开发建设外文翻译资料

9.4 CONSTRUCTION OF DEVELOPMENT OPENINGS

The construction of underground openings is specialized and expensive. Consequently, this phase of mine development has become increasingly mechanized and efficient in recent years in order to reduce costs. In coal mining, the development openings produce a return as they are ordinarily driven in the coal. In metal mining, this is seldom the case, and thus the development openings will be more costly. The sinking of shafts and the driving of slopes and ramps are often performed by outside construction firms that have extensive experience, specialized equipment, and personnel knowledgeable of any possible problems. Other development activity may also be contracted out if the mining company thinks that a specialist can do the job at a lower cost. On the other hand, most metal mines drive their own drifts and raises, and most coal companies perform all the development in the coal seam. The following sections describe some of the cycles and equipment used and the costs related to development.

9.4.1 Cycle of Operations

Present-day production cycles of operation and equipment used to drive openings in underground mining development and exploitation, coal and noncoal, and cyclic and continuous are summarized in Table 9.1 (Hartman. 1987). But the emphasis has changed in many categories of development toward more mechanized methods and more rapid excavation procedures. The following discussion considers the unique aspects of construction for several openings; note that continuous methods are usually applicable only to ,:oft or medium-hard rock.

9.4.1.1 Shaft

Shaft sinking is one of the most difficult of all development methods; restricted space, gravity, groundwater, and specialized procedures

Table 9.1 Equipment for production Cycle of Operations in Underground Mining

make the task quite formidable. It is for this reason that most mining companies utilize contractors for this job. Both conventional mining practice and boring procedures are used for shaft sinking. Conventional practice ~ employed in nearly all shafts greater than 16 ft (4.9 m) in diameter, as well as in most smaller shafts in very hard rock or in difficult geologic conditions. 0n the other hand, blind boring or raise boring of shafts in many soft-rock conditions is quite common for diameters of less than 16 ft (4.9 m).

In conventional shaft sinking, it is efficient to design the system so that the drilling and mucking operation can be conducted at the same time as the lining of the shaft and the extension of the utilities. Accordingly, a sinking stage is often used to advance the shaft (see Figure 9.6). A number of mucking methods

FIGURE 9.6. Shaft sinking using a sinking stage and a drill rig (jumbo). Source: Mining Survey 1983. By permission from Chamber of Mines of South Africa, Johannesburg.

can be used at the bottom of a large-diameter shaft, including a cactus grab (shown in Figure 9.6), a clamshell, an overhead loader, and a backhoe. Russell (1982) provides some capacities for these types of loaders used in the bottom of a shaft. Large ovaloidal shafts of 18 ft by 30 ft (5.5 m by 9.1 m) in coal measures can be produced for 53500 to 54500 per ft (511,500 to 514,800 per ~), and a 20 ft conventional round shaft can cost 52500 to 53500 per ft (58200 to 511,500 per m). These costs include the shaft lining, normally concrete, and were provided by Crooks (2000). Costs in hard-rock operations may be more expensive and more variable.

In boring shafts up to 16 ft (4.9 m) in coal measures or similar formations, blind boring is gaining in usage (Maloney, 1993; 7eni, 1995). In this method, a drilling rig is set up on the surface and hydraulic motor drives the drilling head. Drilling mud and an air lift system are used to get the drill cuttings to the surface. Shafts of this size are limited in depth to about 1000 ft (300 m) in good conditions but can go deeper with smaller diameters. Blind-boring techniques are routinely employed to produce bleeder shafts for longwall operations with diameters up to 8 ft (2.4 m) (Maloney, 1993; Zeni, 1995). These are used with high-pressure fans to provide more positive ventilation in the large longwall panels utilized today.

The most important auxiliary operation in a conventionally sunk shaft is ground control (usually a reinforced concrete lining, gunite or shoterete, steel sets or arches, cast iron tubbing, or bolts and steel mesh are used), with control of groundwater a close second. Grouting or freezing of the earth around the shaft may be required in extremely wet or plastic formations. Bored shafts are often left without support in structurally sound formations. Ventilation is mandatory during the sinking of a shaft if miners must work at the face or the quality of the atmosphere must be maintained.

9.4.1.2 Slopes, Declines, and Ramps

A decline is usually sunk at a low slope angle (lt;20⁰) so that it can be driven conventionally or bored using a tunnel-boring machine. Most slopes and ramps, however, are driven conventionally to suit the use for which they are intended. In coal mines, the slopes are generally driven conventionally in a horseshoe shape with two compartments, the upper one for the conveyor and the second below for track and personnel. The standard size is approximately 17 to 2Oft (5.2 to 6.1 m) wide and 13 to 14 ft (4.0 to 4.3 m) high, with a concrete divider between the two compartments (Emerick, 2000). These openings cost about 53000 to 54000 per ft (59800 to 513,100 per m) of length for mast coal measures (Crooks, 2000).

