CN101514630B - 板式放矿崩落采矿法 - Google Patents
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Abstract
一种板式放矿崩落采矿法，通过控制炮孔倾角、回采端璧倾角，实现板式、准板式放矿，与普通无底柱分段崩落采矿法相比，其放出体与崩落矿石的形态基本一致，可减少矿石的损失和贫化，提高矿山的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于地下崩落采矿方法领域，提供了一种板式放矿崩落采矿法。
背景技术
目前地下崩落采矿法一般以椭球体放矿理论为依据，该理论以无限散体介质、半无限散体介质等底部单孔、多孔放出实验为基础，设定放出体近似椭球体或椭球缺(椭球体的一部分)，采切工程、回采放矿等均以该模型依据，其放矿方式称作椭球体放矿。虽然经过不断的改进和修正，该模型及放矿方式在崩落采矿法中广泛应用，也取得了较好的效果，但由于被开采矿体爆破后的边界达不到理想的椭球体或椭球缺的形状，在出矿过程中造成的矿石损失、贫化依然较大。
发明内容
为较好地解决崩落采矿法损失贫化较大的问题，本发明通过小型试验确认崩落采矿法可以进行板式放矿，方法是通过控制炮孔倾角使爆破后矿岩接触面倾角大于等于覆盖岩的自然安息角，小于极限椭球缺的端璧倾角，则放出体呈厚板状、近似厚板状(或称板状、板式、准板式)，与椭球体放矿相比，放出体与崩落矿石的形态更加接近，可最大限度地减少矿石的损失和贫化。采用板式放矿的崩落采矿法即是本发明所说的板式放矿崩落采矿法。
板式放矿崩落采矿法与目前常用的椭球体放矿崩落采矿法放矿方式不同，且随炮孔倾角、回采端壁倾角的变化存在过渡关系，可细划出板式放矿崩落采矿法和准板式放矿崩落采矿法，板式放矿崩落采矿法矿岩接触面倾角等于覆盖岩的自然安息角；准板式放矿崩落采矿法矿岩接触面倾角大于覆盖岩的自然安息角，小于极限椭球缺的端璧倾角。准板式放矿崩落采矿法虽不及板式放矿崩落采矿法的损失贫化少，但其炮孔长度有所减少，有利于降低生产成本。
对采用无底柱分段崩落采矿法的新建或生产矿山，矿岩稳固性较差时，采用回采进路端部出矿，只要使炮孔倾角、回采端壁倾角达到板式、准板式放矿的要求，就成为板式、准板式放矿崩落采矿法，就可以减少矿山的损失贫化。当生产矿山回采的分段高度与凿岩设备相匹配时，不能直接改为板式、准板式放矿崩落采矿法，需要改变回采分段高度或更换凿岩设备，使回采端壁倾角达到板式、准板式放矿崩落采矿法的要求；当矿岩稳固性较好时，为改善通风条件，可以在回采进路两侧打炮孔，连通回采进路端部，形成横向回风通道，并与脉外回风巷道相通，使回采工作面形成贯穿风流，为节省工程量，脉外回风巷道可布置在矿岩交界处。为提高出矿设备的效率，板式、准板式放矿崩落采矿法也可采用多分段凿岩、底部分段出矿的高端壁回采。
对矿岩稳固性好的矿山，可以不限于回采进路端部出矿，而是在回采进路端部两侧开凿出矿空间均匀出矿，这种出矿方式采用板式、准板式放矿的放出体横断面、纵断面均近似长方形，最为理想；而采用椭球体或椭球缺放矿时的放出体垂直于回采进路方向的长度远大于出矿分段高度时，其沿回采进路方向的断面可呈近椭圆形或椭圆缺形，但其垂直于回采进路方向的纵断面可近似长方形，放出体外形也近似一块厚板，与仅端部出矿的崩落采矿法相比也可以大大减少矿岩接触面积，从而减少矿石的损失贫化。前述出矿方式的回采进路端部两侧出矿空间可以相互连通形成横向回风通道并与脉外回风巷道相连，使回采工作面形成贯穿风流，为节省工程量，脉外回风巷道可布置在矿岩交界处。为提高出矿设备的效率，这种出矿方式也可以采用高端壁回采。
与目前生产中采用的椭球体放矿崩落采矿法相比，板式放矿崩落采矿法的放出体和崩落矿石的形态更加接近，矿石的损失贫化少，可以提高矿山的经济效益。
附图说明
