CN101424186B - 倾斜矿体上盘矿石回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及倾斜矿体上盘矿石回收方法，主要解决现有倾斜矿体上盘矿石回收中存在的矿石回收量少，采矿难度大，以及生产效率不高等技术问题。本发明在开采倾斜矿体时，回采进路按上盘探矿巷道一矿岩边界线一上盘切割巷道的施工布局，将探矿巷道掘出矿岩边界线1.5～3米，将上盘切割巷道布置在矿岩边界线以内，以上盘切割巷道的位置上方矿体高度为一个分段，沿上盘切割巷道的方向布置垂直向上的切割炮孔，在退采方向上按照崩矿步距、凿岩排间距布置垂直或前倾方向向上的回采扇形炮孔。本发明适合于传统的无底柱分段崩落采矿法、大间距无底柱采矿新技术。

Description

倾斜矿体上盘矿石回收方法

技术领域：

本发明涉及一种地下采矿上盘矿石回收方法，特别涉及倾斜矿体上盘矿石回收方法，适合于传统的无底柱分段崩落采矿法、大间距无底柱采矿新技术。

背景技术：

无底柱分段崩落法是我国上世纪六十年代初从瑞典引进的高效采矿方法，由于该采矿法具有结构简单、管理方便等优点，很快在冶金、有色、化工等行业的地下矿山得到了推广。无底柱分段崩落法的主要技术参数有分段高度、进路间距、崩矿步距等，其开采特点是：实行分期建设、分期开采的矿山，为了正常有序地开展采准掘进、采矿凿岩、回采爆破和出矿等工作，在阶段高度上将生产水平划分为若干个分段，上、下各分段内的回采进路呈菱形排列结构。在分段平面内布置回采进路、出矿联络巷、切割巷道、通风巷道等一系列巷道，在切割巷道中施工切割炮孔、在回采进路中施工上向扇形中深孔，当采矿生产进行到某一分段时，首先开展回采切割工作，即：拉切割槽。所谓回采切割工作就是利用已经施工完成的切割工程，包括：切割巷道、切割天井、切割炮孔，在切割巷道内进行装药、爆破作业，最终形成一条具有一定宽度、高度的切割槽，为回采作业提供最初的自由面。在拉切割槽超出一条进路扇形中深孔控制的范围后，开始该进路的正常回采工作，随着拉切割槽工作的继续，完成切割拉槽工作的巷道的长度不断扩展，可供正常回采的进路数量也相应地增加。回采工作的顺序按照由切割巷道往联络巷道的方向进行，在采矿方面称为后退式回采顺序。通常情况下，采用无底柱分段崩落法开采倾斜矿体存在上盘贫化、下盘损失的问题，如果忽视上盘切割巷道的选择、采矿方法的优化工作，在开采倾斜矿体上盘的过程中也会出现矿石损失。在开采倾斜矿体上盘时，传统的做法有三种，各有优缺点。第一种做法是：当矿体的倾角较大时，通常在45°～60°左右，将上盘切割巷道1布置在矿岩接触带上(如图1、2、3)，在切割巷道内按照1.5m～2.5m的间距施工垂直向上的切割炮孔5，在退采方向上按照崩矿步距、凿岩排间距的要求施工垂直或前倾的上向扇形采矿中深孔，在形成切割槽后，按后退式顺序进行采矿作业。由于切割巷道位于上盘矿岩接触带上，为了防止回采爆破时补偿空间不足，在拉切割槽以及初期回采出矿过程中需要采出一定量的岩石，剩余的岩石作为下一分段

