【導讀】3主礦體產(chǎn)狀傾向南西230?設計則是根據(jù)指導教師下達的設計任務書驗證該礦山生產(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)濟上合理的服務年限驗證生產(chǎn)能力計算如下。式中Tc—礦山從投產(chǎn)到產(chǎn)到達產(chǎn)年限，3a；開采賦存標高為940m以上的礦體。礦石采出以后，原巖應力平衡遭到破壞，使圍巖發(fā)生變形、位移開裂、冒落，隨著采空區(qū)不斷擴大，巖移范圍也相應增大。到地表時，地表將產(chǎn)生變形和移動，形成下沉盆地和塌陷坑。為了使地面建（構(gòu)）筑物及主要開拓巷道不受地下開采所引起的地表移動的影響，為了圈出錯動界限（移動帶），需要知道金川二礦區(qū)礦體上、下盤巖石的移動角。為50°，走向端部60°。布置在移動帶以內(nèi)時，必須留保安礦柱加以保護，設計中如遇此情況。金川鎳礦品味高，價值大，并對國家的建設和發(fā)展有重要戰(zhàn)略意義。拓工程布置在移動帶以外，故不需圈定保安礦柱。的建設稱為礦床開拓。

　　

【正文】 工業(yè)礦量的收益，作為經(jīng)濟效果指標，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— 精礦價格（元 /t）； 1c — 礦石開采成本（元 /t）； 2c — 礦石地面運輸成本（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系并繪與相同坐標軸得出盈虧平衡點，依此確定經(jīng)濟上最優(yōu)的采礦方法。 通過計算。 VCR 采礦法具有明顯優(yōu)越性。 采礦方法概述 VCR 采礦法是國際鎳公司 (Inco)和加拿大工業(yè)有限公司 (cIL)共同開發(fā)的，它以利文斯頓的漏斗爆破 理論為基礎并隨著潛孔鉆機的發(fā)展和應用而發(fā)展起來的一種采礦方法。 于 1974 年首次應用于利瓦克礦，后來很快便在薩德伯里地區(qū)其他礦山推廣。在美國， VCR 法于 1977 年用于霍姆斯特克 (Homestake)礦。由于勞動生產(chǎn)率高，當時受到各國采礦界的重視。 20 世紀 70 年代末期，加拿大、美國、澳大利亞，西班牙等國家相繼推廣應用。 80 年代初我國凡口鉛鋅礦試驗成功并推廣使用該方法。 VCR 采礦法問世以來，采場出礦 技術朝著高效，低費用方向不斷發(fā)展，促進了 VCR 采礦法的不斷改進與完善，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)試驗過該采礦方法及凡口鉛鋅礦多年來該法的運 57 用。礦塊高度為階段高度即 60m，礦房長度為 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 部按預定重量裝填炸藥，然后按順序進行爆破，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，從拉底層用鏟運機等出礦設備將礦石運走。爆破一層后，只運出能為下次爆破提供足夠補償空間的礦石。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)時間一次爆破。在開采下一階段之前，采完的階段要進行充填，充填料通常是加有水泥的分級尾礦。 （ 2）礦塊底部結(jié)構(gòu) 采用鏟運機出礦，不設底柱，即先將底柱采完形成拉底空間，然后分層向下崩礦，整個采場采完和鏟運機在裝運巷道出礦完了后，采用遙控技術，使鏟運機 進入采場底部將存留在采場平底上的礦石鏟運出去 。 采準切割 （ 1） 采準方式選擇 影響采準方法選擇的主要因素有： 1） 礦體及上下盤圍巖的穩(wěn)固性 ； 2） 礦體的厚度及傾角； 3）選用的開拓運輸方案及 采礦方法； 4）階段運輸能力及礦塊生產(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）井下通風的要求等。 （ 2） 采準巷道 本設計類比凡口鉛鋅礦采準方式及參數(shù)確定方法及參數(shù)。在頂柱下面掘進鑿巖硐室，硐室長度比寬度大 2m，為 52m；硐室寬度比礦房寬度寬 1m，以便鉆鑿礦房邊孔時留有便于安置鉆機的空間，并使周邊孔距上、下盤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)護頂，由于該礦區(qū)礦石不穩(wěn)固需適當加大錨桿網(wǎng)度，設為 ? ，呈梅花形 ，錨桿長度為 2~3m。 采用鏟運機出礦，下盤運輸巷道掘裝運巷道通達礦房底部的拉底層，與拉 底巷道貫通。裝運巷道為 8m，巷道斷面為 ? ，曲率半徑為 8m，為保證鏟運機在直通道下狀態(tài)下裝巖，裝運巷道長度不小于 8m，根據(jù)與設置的裝運巷道位置確定。 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，周邊孔適當加密。 （ 2）裝藥與爆破 VCR 法采場的爆破工藝主要包括測孔 、堵孔、裝藥、填 河砂、爆破網(wǎng)絡連接和起爆等。根據(jù)爆破安全規(guī)程的有關要求，目前，凡口鐵礦 VCR 法采場爆破均采用人工裝藥方法 ，由于裝藥步驟較為復雜，本設計仍采用人工裝運方法 ， 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留爆破設計的抵抗線 （最佳埋深） 。 裝藥時， 將藥卷按照設計要求，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， 安全警戒， 起爆操作。 VCR 法采場炮孔裝藥典型結(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形成拋擲。