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采场设计结构参数的优化与改进

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发表于 2016-6-2 09:13:32 | 显示全部楼层 |阅读模式

       贝建刚
      
       (安徽开发矿业有限公司,安徽六安,237462)
      
       摘要:根据采场开采过程中的不同特点,采取合理的开采方案,选择高效的开采参数,降低了开采成本,提高了资源回收率,实现了采场的安全与高效开采。
      
       关键词:采场;参数;优化
      
       在采场各项工程施工过程中,由于采场各项参数的不同,导致采场采空区形成的顺序、大小、形成方法等不尽相同,从而对采场围岩产生不同的影响,为了保证采场的高效顺利开采,需要对采场设计中的各项参数进行合理的计算,从而获得最大经济效益。
      
       1采场结构参数的改进
      
       从回采底部结构方面确定采场设计参数,从而保证采场在回采过程中能够安全进行。在采场设计过程中,采场底部结构参数主要包括采准设计参数、回采设计参数、爆破设计参数等,每项设计参数都与采场底部结构的安全使用有直接关系。根据实际情况,本文重点从理论与实践两个方面对采准设计结构参数进行分析。
      
       2采准设计结构参数的优化
      
       采准设计参数主要包括采场设计顶板埋藏深度H1、采场底板埋葬深度H2、采场开采宽度B。采场开采高度H=H2-H1,采场的开采长度为L,采场的开采总体积为V=LBH,如图1所示。
      
      
      
       采场底部所受压力为F=Sp,式中,p为采场底部压强,P=ρgH;S为采场底部面积,S=BL。从而有:F=ρgHBL。在实际采场中,由于采场处于地面以下,造成采场受压状态。因此若采场顶部的压强为p顶,那么采场底部的压强p底=p顶+p,实际采场底部的压力为F=S(p+P顶)。随着采场的埋深增加,直接导致采场底部结构受压增大。
      
       采场设计过程中,可根据工程的设计参数要求,采取不同的设计方案。第一类方案为采场内的进路对应进行布置,第二类方案为采场内的进路交错进行布置。
      
       在第一类布置条件下,设其边角孔的角度为θ1,进路之间的距离取为D,则有h1= Dtanθ1,从而最大孔深为L最大孔深=h1+C-h巷道高度。
      
       对上式中的各个参数,当其中任意三个确定时,可以确定第四个参数,下面对此一一分析和计算。
      
       2.1第一种情况
      
       当最大孔深L最大孔深、巷道高度h巷道高度及分层高度C确定时,由于h1=Dtanθ1,相应的h1也确定,从而有C=L最大孔深十h巷道高度—h1=L最大孔深+h巷道高度—Dtanθ1,边孔角角度θ1与分层高度C成反比,即边孔角角度θ1越大,分层高度反而越小,主要因为边角角度的增大,直接引起h1的增大,从而导致分层高度减小。
      
       2.2最佳参数计算
      
       原则上在设计中,为了提高采掘效率,加快采场的形成,提高生产效率,降低生产成本,总以最大分层高度为原则,减少开拓及采准工程的布置,增大单次爆破产量,为企业创造最大利润,如图2和图3所示。
      
      
      
       在实际生产过程中,根据中深孔台架最佳凿岩深度L最大孔深=15m,取进路之间的距离D=12m,考虑矿石的最佳溜矿角度,巷道高度取值h巷道高度=3.2m,边孔角的角度取值θ1=50°,将上述各个参数代入C=L最大孔深+h巷道高度—Dtanθl,得C=15+3.2—×12tan50=11.05m,当分层高度取此数时,即可充分发挥凿岩设备的性能,取得最大生产效率。
      
       2.3第二种情况
      
       为提高采场生产能力,需要设定采场的分层高度C,即采场的分层高度一定,C为固定值,取C=25m,边孔角的角度θ1依据矿石溜矿角度确定,与其他因素并无直接联系,因此θ1也为固定值,巷道高度与井下设备的规格有直接联系,必须保证现有设备能够在井下正常运行,否则必须得修改巷道规格,取巷道高度为4.1m,进路间距D取为20m,因此有L最大孔深=h1+C—h巷道高度=×20tan50+25—4.1=32.8m,因此需要考虑此最大孔深,选择设备时不得选用效率低于33m深的设备,否则无法满足中深孔施工要求。
      
       3结论
      
       在采场设计过程中,要求根据采场开采的实际要求,选取相应的结构参数,适应采场高效回采的要求,发挥设备的最大效率,提高矿石资源的回收率,并获得最大效益。
      
       参考文献
      
       [1]王运敏.现代采矿手册(中册)[M].北京:冶金工业出版社,2011.
      
       [2]王运敏.现代采矿手册(上册)[M].北京:冶金工业出版社,2011.
      
       摘自《中国爆破新进展》
      
      
原文网址:
  1. http://www.cbsw.cn/news.do?newsId=92418
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