图1是椭球体、椭球缺、准板式、板式放矿间的过渡关系示意图。图中3、6、8、10、12分别为回采进路端部出矿椭球体、椭球缺、极限椭球缺、准板式、板式放矿的放出体垂高达到回采高度时的放出体，1、4、7、9、11为回采端璧，2、5、7分别为放出椭球体、椭球缺、极限椭球缺的轴线(其中极限椭球缺的轴线7与其回采端璧重合)，α、β、γ分别为回采端璧11、7、1的倾角。当回采端璧倾角等于α时，其崩落矿石放出体为板状；大于α小于β时为准板状；大于等于β小于γ时为椭球缺；大于等于γ时为椭球状。
图2、图3是小型板式放矿的试验图。图中11是试验中模拟的板式放矿回采端璧，12为板状放出体，13为回采进路。
图4、图5、图6是板式、准板式放矿崩落采矿法回采进路端部出矿示意图。其中图5是图4沿I-I的剖视图；图6是图5沿II-II的剖视图。图中11为回采端璧；12为崩落的矿石，对应板状、准板状放出体；13为回采进路；14为出矿设备；15为回采炮孔；16为覆盖岩。
图7、图8、图9是开凿横向回风通道的板式放矿崩落采矿法回采进路端部出矿示意图。其中图8是图7沿III-III的剖视图；图9是图8沿IV-IV的剖视图。图中17为开凿横向回风通道的炮孔；18为开凿的横向回风通道；19为脉外回风巷道；20为新鲜风流；21为污风。
图10、图11是回采进路端部两侧开凿出矿空间均匀出矿的板式放矿崩落采矿法示意图。其中图11是图10沿V-V的剖视图。图中22为回采进路端部两侧的出矿空间。
具体实施方式
实施方式一：一种板式放矿崩落采矿法，见图4、图5、图6。自回采进路13打上向扇形回采炮孔15，炮孔15的倾角大于覆盖岩16的自然安息角，小于极限椭球缺放出体的回采端璧倾角。每次爆破1排至4排炮孔，爆破后回采端璧11的倾角与炮孔15的倾角一致，崩落的矿石12呈板状，出矿设备14在回采进路端部出矿。回采进路13之间未爆破的矿体在下分段爆破回采。同一崩矿步距内的回采炮孔15中的部分炮孔可先行爆破出矿，以减少爆破时过挤压。其它采切工程的布置和回采工艺与目前无底柱分段崩落采矿方法相同。
实施方式二：一种板式放矿崩落采矿法，见图7、图8、图9。与实施方式一相比不同之处是：在回采进路13内打开凿横向回风通道的炮孔17，连通回采进路端部，形成横向回风通道18，并与矿岩交界处脉外回风巷道19相通，使回采工作面新鲜风流20和为污风21贯穿而过。进路间距较大时，炮孔17采用回采时用的中深孔或深孔凿岩设备打孔。因开采横向回风通道18需降低回采炮孔15的边孔角倾角，将回采进路间回采进路水平以上的矿体全部穿孔崩落，回采进路间本水平无法放出的矿石在下分段放出。
实施方式三：一种板式放矿崩落采矿法，见图10、图11。与实施方式二相比不同之处是：横向回风通道18被加宽至出矿设备14可以在其中出矿的宽度，形成回采进路端部两侧的出矿空间22，出矿设备14可以在出矿空间22和回采进路13的端部均匀出矿。本实施方式可以采用椭球体、椭球缺放矿，即可以将炮孔15的倾角加大，使崩落矿石的放出体呈椭球状、椭球缺状，以缩短炮孔15的长度，增加出矿空间22的稳定性。本实施方式中的回采进路间距可以加大，加大后炮孔17采用回采用的中深孔或深孔凿岩设备打孔，为便于出矿设备14出矿作业，出矿空间22顶部和底部的炮孔可适当加密。
Claims (2)
1.一种板式放矿崩落采矿法，主要包括采准切割、钻凿炮孔、爆破、出矿，其特征在于炮孔倾角大于等于覆盖岩的自然安息角，小于极限椭球缺的端壁倾角，板式放矿。
2.根据权利1所述的板式放矿崩落采矿法，其特征在于矿岩稳固性较好时，在回采进路两侧打炮孔，连通回采进路端部，形成横向回风通道，并与脉外回风巷道相通，使回采工作面形成贯穿风流。
3．根据权利1所述的板式放矿崩落采矿法，其特征在于矿岩稳固性好时，在回采进路端部两侧开凿出矿空间，均匀出矿。
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