC0600706)
【分类号】：TD871.3

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