的顶板覆盖岩石。下一个分段也是如此，并循环上述工作。第二种做法是：当矿体的倾角较缓时通常在30°～45°左右，将切割巷道布置在矿岩接触带以内，切割巷道布置在本分段矿体高度达到分段高度1/2～1/3的位置处(如图4、5、6)，在切割巷道1内按照1.5m～2.5m的间距施工垂直向上的施工切割炮孔5，在退采方向上按照崩矿步距、凿岩排间距的要求施工垂直或前倾的上向扇形采矿中深孔，在形成切割槽后，各进路回采初期出少量矿石和岩石后，剩余的岩石作为下一分段的覆盖岩石，接下来按后退式顺序进行采矿作业。由于切割巷道位于上盘矿岩接触带以内，在切割巷道以外有时会残留一些三角柱矿体9无工程控制，如果按照第一种做法，在下一个分段布置切割工程时考虑一个分段的高度，那么造成三角柱矿体9的损失，如果在下一个分段对三角柱矿体9进行回收，那么必须增加切割炮孔的深度。第三种做法是：当矿体的倾角较大时，通常在45°～60°左右，将切割巷道布置在矿岩接触带上(如图7、8、9)，在切割巷道1内沿矿体边界线方向按照1.5m～2.5m的排间距施工切割炮孔5，在退采方向上按照崩矿步距、凿岩排间距的要求施工垂直或前倾的上向扇形采矿中深孔，在形成切割槽后，按后退式顺序进行采矿作业，回采初期因炮孔较浅、生产效率较低。由于切割炮孔为倾斜炮孔，爆破后形成倾斜的切割槽，切割拉槽的难度较大，在采矿生产中应用的不多。下一个分段也是如此，并循环上述工作。

发明内容：

本发明的目的是提供一种降低倾斜矿体上盘切割高度、减少上盘矿石损失的倾斜矿体上盘矿石回收方法。采用无底柱分段崩落法的矿山应用本发明后，在倾斜矿体上盘切割巷道以外施工一些炮孔，可以有效地回收上盘切割巷道以外残留的三角柱矿体。

本发明是这样实现的：倾斜矿体上盘矿石回收方法，包括以下步骤：在开采倾斜矿体时，回采进路按上盘探矿巷道-矿岩边界线-上盘切割巷道的施工布局，将探矿巷道掘出矿岩边界线1.5～3米，将上盘切割巷道布置在矿岩边界线以内，以上盘切割巷道的位置上方矿体高度为一个分段(当矿体倾角在30°～45°，上盘切割巷道的位置上方矿体高度可小于一个分段)，沿上盘切割巷道的方向布置垂直向上的切割炮孔，在退采方向上按照崩矿步距、凿岩排间距布置垂直或前倾方向向上的回采扇形炮孔，(凿岩排间距一般为1.5～3.0m，崩矿步距一般为1.5～4.5m，后者与前者成整数倍的关系)，从而保证采矿生产进入新水平在回采初期少出岩石，以利于降低矿山生产成本、提高矿山经济效益。当倾斜矿体的上盘倾角在30°～60°范围内时，以邻近倾斜矿体上盘矿岩边界线的切割炮孔为基准，在上盘切割巷道外施工1～6排半立面扇形炮孔或平行炮孔，炮孔的控制范围超出矿岩边界线1～2m，如考虑形成顶板覆盖岩石问题，炮孔深度与分段高度匹配，在形成切割空间后按退采顺序的反方向逐排爆破，将三角柱矿体破碎便于在本分段或下一分段进行回收。

本发明具有的效果如下：

(1)由于倾斜矿体上盘切割巷道位于矿体内，且切割巷道内炮孔控制的对象主要是矿石，正常回采进路中的炮孔均在矿体内，因此在本分段形成切割槽期间以及进路回采工作初期，不需要大量出废石(上盘岩石)来满足补偿空间的要求，有利于减少矿石贫化、改善矿石质量。

(2)本发明在各生产分段形成切割槽后，由于回采进路中扇形炮孔控制上部的矿石，采矿生产可进入正常的回采工作阶段，有利于该分段尽早形成采矿生产能力。

(3)本发明采用凿岩爆破的手段，在倾斜矿体上盘三角柱矿体内施工1～6排炮孔，对三角柱矿体实施爆破，方法简单易行、施工灵活方便，经破碎后的矿石在本分段或下分段可得到回收。

(4)本发明将上盘切割巷道设置在矿脉内，通常情况下脉外或矿岩接触带中巷道稳定性较差，因此在切割巷道内不容易出现冒顶、片帮等不安全现象。

(5)本发明根据探采结合的原则，回采进路的掘进按1-2-1的布局施工，探矿巷道施工进度超前于其他巷道，并根据探矿巷道所揭露的矿体边界进行切割巷道的设计等工作，不会出现工程浪费问题。

