【導(dǎo)讀】3主礦體產(chǎn)狀傾向南西230?設(shè)計(jì)則是根據(jù)指導(dǎo)教師下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)驗(yàn)證該礦山生產(chǎn)能力。切的聯(lián)系，是礦山綜合水平的反映。因此年下降速度的選用與礦山的可比性十分重要。ρ—礦石貧化率，取%[2]；根據(jù)經(jīng)濟(jì)上合理的服務(wù)年限驗(yàn)證生產(chǎn)能力計(jì)算如下。式中Tc—礦山從投產(chǎn)到產(chǎn)到達(dá)產(chǎn)年限，3a；開(kāi)采賦存標(biāo)高為940m以上的礦體。礦石采出以后，原巖應(yīng)力平衡遭到破壞，使圍巖發(fā)生變形、位移開(kāi)裂、冒落，隨著采空區(qū)不斷擴(kuò)大，巖移范圍也相應(yīng)增大。到地表時(shí)，地表將產(chǎn)生變形和移動(dòng)，形成下沉盆地和塌陷坑。為了使地面建（構(gòu)）筑物及主要開(kāi)拓巷道不受地下開(kāi)采所引起的地表移動(dòng)的影響，為了圈出錯(cuò)動(dòng)界限（移動(dòng)帶），需要知道金川二礦區(qū)礦體上、下盤(pán)巖石的移動(dòng)角。為50°，走向端部60°。布置在移動(dòng)帶以內(nèi)時(shí)，必須留保安礦柱加以保護(hù)，設(shè)計(jì)中如遇此情況。金川鎳礦品味高，價(jià)值大，并對(duì)國(guó)家的建設(shè)和發(fā)展有重要戰(zhàn)略意義。拓工程布置在移動(dòng)帶以外，故不需圈定保安礦柱。的建設(shè)稱為礦床開(kāi)拓。

　　

【正文】 工業(yè)礦量的收益，作為經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)，確定出采礦方法的使用界限 — 臨界品位，大于臨界品位的礦段，可以應(yīng)用高成本、低損失率、貧化率的采礦方法；小于臨界品位的礦段，應(yīng)用低成本、損失率、貧化率大的采礦方法。 每噸工業(yè)礦量的收益，可按以下公式計(jì)算： ? ?321*/)1(*)1/()1( cccaapE j ??????? ???? （ 51） 56 式中 E— 每噸工業(yè)礦量的收益（元 /t），為圖形中因變量。 ? — 采礦損失率（ %） ， 其中下向分層充填采礦方法為 %，分層崩落采礦方法為 %， VCR 事后充填采礦方法為 3%； ? — 礦石貧化率（ %）；其中下向分層充填采礦方法為 %，分層崩落采礦方法為 %， VCR 事后充填采礦方法為 5%； a— 礦石品位（ %），為 %，為該方程自變量； ja — 精礦品位（ %） ，為 %； ? — 選礦回收率（ %） %； p— 精礦價(jià)格（元 /t）； 1c — 礦石開(kāi)采成本（元 /t）； 2c — 礦石地面運(yùn)輸成本（元 /t）； 3c — 礦石選冶成本（元 /t）。 需根據(jù)各種采礦方法得出礦石品位為單位礦石收益的關(guān)系并繪與相同坐標(biāo)軸得出盈虧平衡點(diǎn)，依此確定經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的采礦方法。 通過(guò)計(jì)算。 VCR 采礦法具有明顯優(yōu)越性。 采礦方法概述 VCR 采礦法是國(guó)際鎳公司 (Inco)和加拿大工業(yè)有限公司 (cIL)共同開(kāi)發(fā)的，它以利文斯頓的漏斗爆破 理論為基礎(chǔ)并隨著潛孔鉆機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的一種采礦方法。 