CN102155228A - 全分段预裂挤压一次爆破采矿法 - Google Patents

全分段预裂挤压一次爆破采矿法 Download PDF

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李启月
王树海
范作鹏
赵国彦
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Abstract

本发明公开了一种全分段预裂挤压一次爆破采矿法,①缓倾斜厚大破碎矿体分段开采;②无底部结构的采场垂直矿体走向布置;③下盘脉外分段巷道和脉外集中溜井的无轨采准方式;④施工全断面预控顶巷道作为支护巷道和凿岩巷道;⑤预裂爆破形成采场轮廓,挤压爆破落矿,全分段矿体预裂挤压一次爆破落矿;⑥无轨设备全分段空场下集中出矿;⑦全分段嗣后大规模集中充填。本发明具有开采安全性高,工艺简单,损失贫化小,机械化程度高,回采强度大,采场生产能力大,效率高、成本低,劳动强度低等显著特点。

Description

全分段预裂挤压一次爆破采矿法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种爆破采矿法,特别是涉及一种缓倾斜厚大破碎矿体全分段预裂挤压一次爆破采矿法。该方法主要适用于矿体厚大破碎、品位低,生产能力大、高效率、成本低的金属矿床机械化开采。
技术背景
[0002] 充填采矿法具有矿石回收率高,顶板暴露面积小,特别适合不稳固复杂矿体开采而成为厚大破碎矿体的首选采矿方法。随着科学技术的不断进步和发展,充填采矿法实现了采场机械化回采和充填,原来的低产、低效、劳动强度大的弱点已逐渐演变成高产、高效和劳动强度低的现代化开采方法。目前充填采矿法已形成有分层充填、分段充填和阶段充填的完整体系。针对不同的适用条件与开采技术特点,选择采用不同的充填采矿方法,对降低贫化损失与保障采矿安全具有重要意义。
[0003] 针对厚大破碎矿体采用上向水平充填采矿法存在着生产相互干扰、通风困难、劳动效率低、生产能力小、安全性差等缺点与不足,展开对传统的充填采矿方法进行改革与技术创新,创造性提出全分段预裂挤压一次爆破采矿法,以此在安全开采的前提下,实现缓倾斜厚大破碎低品位矿体的安全高效低成本开采。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种安全性高、回采强度大、效率高、生产能力大,回采时间短、机械化程度高、劳动强度低、成本低的全分段预裂挤压一次爆破采矿法。
[0005] 为了解决上述技术问题,本发明的提供的全分段预裂挤压一次爆破采矿法,采用两步骤连续回采,将缓倾斜厚大破碎矿体沿走向划分为采场,采场垂直走向布置,沿垂向划分为中段,中段内再划分为分段;采用下盘脉外分段巷道和脉外集中溜井的无轨采准方式, 平行矿体下盘边界布置分段巷道,各分段巷道通过联络道与主斜坡道相通,采场通过分段联络巷与分段巷道相通,溜井联络巷与中段集中溜井相联;在分段下部掘进切割巷道,在分段上部掘进预控顶巷道,由切割巷道施工切割天井与预控顶巷道贯通,整个切割工程由切割巷道、切割天井和预控顶巷道构成,预控顶巷道既是支护的巷道,也是凿岩巷道;预控顶巷道通过光面爆破控制边界,并进行预应力树脂锚杆+钢带或金属网+喷浆联合支护顶板; 采场轮廓采用预裂爆破控制,落矿以切割天井为自由面,以切割巷道和预控顶巷道为补偿空间,全分段矿体预裂挤压一次爆破;无轨设备全分段集中出矿;全分段集中充填,用高配比尾砂胶结料加钢筋构筑采场人工假底,一步采场用水泥尾砂胶结充填,二步采场用尾砂充填。
[0006] 采用上述技术方案的全分段预裂挤压一次爆破采矿法,其有益效果是:
[0007] ①、开采安全性高
[0008] 本发明针对矿岩破碎的特点,首先在分段上部施工预控顶巷道,选择光面爆破控制预控顶巷道的边界轮廓,然后采用预应力树脂锚杆+钢带或金属网+喷浆联合支护预控
3顶巷道的顶板,回采的凿岩、爆破、出矿和充填均在支护好的预控顶巷道的顶板下作业,最后通过预裂爆破形成整齐完整的采场帮壁,从而确保了厚大破碎矿体的生产安全。
[0009] ②、回采强度大、效率高、生产能力大,回采时间短