附图说明

图1为现有技术方案第一种采矿工程布置示意图；

图2为图1的B-B截面图

图3为图1的A-A截面图

图4为现有技术第二种采矿工程布置示意图；

图5为图4的B-B截面图

图6为图4的A-A截面图

图7为现有技术第三种采矿工程布置示意图；

图8为图7的B-B截面图

图9为图7的A-A截面图

图10为本发明采矿工程布置示意图

图11为图10的B-B截面图

图12为图10的A-A截面图

图中，1-上盘切割巷道，2-矿岩边界线，3-回采进路，4-下盘联络巷，5-切割炮孔，6-半立面扇形炮孔，7-采矿分段，8-回采扇形炮孔，9-三角柱矿体。

具体实施方式

参照图10、11、12，确定倾斜矿体上盘切割巷道的位置、切割巷道以外的进路布局和炮孔布置方式，其步骤如下：首先，根据矿山赋存条件、形态，回采进路3在分段平面上按上盘切割巷道1-矿岩边界线2-上盘切割巷道1，即1-2-1的布局施工采准进路，上盘切割巷道1下方为下盘联络巷4，上盘切割巷道1下方与下盘联络巷4之间形成采矿分段7，探矿巷道施工进度超前于其他巷道，探矿巷道是指按1-2-1布局掘进的1#进路，生产过程中要求1#进路的掘进速度快于2#进路，起探明前方是否有矿的作用，探矿巷道掘出矿岩边界线2m左右；第二，根据巷道掘进所揭露的矿体与矿岩边界线确定切割巷道的位置，开展切割巷道的掘进工作；第三，按照矿山生产工艺、参数的要求，沿上盘切割巷道的方向布置垂直向上的切割炮孔5，在退采方向上按照崩矿步距、凿岩排间距布置垂直或前倾方向向上的回采扇形炮孔8，在切割巷外探矿巷道内施工1～6排半立面扇形炮孔6或平行炮孔；第四，按照采矿顺序的要求，开展切割、回采工作以及探矿巷道内半立面扇形炮孔或平行炮孔装药爆破工作。

实施例1：某个生产矿山，矿体走向长240m、宽度45m、倾角45°，根据矿体的赋存条件、形态，采用无底柱分段崩落采矿法，阶段高度为120m、分段高度为12m、进路间距为10m。当采矿生产进行到-138m～-150m分段时，回采进路3在分段平面上按1-2-1的布局施工采准进路，探矿巷道施工进度超前于其他巷道，探矿巷道掘出矿岩边界线2m左右；根据巷道掘进所揭露的矿岩边界线确定切割巷道的位置，切割巷道位置上方矿体高度约为一个分段(当矿体倾角较缓时，切割巷道的位置上方矿体高度可小一些)，开展切割巷道的掘进工作；根据矿山生产工艺、参数的要求，在切割巷道内按排间距1.5m、孔间距1.0m、直径110mm的参数设置垂直向上的切割炮孔5，在回采进路内按排间距2.0m、孔底距2.6m、直径78mm的参数设置方向向上的回采扇形炮孔8，在切割巷外探矿巷道内按排间距2.5m、孔底距3.0m、直径110mm的参数施工半立面扇形炮孔6；在该分段回采生产阶段，按照采矿生产工艺和顺序的要求，首先在切割巷道内进行拉切割槽的装药爆破工作，当切割槽长度达到12～14m、回采进路具备爆破条件后，开始回采进路内的退采工作，随着切割槽长度的增加，可以正常退采的进路数增多；在拉切割槽的过程中，当切割工作由一条探矿巷道到达下一条探矿巷道时，在探矿巷道内按照由切割巷道向矿岩边界线的顺序进行半立面扇形炮孔的装药爆破工作(可逐排爆破，也可多排爆破)，经爆破破碎的三角柱矿体9在本分段不能回收的转入下一个分段回收。