于 1974 年首次應(yīng)用于利瓦克礦，后來(lái)很快便在薩德伯里地區(qū)其他礦山推廣。在美國(guó)， VCR 法于 1977 年用于霍姆斯特克 (Homestake)礦。由于勞動(dòng)生產(chǎn)率高，當(dāng)時(shí)受到各國(guó)采礦界的重視。 20 世紀(jì) 70 年代末期，加拿大、美國(guó)、澳大利亞，西班牙等國(guó)家相繼推廣應(yīng)用。 80 年代初我國(guó)凡口鉛鋅礦試驗(yàn)成功并推廣使用該方法。 VCR 采礦法問(wèn)世以來(lái)，采場(chǎng)出礦 技術(shù)朝著高效，低費(fèi)用方向不斷發(fā)展，促進(jìn)了 VCR 采礦法的不斷改進(jìn)與完善，加速了 VCR 采礦法的推廣步伐 ? ? 。 采礦方法構(gòu)成要素 （ 1）礦塊布置尺寸 礦塊布置有沿走向和垂直走向布置兩種方式，本礦區(qū)礦體形態(tài)不規(guī)則 ， 為便于充填及采空區(qū)處理。類比金川二礦區(qū)試驗(yàn)過(guò)該采礦方法及凡口鉛鋅礦多年來(lái)該法的運(yùn) 57 用。礦塊高度為階段高度即 60m，礦房長(zhǎng)度為 50m，寬度取 12m。間柱寬度取 10m，頂柱的厚度為 8m，鑿巖工作是在礦體整個(gè)寬度范圍內(nèi)，從切頂層到拉底層鉆鑿大直徑炮孔。在炮孔底 部按預(yù)定重量裝填炸藥，然后按順序進(jìn)行爆破，將礦石爆入下面的空間每爆破一次，采去一層礦石，其厚度與漏斗深度相同，從拉底層用鏟運(yùn)機(jī)等出礦設(shè)備將礦石運(yùn)走。爆破一層后，只運(yùn)出能為下次爆破提供足夠補(bǔ)償空間的礦石。切頂層下面最后 6～ 12 m高的礦石是在孔內(nèi)分層裝藥，按不同延發(fā)時(shí)間一次爆破。在開(kāi)采下一階段之前，采完的階段要進(jìn)行充填，充填料通常是加有水泥的分級(jí)尾礦。 （ 2）礦塊底部結(jié)構(gòu) 采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，不設(shè)底柱，即先將底柱采完形成拉底空間，然后分層向下崩礦，整個(gè)采場(chǎng)采完和鏟運(yùn)機(jī)在裝運(yùn)巷道出礦完了后，采用遙控技術(shù)，使鏟運(yùn)機(jī) 進(jìn)入采場(chǎng)底部將存留在采場(chǎng)平底上的礦石鏟運(yùn)出去 。 采準(zhǔn)切割 （ 1） 采準(zhǔn)方式選擇 影響采準(zhǔn)方法選擇的主要因素有： 1） 礦體及上下盤(pán)圍巖的穩(wěn)固性 ； 2） 礦體的厚度及傾角； 3）選用的開(kāi)拓運(yùn)輸方案及 采礦方法； 4）階段運(yùn)輸能力及礦塊生產(chǎn)能力；5）礦床的涌水、發(fā)火、放射性情況； 6）礦床的分枝、多脈等產(chǎn)出情況； 7）礦床的研究程度及生產(chǎn)探礦的手段和網(wǎng)度； 8）井下通風(fēng)的要求等。 （ 2） 采準(zhǔn)巷道 本設(shè)計(jì)類比凡口鉛鋅礦采準(zhǔn)方式及參數(shù)確定方法及參數(shù)。在頂柱下面掘進(jìn)鑿巖硐室，硐室長(zhǎng)度比寬度大 2m，為 52m；硐室寬度比礦房寬度寬 1m，以便鉆鑿礦房邊孔時(shí)留有便于安置鉆機(jī)的空間，并使周邊孔距上、下盤(pán)和間距有一定的距離，以控制礦石貧化和保持間柱垂面的平直穩(wěn)定，寬度取 13m。