采用微差爆破，可實現(xiàn)爆破應力疊加、增加爆破自由面、增加崩落巖塊碰撞、 減少爆破地震等效應；礦塊邊界采用光面爆破，光面爆破可以滿足 VCR 法對于相鄰采場邊幫保護要求。 炮孔起爆方式，根據(jù)不同的爆破對象，采用導爆管、導爆索聯(lián)合起爆或雙導爆管起爆的方法。采場使用的乳化炸藥、導 爆管、導爆索均采用國內(nèi)產(chǎn)品。 采用單分層爆破，每分層推進高度為 4m，保證爆破后頂板較平整，無浮石和孔間脊部。 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，應為 150~200）的炸藥。 1） 鑿巖 設備 型號選擇 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)則礦塊需開鑿幾條鑿巖硐室，鑿巖機需具備 穿鑿傾斜孔 的能力 ，設計為高強度回采，保 證 2 個礦房 同時回采滿足年生產(chǎn)能力，鉆機穿鑿任務重，需穿鑿能力強的鉆機。高壓淺孔鉆機，是高階段大直徑深孔爆破采礦方法實施的關鍵設備。鉆機工作時由配備的增壓機供風，風壓 1~。鉆孔直徑為 150~165mm。高壓潛孔鉆機鉆孔速度快，鉆鑿能力強。 KQG— 165 型（參照美國 CMM 鉆機技術參數(shù)設計）。該鉆機為液壓的，鑿巖和工作風壓為 ，鉆孔直徑 165mm，鉆孔深度達 120m。鉆機結(jié)構(gòu)為鉆機型，鉆架箱型結(jié)構(gòu)，剛性好。鉆機作業(yè)時穩(wěn)定可靠。 參考手冊 ??2 回采 鑿巖設備選用 鉆機 ， KQG— 165 型 潛孔鉆機 ， 主要鑿巖效率參數(shù)如下所示： 表 54 高壓潛孔鉆機臺班效率指標 設備型號 沖擊器作業(yè)風壓（ Mpa） 鉆孔直徑（ mm） 巖石堅固系數(shù) 6~12 14~12 KQG— 165 型 165 25~40 15~25 礦區(qū)礦巖較破碎，堅固系數(shù)為 4~6，可取鑿巖效率為每臺班 40~60m。 參考文獻 ??14 KQG— 165 型 潛孔鉆機技術特征參數(shù)如 表 55。 60 表 55 KQG— 165型潛孔鉆機 具體參數(shù) 型號 KQG— 165 型 外形尺寸（長 寬 高）mm 3100? 1400? 3450 鉆孔直徑 mm 165 鉆桿長度 mm 1600 鉆孔深度 m 50~60 適用斷面（寬 高） m 總重 Kg 5700 行走速度 傳動方式 油馬達履帶 鉆具 鉆桿外徑（ mm） 133 行走速度（ km/h） 1 一根鉆桿長度（ mm） 1600 爬坡能力（度） 25 鉆具回轉(zhuǎn)速度（ mm） 0~30 工作氣壓（ Mpa） ~ 推進機構(gòu) 傳動方式 油缸 耗氣量（ m3 /min） 一次推進行程 1600 排渣方式 氣水混合 調(diào)壓范圍 0~1373 制造廠 宣化風動機械 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。當深度達到一定值時，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的藥包埋深稱為最佳埋深，不出現(xiàn)爆破漏斗時最小埋深稱為臨界埋深。 其中臨界埋深和裝藥量的關系 如下。 31EWN? （ 52） 式中 N— 臨界埋深， m； W— 齊發(fā)藥量， kg； E— 應變能系數(shù)。 最佳埋深 d 和裝藥量的關系可以表示如下。 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)爆破漏斗試驗條件 礦山名稱 鑿巖設備 孔徑（ mm） 孔數(shù) 炮孔方向 炸藥類型 每個藥包重量（ 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 ??2 ，參照凡口鉛鋅礦和金川二礦區(qū)爆破漏斗試驗結(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） 165 ? 百年礦（加拿大） 165 通過類比以上數(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 ?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） 裝藥長度（ mm） 鑿巖臺車穿爆效率 165 60m/班 2） 潛孔鉆機 數(shù)量 鑿巖機數(shù)量確定計算 如下 大直徑深孔爆破需根據(jù)鑿巖機效率結(jié)合鑿巖任務確定所需鑿巖臺車， 根據(jù)表格 所示確定鑿巖效率為 60m/班，及每班鉆鑿一個孔，每個孔多次裝藥多次爆破。可根據(jù)以下公式確定潛孔鉆機數(shù)量 。 ANan ??? （ 54） = 109800 ?? = 故取 2 臺鉆機，取一臺備用，共 3 臺。 式中 n— 潛孔鉆機數(shù)量； A— 礦塊總質(zhì)量， t； 63 N— 每個礦塊布置炮 孔總數(shù)； a— 每班生產(chǎn)任務， 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度不小于 1:6，即長度與直徑之比不小于 6 的藥包。通過下式確定藥包長度。 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)過驗證， 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。裝藥時采用系結(jié)在尼龍繩尾端的鐵鉤鉤住預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 10kg 藥袋，然后將裝有起爆彈的 4kg 藥袋用導爆線直接投入孔內(nèi)，再投入一個 5kg 用起爆線，上部再投入一個 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