Ramps for metal and nonmetal mines are more variable, with spiral and rectangular configurations. The size of these openings and the design of the curves m

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

9.4开发建设

地下洞室群施工专业化、价格昂贵。因此，这一阶段的矿山开发已成为日益机械化和高效，近年来，以减少成本。在煤炭开采中，开发的开口产生的回报，因为他们通常在煤炭驱动。在金属矿山，这是很少的情况下，因此，开发的开口将更多的地。竖井的下沉和斜坡和坡道的驱动，往往是由具有丰富经验，专业设备和人员知识的外部建筑公司进行的可能的问题。如果采矿公司认为，一个专家可以以较低的成本来做这项工作，其他发展活动也可能会被收缩。另一方面，大多数金属矿山驱动红外自身的漂移和提高，以及大多数煤炭企业都在煤层中执行所有的发展。以下各节描述一些的周期和使用的设备和相关的开发成本新台币。

9.4.1生产周期

操作和设备目前的生产周期，用于驱动开口在地下开采及开发利用、煤与非煤、循环和不断总结在表9.1（哈特曼。1987）。但重点已经改变了许多种类的发展方向更机械化的方法和更快速的挖掘程序。下面的讨论考虑了独特的几口建设方面；注意连续的方法通常只适用于：经常或中硬岩石。

9.4.1.1利用途径

竖井下沉是所有开发方法中最难的一种；受限制的空间、重力、地下水和专门的程序

表9.1地下开采作业生产周期设备

使任务相当艰巨。正是由于这个原因，大多数采矿公司利用承包商为这项工作。传统的采矿实践和无聊的程序都是用于竖井。C传统的实践~用于几乎所有轴大于16英尺（4.9米）的直径，以及在大多数小轴在非常坚硬的岩石或复杂地质条件。另一方面，在许多软岩条件下，盲目的镗镗或提高轴的镗削是相当普遍的，直径小于16英尺（4.9米）。

在传统的下沉式转轴，它是有效的系统设计，使钻渣操作可以在时间轴的衬里和UTI扩展同时进行来。因此，一个下沉阶段通常用于推进轴（见图9.6）。一批出渣方法

图9.6。使用下沉阶段和钻机（巨型）。资料来源：采矿调查1983。约翰内斯堡南部矿业商会的许可。

可用于在一个大直径竖井的底部，包括仙人掌抓斗（图9.6所示），翻盖，头顶的装载机和挖掘机。罗素（1982）提供了对这些获得某种能力PES用于轴底部装载机。30英尺，18英尺的大ovaloidal轴（5.5米乘9.1米）在煤可以生产53500至54500英尺（511500到514800每~），和一个20传统的圆形轴可以花费52500到53500每英尺（58200至511500每米）。这些费用包括井壁混凝土，通常情况下，并提供了骗子（2000）。在坚硬的岩石上运行成本口粮可能会更贵更多。

在镗轴可达16英尺（4.9米）在煤系地层或类似的，盲目的无聊的是越来越多的使用（Maloney，1993；7eni，1995）。在该方法中，在表面上设置了一个钻井平台液压马达带动钻头。钻井泥浆和空气提升系统被用来获取钻头的表面。这种尺寸的轴有限深度约1000英尺（300米）在咕三维条件，但可以更深入地与较小的直径。盲目的无聊的技术经常用于长壁开采作业的直径达8英尺（2.4米）产生分压轴（Maloney，1993前途，1995）。这些是用高压风机在大长壁面板提供更积极的通风利用今天。

在常规沉井最重要的辅助操作地面控制（通常是一个钢筋混凝土衬砌，喷浆或喷射混凝土、钢套、拱门、铸铁管，或螺栓三维钢网使用），与地下水的控制密切。在非常潮湿或塑料的地层中，可以要求在井筒内灌浆或凝固的土。无聊的轴往往是乐英尺不支持在结构上的声音形成。如果矿工必须在工作面工作，必须保持大气的质量，必须在一个竖井的下沉过程中强制通风。

9.4.1.2斜坡下降，和坡道

下降通常是在一个低的倾斜角度（200），以便它可以被驱动常规或无聊使用的隧道掘进机。然而，大多数的斜坡和坡道，都是按常规来进行的他们的用途是。在煤矿中，一般都是由两个隔室的马蹄形，上部为输送带，其次为下一个马蹄形的斜坡驱动架和人员。标准尺寸大约是17至2oft（5.2到6.1米）、宽13到14英尺（4到4.3米）高，有两节车厢之间具体的分频器（-，2000）。这些啊penings成本约53000至54000英尺（59800到513100每米）肥大煤长度（骗子，2000）。