鉆機(jī)工作高度一般為 。為充分利用硐室自身的穩(wěn)固性，一般硐室墻高，拱頂處全高為 ，形成拱形斷面。 為了增加硐室的安全性，采用管縫式全摩擦錨桿加金屬網(wǎng)護(hù)頂，由于該礦區(qū)礦石不穩(wěn)固需適當(dāng)加大錨桿網(wǎng)度，設(shè)為 ? ，呈梅花形 ，錨桿長(zhǎng)度為 2~3m。 采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，下盤(pán)運(yùn)輸巷道掘裝運(yùn)巷道通達(dá)礦房底部的拉底層，與拉 底巷道貫通。裝運(yùn)巷道為 8m，巷道斷面為 ? ，曲率半徑為 8m，為保證鏟運(yùn)機(jī)在直通道下?tīng)顟B(tài)下裝巖，裝運(yùn)巷道長(zhǎng)度不小于 8m，根據(jù)與設(shè)置的裝運(yùn)巷道位置確定。 58 回采工作 （ 1）鉆孔 現(xiàn)今大多采用大直徑深孔，炮孔多為 165mm。采用垂直平行深孔， 類比凡口鉛鋅礦及分析金川礦石具體情況取 ? 3m。各排 深孔 平行 布置，周邊孔適當(dāng)加密。 （ 2）裝藥與爆破 VCR 法采場(chǎng)的爆破工藝主要包括測(cè)孔 、堵孔、裝藥、填 河砂、爆破網(wǎng)絡(luò)連接和起爆等。根據(jù)爆破安全規(guī)程的有關(guān)要求，目前，凡口鐵礦 VCR 法采場(chǎng)爆破均采用人工裝藥方法 ，由于裝藥步驟較為復(fù)雜，本設(shè)計(jì)仍采用人工裝運(yùn)方法 ， 裝藥前，先將炮孔堵孔塞 （堵孔塞為水泥、 砂漿原料灌入模具制成） 用鐵線放至孔底并預(yù)留爆破設(shè)計(jì)的抵抗線 （最佳埋深） 。 裝藥時(shí)， 將藥卷按照設(shè)計(jì)要求，用尼龍繩依次吊裝到炮孔內(nèi)。 藥卷之間放入河砂， 然后封孔， 連接爆破網(wǎng)絡(luò)， 安全警戒， 起爆操作。 VCR 法采場(chǎng)炮孔裝藥典型結(jié)構(gòu)， 如圖 54。 圖 54 VCR 采礦法炮孔裝藥結(jié)構(gòu)圖 59 目前凡口鐵礦 VCR 法采場(chǎng)爆破，采用微差爆破， 即后起爆的炮孔以先起爆炮孔形成的空間為自由面來(lái)形成拋擲。采用微差爆破，可實(shí)現(xiàn)爆破應(yīng)力疊加、增加爆破自由面、增加崩落巖塊碰撞、 減少爆破地震等效應(yīng)；礦塊邊界采用光面爆破，光面爆破可以滿足 VCR 法對(duì)于相鄰采場(chǎng)邊幫保護(hù)要求。 炮孔起爆方式，根據(jù)不同的爆破對(duì)象，采用導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆索聯(lián)合起爆或雙導(dǎo)爆管起爆的方法。采場(chǎng)使用的乳化炸藥、導(dǎo) 爆管、導(dǎo)爆索均采用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。 采用單分層爆破，每分層推進(jìn)高度為 4m，保證爆破后頂板較平整，無(wú)浮石和孔間脊部。 球狀藥包所用的炸藥必須采用高密度（ ~）、高爆速（ 4500~5000m/s）、高威力（以氨油炸藥為 100 時(shí)，應(yīng)為 150~200）的炸藥。 1） 鑿巖 設(shè)備 型號(hào)選擇 大直徑深孔階段礦房法回采階段需要穿鑿大直徑深孔， 某些不規(guī)則礦塊需開(kāi)鑿幾條鑿巖硐室，鑿巖機(jī)需具備 穿鑿傾斜孔 的能力 ，設(shè)計(jì)為高強(qiáng)度回采，保 證 2 個(gè)礦房 同時(shí)回采滿足年生產(chǎn)能力，鉆機(jī)穿鑿任務(wù)重，需穿鑿能力強(qiáng)的鉆機(jī)。