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盘区机械化上向水平分层采矿充填研究

苏先锋  
【摘要】: 本文在广泛查阅总结有关采矿及充填发展变革的文献资料基础上,结合凡口铅锌矿生产实际,选定目前凡口矿广泛应用的、最具代表性的采矿方法——盘区机械化分层充填采矿法作为研究对象,建立了采场生产能力数学模型,即对于一定的采场,采场矿量Q和γ_矿一定时,采场生产能力C与采、出、充三个主要作业工序的作业效率均存在极大值,其函数形式如下: 1/(f(x_i))=K_1+K_2·1/x_i 通过对采场大小(或分层矿量多少)及采、出、充三个主要作业工序的研究分析,认为作业效率是影响盘区机械化分层采场生产能力的主要因素,盘区分层采矿中应尽量保证采出充三个主要作业工序平衡、配套。 通过对充填材料物理性质及管道输送性能的研究分析,发现全尾砂粒级组成较细,渗透系数较低;棒磨砂粒级组成较粗,充填成本高,且输送倍线小,易堵管,因此全尾砂和棒磨砂均不适于单独用作盘区机械化分层采矿水砂非胶结充填材料。而尾砂与棒磨砂按0.2-0.4配料时,其混合料适于作盘区机械化分层采矿水砂非胶结充填材料,以其充填分层下部,可以大量节省水泥,降低成本。 通过对无轨设备运行路面分析与研究,参照弹性力学理论及刚塑性理论,为满足大型凿岩台车及铲运机分别运行于不同龄期的胶结面层充填体上要求,设计了胶结面层充填体强度如下:R_3>1.7Mpa和R_7>2.7~3.2Mpa。大型无轨设备运行要求胶结面层表面强度较高,随着胶结面层厚度的增加,其强度要求逐渐降低。综合多方面因素,确定胶结面层充填适宜的料浆浓度约为70%,充填材料配比为:棒磨砂:尾砂:水泥=10:2:3。 对于凡口铅锌矿现有的机械化无轨设备,当盘区机械化分层采场长度L=10~20m,适宜配套的充填效率为150~250m~3/d;当采场长度L增大到30~50m,适宜配套的充填效率提高到300~450m~3/d;当采场长度大于60m,适宜配套的充填效率应大于500m~3/d。


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