金属和非金属矿山的坡道是更可变的，具有螺旋形和矩形的配置。这些开口的尺寸和设计的曲线必须仔细匹配的设备使用在矿井中，必须允许有用于通风的管道的房间。他们还必须允许其他公用事业，以及排水。无论是装载机和卡车通常用在这些系统NGS，安全必须在其设计的主要问题。斜坡通常为12至14%，取决于设备的爬坡能力（池，2000）。坡道总是带动传统在一个马蹄形的形状上。

支持下降的变化，根据地面条件。除了在最困难的情况下，混凝土衬里通常不使用。喷锚（通常是用螺栓连接），喷射混凝土，和钢支架通常采用，沿斜坡或斜坡的条件相匹配。公司专业从事开发的公司通常从事，因为他们有正确的设备和知道—如何有效地生产这些开口。

9.4.1.3提升

在一些金属和非金属采矿方法，提高效率的驱动是必不可少的经济上的成功的方法。提高通常放在附近的采场采用专门的循环啊连续运行。前进的方向通常向上，利用重力来移动。然而，操作条件是相当不利的，通过常规方法提高了难，一定要避免。为了克服困难，通常采用机械化的方法来改善这一过程。首先是提高攀岩者，轨道安装机转换国家推进。二是天井钻机，一个完全的远程钻井方法或无聊的使用机械化设备提高。

图9.7。提高驾驶alimak提高登山者（一）垂直，（b）和（c）倾斜，大面积提高。通过alimak AB，瑞典谢莱夫特奥许可。

图9.8。提高掘进机进行扩孔作业。由阿特拉斯科普柯凿岩机AB，瑞典厄勒布鲁的许可。

图9.7显示了在垂直、倾斜提高登山者使用，大面积提高。提高登山者被安装在铁轨上，可以机械地推动上升。缩放，支持，演练和爆炸物的装载作业都可以从平台上进行。提高约束下提高登山者然后就到下面的漂移从爆炸防护。提高登山者被引入瑞典1957（工程与采矿杂志，1992）是目前全世界用于有效驱动垂直的开口。

最终提高开发方法是天井钻机的使用。这个装置已经使用了几十年，生产提出了适用于采矿作业。天井钻机的机械机制是一个紧凑的钻井工具，在两个不同的步骤中产生的提高。首先，一个小直径的孔在9左右。（0.23米）是在提高现有打开顶部的开口钻宁下面。扩孔头然后连接到钻柱。和培养是无聊的最终直径扩孔向上开口。扩孔的过程如图9.8所示。RAISES通常可达8英尺（2.4米），直径完成但轴可达18英尺（5.5米）的直径也已在矿山开发利用这种方法（罩和罗克斯伯勒，1992）。

除了标准的盲天井钻机，钻孔工具现在也用于生产提高。如果较低的开放还不存在，这种盲目的无聊的培养是完美的感觉。一个盲波环装置，称为borpak，实际上是一个微型隧道掘进机（微型隧道掘进机），用切actia0类似于一个标准的TBM（工程与采矿杂志，1995）。

9.4.1.4位移，切割，天丼，和隧道

所有的水平开口漂移，切割，天丼，和隧道的过程称为漂移或隧道了。这种操作的传统方法是钻和爆炸面上，负载的渣土在运输设备，并提供支持和通风新先进的面。以这种方式推进开放的时间和劳动力成本是昂贵的。作为一个水库上月，掘进机的使用可能会试图在岩石条件适宜，在井下处理D TBM的难题是可以克服的。TBM是如图9.9所示。请注意他设备是一个巨大的机械设备，不能轻易地被转或移动的采矿作业。因此，它在土木工程隧道中的应用比矿山更为广泛。蒂利（1991），公牛（1994），和亚力山大（1999）描述挖掘TBM的应用。对隧道掘进机挖掘的应用案例研究是在第9.4.2提出。

9.4.1.5出入横切发展（煤）

煤矿的条目和横切的发展主要是采用房柱采矿法的变化进行，采用连续矿工和传统的煤矿运输设备。B因为这种采矿方法在10章详细描述，将讨论。可以说，在一个煤矿的发展过程中，这些开口更类似于标准金属或非金属采矿生产实践。

9.4.2案例研究：在斯蒂尔沃特煤矿TBM发展

奈，蒙大纳斯蒂尔沃特矿业公司，已利用隧道掘进机在铂族金属业务自上世纪80年代。两矿也开始在这方面都发展并采用隧道掘进机部分。该矿床是一个礁（脊状结构）主要是铂和钯，约28米（45公里）长，1英里（1.6公里）深。这一地区的岩石各不一抗压强度从9000到27000磅/年。2（60～190 MPa）。在这些矿山采矿方法包括机械坡道和填充，分段回采，俘虏充填，和斯鲁施尔充填（D亚斯和Marcus，1998）。