高壓淺孔鉆機(jī)，是高階段大直徑深孔爆破采礦方法實(shí)施的關(guān)鍵設(shè)備。鉆機(jī)工作時(shí)由配備的增壓機(jī)供風(fēng)，風(fēng)壓 1~。鉆孔直徑為 150~165mm。高壓潛孔鉆機(jī)鉆孔速度快，鉆鑿能力強(qiáng)。 KQG— 165 型（參照美國(guó) CMM 鉆機(jī)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)）。該鉆機(jī)為液壓的，鑿巖和工作風(fēng)壓為 ，鉆孔直徑 165mm，鉆孔深度達(dá) 120m。鉆機(jī)結(jié)構(gòu)為鉆機(jī)型，鉆架箱型結(jié)構(gòu)，剛性好。鉆機(jī)作業(yè)時(shí)穩(wěn)定可靠。 參考手冊(cè) ??2 回采 鑿巖設(shè)備選用 鉆機(jī) ， KQG— 165 型 潛孔鉆機(jī) ， 主要鑿巖效率參數(shù)如下所示： 表 54 高壓潛孔鉆機(jī)臺(tái)班效率指標(biāo) 設(shè)備型號(hào) 沖擊器作業(yè)風(fēng)壓（ Mpa） 鉆孔直徑（ mm） 巖石堅(jiān)固系數(shù) 6~12 14~12 KQG— 165 型 165 25~40 15~25 礦區(qū)礦巖較破碎，堅(jiān)固系數(shù)為 4~6，可取鑿巖效率為每臺(tái)班 40~60m。 參考文獻(xiàn) ??14 KQG— 165 型 潛孔鉆機(jī)技術(shù)特征參數(shù)如 表 55。 60 表 55 KQG— 165型潛孔鉆機(jī) 具體參數(shù) 型號(hào) KQG— 165 型 外形尺寸（長(zhǎng) 寬 高）mm 3100? 1400? 3450 鉆孔直徑 mm 165 鉆桿長(zhǎng)度 mm 1600 鉆孔深度 m 50~60 適用斷面（寬 高） m 總重 Kg 5700 行走速度 傳動(dòng)方式 油馬達(dá)履帶 鉆具 鉆桿外徑（ mm） 133 行走速度（ km/h） 1 一根鉆桿長(zhǎng)度（ mm） 1600 爬坡能力（度） 25 鉆具回轉(zhuǎn)速度（ mm） 0~30 工作氣壓（ Mpa） ~ 推進(jìn)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)方式 油缸 耗氣量（ m3 /min） 一次推進(jìn)行程 1600 排渣方式 氣水混合 調(diào)壓范圍 0~1373 制造廠 宣化風(fēng)動(dòng)機(jī)械 2） 爆破參數(shù) 的確定 在一定的埋深范圍內(nèi)，隨著藥包埋置深度的增加，爆破漏斗體積也將有所增加。當(dāng)深度達(dá)到一定值時(shí)，再增加埋深，漏斗體積反而減小，最終將不出現(xiàn)爆破漏斗。把爆破漏斗體積最大時(shí)的藥包埋深稱為最佳埋深，不出現(xiàn)爆破漏斗時(shí)最小埋深稱為臨界埋深。 其中臨界埋深和裝藥量的關(guān)系 如下。 31EWN? （ 52） 式中 N— 臨界埋深， m； W— 齊發(fā)藥量， kg； E— 應(yīng)變能系數(shù)。 最佳埋深 d 和裝藥量的關(guān)系可以表示如下。 d= 3131 EWEWNd ?? （ 53） 式中 Nd?? — 最佳埋深和臨界深度之比，稱最佳比例埋深。 