实施例2：大型地下铁矿山，见矿标高为-89m。在-186m以上，矿体平面投影呈NE20°方向，矿体走向长300m、倾角45°～60°、厚度变化较大。根据矿体的赋存条件，采用无底柱分段崩落采矿法，分段高度为12m、进路间距为10m。第一分段为-90～-100m，作为矿山生产初期的放顶分段，第二分段为-100～-112m，承担矿山正常的采矿生产任务。在开采-100～-112m分段矿石时，按照传统的做法将所有的回采进路全部掘出矿体，切割巷道布置在上盘矿岩边界上，给采准掘进、回采凿岩、回采爆破等工作带来了很多的麻烦，因此在采矿生产中出现了巷道冒顶片帮严重、回采初期出岩量大等问题。为了改变这种状况，将对-112～-125m、-125～-138m分段按1-2-1的布局开展回采进路的掘进工作，用作探矿的巷道超前于其他进路施工出矿岩边界线1～2m，根据探矿巷道所揭露的矿岩边界线将上盘切割巷道1布置在矿体以内，上盘切割巷道上方矿体的高度为10～12m，在上盘切割巷道内按照2.0m的排间距施工切割炮孔5，炮孔直径为110mm、孔间距为0.8～1.0m，在切割巷道以外的探矿巷道中施工2～3排平行炮孔，炮孔直径为110mm、炮孔排间距为2.5～3.0m，炮孔在高度方向上控制一个分段的范围。在回采工作阶段，按照采矿生产工艺和顺序的要求，首先在切割巷道内进行拉切割槽的装药爆破工作，当切割槽长度具备一条回采进路的爆破条件后，开始在回采进路内进行正常的退采工作，随着切割槽长度的增加，正常退采的进路数不断增多。在拉切割槽的过程中，当切割工作由切割巷道外一条探矿巷道到达下一条探矿巷道时，在探矿巷道内按照由切割巷道向矿岩边界线的顺序进行半立面扇形炮孔的装药爆破工作，经爆破破碎的三角柱矿体9转入下一个分段回收。

采用本发明后可达以下效果：(1)在-112～-125m、-125～-138m分段回采初期，不需要大量出岩石来满足补偿空间的要求；(2)在切割巷道以外的探矿巷道内施工炮孔简单易行，可以较好的破碎上盘残留的三角柱矿体9；(3)切割巷道的稳定性较好，减少了喷射混凝土支护费用；(4)按1-2-1的布局施工回采进路，减少了采准掘进工程量，经济效益明显；(5)在下一个分段回收上分段残留的三角柱矿体9，提高了铁矿石回收率。

Claims (4)

1.倾斜矿体上盘矿石回收方法，其特征是包括以下步骤：在开采倾斜矿体时，回采进路按上盘探矿巷道-矿岩边界线-上盘切割巷道的施工布局，将探矿巷道掘出矿岩边界线1.5～3米，将上盘切割巷道布置在矿岩边界线以内，以上盘切割巷道的位置上方矿体高度为一个分段或当矿体倾角在30°～45°，上盘切割巷道的位置上方矿体高度小于一个分段，沿上盘切割巷道的方向布置垂直向上的切割炮孔，在退采方向上按照崩矿步距、凿岩排间距布置垂直或前倾方向向上的回采扇形炮孔。

2.根据权利要求1所述的倾斜矿体上盘矿石回收方法，其特征是凿岩排间距为1.5～3.0m，崩矿步距为1.5～4.5m，后者与前者成整数倍的关系。

3.根据权利要求1所述的倾斜矿体上盘矿石回收方法，其特征是当倾斜矿体的上盘倾角在30°～60°范围内时，以邻近倾斜矿体上盘矿岩边界线的切割炮孔为基准，在上盘切割巷道外施工1～6排半立面扇形炮孔或平行炮孔，炮孔的控制范围超出矿岩边界线1～2m。

4.根据权利要求1所述的倾斜矿体上盘矿石回收方法，其特征是炮孔深度与分段高度匹配，在形成切割空间后按退采顺序的反方向逐排爆破，将三角柱矿体破碎。

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