图9.9。隧道掘进机配备了盘形滚刀。罗宾斯公司的许可，肯特，华盛顿州。

在静水一矿采用罗宾斯TBM直径在L3英尺（4.1米）。约160000英尺（48000m）侧下盘漂移被掘进机。除了雪堆，RAISES了6英尺（1.8米）直径使用罗宾斯天井钻机。TBM和天井钻机掘进率报告了蒂利（1991），表现出了巨大的潜力，~二矿，知道n为东巨石项目，使用了两个15英尺（4.6米）直径TBM施工隧道服务的制造。这些机器的设计有一个相对短的转弯半径为200T（60米）来帮助克服采用TBM在采矿作业中的主要缺陷。亚力山大（1999）说明了TBM可以转过身来使用这种设计特征的机在矿井E.天井通常用于开采实践，TBM很少要求进行开发工作。这种情况的研究表明，快速掘进方法既可以是生产成本有效的矿山开发工作。

9.4.3设备选择

所涉及的因素在设备选择一个特定的矿业形势进行讨论第5.4.3。一般变量的关注必须有加的具体要求NTS的挖掘方法来实现匹配合适的设备和采煤方法。用于金属和非金属矿山设备是用于煤炭生产完全不同因此，这些用途在下面的章节中单独讨论。

9.4.3.1金属非金属矿山设备

该设备用于非煤矿山在过去的几十年里已经发生了很大的变化，对液压钻机、重柴油装载机、大尺寸和更多的自动化设备。哈姆林（191998，82）提供了一个良好的基本轮廓，在钻井和装载设备的选择，如图9.10所示。所选择的钻头必须与钻头的类型进行很好的匹配图9.10所示的基本类型的钻孔类型已经被升级成更高效、更自动化、更高效的单元。在地下生产中使用的钻头，现在的小时液压式。一个钻井装置的选择更完全在第5.2.3.3讨论；复习部分额外的见解。

图9.11所示的装载机也是一个有趣的研究。最近几年的趋势是朝着更大，更有效率的装载机，重点是柴油动力设备的开采方法许可证。请注意，工程师选择

的附加选择

图9.10。在地下开采中开发和开采的单元操作和设备：钻井。性能数据包括。（在哈姆林，1982。通过允许有轨采矿的社会，冶金、探索，Inc.，利特尔顿，有限）

地下金属矿山设备，如蟹爪式装载机和slushers。然而，集臂式装载机主要用于软岩，在大多数的采矿歌剧中都没有适用性全文。slushers低下与柴油的设备，因此仅在没有其他设备是合适的。

9.4.3.2采煤设备选型

采矿设备的选择在很大程度上取决于煤层开采的倾角。因为在美国大部分的煤层比较平坦，我们将工作操作，该模式是选择一个适合自己使用连续采煤机单元（有时用机载锚杆支护系统），一部分运输系统、锚杆机（如果用连续分钟不相关是必要的辅助设备。

图9.10。续

专注于这类采矿设备的选择。更详细的讨论这个话题的莱恩伯里和Paolini是可用的（1992年）。用于开发的房柱式开采、

连续采煤机的传统选择是一种带有远程控制的鼓型机，一个集尘器，它可以消除连续采煤机产生的90%左右的粉尘。图9.12显示了一个这些单位。这些机器已经基本形成了40年了

图9.11。地下采矿运输设备：（一）开销的朋友，（b）前端装载机，气动自动，（c）和（d）铲运机。（在哈姆林1982挖掘社会的许可、冶金和勘探公司利特尔顿，有限）

图9.12。滚筒式采煤机。图片由久益采矿机械，富兰克林，Pa.

在性能、可维护性和安全性增加了许多改进，在多年的使用。因此，他们几乎总是选择房间和煤柱开采。运输，有一些选择：电动穿梭车、柴油穿梭车、全尺寸的采矿设备（移动运营商和桥桥输送机），和其他连续输送系统。输送机的ADV优点如果他们能不断。然而，一些约束常常妨碍这一目标。因此，梭车是主要选择，电动汽车被莫再比柴油。图9.13说明了一个典型的梭车。对顶板的控制，正常的选择是一二臂锚杆钻机，每个位置由一个液压支架系统保护（请参阅图9.14）。

在长壁开采，选择往往是不使用什么类型的设备，但或许这制造商或型号。的约59长~折磨被操作在2000年度在美国圣吃了，但2使用电动机作为煤炭的赢家，用双向犁的长壁开采。图9.15显示一个双滚筒采煤机的基本配置。屋顶苏支持，最长壁开采使用高度精密液压

图9.13。电动梭车。图片由久益采矿机械，富兰克林，Pa.a.

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[152805]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word