61 表 56 凡口、金川二礦區(qū)爆破漏斗試驗(yàn)條件 礦山名稱 鑿巖設(shè)備 孔徑（ mm） 孔數(shù) 炮孔方向 炸藥類型 每個(gè)藥包重量（ kg） 凡口鉛鋅礦 YQ— 100 100 6 水平 CLH— 型乳化炸藥 金礦二礦區(qū) 0145 80 11 向上 HD 型乳化炸藥 2 查閱文獻(xiàn) ??2 ，參照凡口鉛鋅礦和金川二礦區(qū)爆破漏斗試驗(yàn)結(jié)果可得出： HD 型乳化炸藥臨界埋深可取 4m，最佳埋深 2m，應(yīng)變能系數(shù)取 ，最佳埋深比為 ，比能 V/Q( kgm/3 ),，炸藥單耗為 。金川礦巖爆破性好的條件下，低威力炸藥也可達(dá)到一定爆破效果。在金川礦巖條件下 HD 型乳化炸藥與介質(zhì)之間匹配方案更直接。其密度為 ，爆速為 4268m/s。 表 56 炮孔間距 表 礦山名稱 孔徑（ mm） 孔距（ m） 凡口 165 孔底 2~4 金川 165 孔底 2~4 霍姆斯特克（美國(guó)） 165 ? 百年礦（加拿大） 165 通過(guò)類比以上數(shù)據(jù)，炮孔孔距取 3m。 綜上選取的爆破參數(shù)如 57 所示。 62 表 57 爆破參數(shù)表 礦塊尺寸（長(zhǎng) ?寬 m） 分層爆破高度（ m） 每次爆破礦量（ t） 炸藥單耗（ kg/t） 最小抵抗線（最佳埋深 m） 每層炸藥消耗（ kg） 炸藥密 度（ g/cm 3） 孔網(wǎng)參數(shù) 炮孔數(shù)目 每孔裝藥量（ kg） 50? 12 4 7320 kg/t 2 6 ? 3 64 裝藥直徑（ mm） 裝藥長(zhǎng)度（ mm） 鑿巖臺(tái)車穿爆效率 165 60m/班 2） 潛孔鉆機(jī) 數(shù)量 鑿巖機(jī)數(shù)量確定計(jì)算 如下 大直徑深孔爆破需根據(jù)鑿巖機(jī)效率結(jié)合鑿巖任務(wù)確定所需鑿巖臺(tái)車， 根據(jù)表格 所示確定鑿巖效率為 60m/班，及每班鉆鑿一個(gè)孔，每個(gè)孔多次裝藥多次爆破?？筛鶕?jù)以下公式確定潛孔鉆機(jī)數(shù)量 。 ANan ??? （ 54） = 109800 ?? = 故取 2 臺(tái)鉆機(jī)，取一臺(tái)備用，共 3 臺(tái)。 式中 n— 潛孔鉆機(jī)數(shù)量； A— 礦塊總質(zhì)量， t； 63 N— 每個(gè)礦塊布置炮 孔總數(shù)； a— 每班生產(chǎn)任務(wù)， t。 3） 裝藥方式及 炮孔布置 根據(jù)利文斯頓的研究，所謂的球狀藥包是鉆孔直徑與裝藥長(zhǎng)度不小于 1:6，即長(zhǎng)度與直徑之比不小于 6 的藥包。通過(guò)下式確定藥包長(zhǎng)度。 21rN kAl ??? （ 55） = ??? ??? = 其中 — 1A 為礦塊中每分層質(zhì)量， t； k — 炸藥單耗， kg/t； ? — 炸藥密度， g/cm3 。 經(jīng)過(guò)驗(yàn)證， d/l=，滿足球狀藥包條件。 一般炮孔單分層裝藥結(jié)構(gòu)，耦合裝藥，球狀藥包質(zhì)量為 24kg。裝藥時(shí)采用系結(jié)在尼龍繩尾端的鐵鉤鉤住預(yù)系在塑料袋口的連接鐵環(huán)，借藥袋自重下落的裝藥方法。先投入一個(gè) 10kg 藥袋，然后將裝有起爆彈的 4kg 藥袋用導(dǎo)爆線直接投入孔內(nèi)，再投入一個(gè) 5kg 用起爆線，上部再投入一個(gè) 10kg 的藥袋。藥包上填入河砂等材料堵塞炮孔，高度 2m。 光面爆破技術(shù)在使巖壁成 型規(guī)整，減少超爆，而且不產(chǎn)生或減少產(chǎn)生裂隙，新巖面可以保持原有的穩(wěn)定性減少應(yīng)