[0010] 为提高矿块回采强度,为减少开采过程中作业的相互影响与干扰,提高矿块生产能力,实现高效开采,创造性地提出和实施了全分段预裂挤压一次爆破回采工艺,该工艺通过预裂爆破和挤压爆破实现全分段一次落矿,集中出矿和集中充填,从而实现了采场掘、 支、采、出、充等作业相对独立,互不干扰。回采强度高,采场生产能力大,回采时间短。
[0011] ③、机械化程度高、劳动强度低
[0012] 生产中采用无轨采准系统,配备进口凿岩台车、铲运机及坑内电动卡车等先进采矿设备,不仅机械化程度高,而且各盘区在垂高上用无轨设备进行有序开采,节省了劳力, 降低了工人劳动强度,矿块生产能力大。
[0013] ④、成本低
[0014] 全分段集中一次支护,一次凿岩、一次爆破落矿,全分段集中出矿和大规模集中充填,生产组织简单,设备工时利用率高,成本低。
[0015] 综上所述,本发明是一种安全性高、回采强度大、效率高、生产能力大,回采时间短、机械化程度高、劳动强度低、成本低的全分段预裂挤压一次爆破采矿法。
附图说明
[0016] 图1为本发明采矿方法纵投影图。
[0017] 图2为本发明采矿方法横剖面图。
[0018] 图3为本发明采矿方法平面图。
[0019] 图4为主爆孔装药结构图。
[0020] 图5为预裂孔装药结构图。
[0021] 图6为全分段预裂挤压一次爆破网络图。
[0022] 图中:1-阶段大巷;2-集中溜井;3-溜井联络道;4-分段巷道;5-顶柱;6_人工假底;7-树脂锚杆;8-崩落矿石;9-铲运机;10-预控顶巷道;11-切割天井;12-切割槽; 13-炮泥;14-报纸;15-单卷炸药;16-起爆雷管;17-导爆索;18-竹片;19-孔内雷管; 20-微差控制列;21-初始起爆点;22-起爆管。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
[0024] 本发明采矿方法的技术方案如下:
[0025] ①、该采矿法采用两步骤连续分段回采,将缓倾斜厚大破碎矿体沿走向划分为采场,采场垂直走向布置,沿垂向划分为中段,中段内再划分为分段。
[0026] ②、下盘脉外施工阶段大巷1,采用下盘脉外分段巷道4和脉外集中溜井2的无轨采准方式,平行矿体下盘边界布置分段巷道4,各分段巷道4通过分段联络道与主斜坡道相通,采场通过采场联络巷与分段巷道4相通,集中溜井2通过溜井联络巷3与分段巷道4相联。
[0027] ③、在分段下部掘进切割巷道,在分段上部掘进全断面预控顶巷道10,由切割巷道
4施工切割天井11与预控顶巷道10贯通,整个切割工程由切割巷道、切割天井11和预控顶巷道10构成,预控顶巷道10既是支护的巷道,也是凿岩巷道;预控顶巷道10通过光面爆破控制边界,并进行预应力树脂锚杆7+钢带或金属网+喷浆联合支护顶板。
[0028] ④、采场轮廓采用预裂爆破控制,落矿以切割天井11为自由面,以切割巷道和预控顶巷道10为补偿空间,全分段矿体预裂挤压一次爆破。
[0029] ⑤、无轨设备全分段集中出矿,在通风完成以后,铲运机9从采场联络道进入采场,铲运机9铲装崩落矿石8装入坑内卡车,然后运至集中溜井2。
[0030] ⑥、全分段集中充填,用高配比尾砂胶结料加钢筋构筑采场人工假底6,一步采场用水泥尾砂胶结充填,二步采场用尾砂充填,顶柱5采用进路法回收。
[0031] 以下将结合图和具体实例对本发明做进一步详细说明:
[0032] 本发明的实施例:
[0033] 1.实施单位
[0034] 山东黄金矿业股份有限公司新城金矿是我国单体黄金产量最大和矿山机械化程度最高的地下矿山之一,主要由1#和v#矿体组成,其中乂#矿体为盲矿体,矿体呈椭圆形, 位于-430m〜-73¾!标高,长度为160m〜180m,厚度主要为70m〜120m,平均厚度为57m, 矿体倾角为30°〜40°,矿体平均走向NE40°,倾向西北,矿石品位低,平均品位为2. 6g/ t。矿体上盘为焦家断裂带,不稳固,矿体由含矿的角闪碎裂岩及花岗质碎裂岩组成,稳固性一般,下盘围岩稳固性较好,一般不需支护。新城金矿V#矿体采用全分段预裂挤压一次爆破采矿法开采。
[0035] 2.实施方案
[0036] ①、将矿体沿走向划分为采场,采场垂直走向布置,采场长为矿体厚度,宽为7〜 9m,沿垂向划分为中段,中段高50m,中段内再划分为分段,分段高10m,自下而上分段回采; 无底部结构的采场采用下盘脉外分段巷道4和集中溜井2的无轨采准方式,平行矿体下盘边界布置分段巷道4,各分段巷道通过分段联络道与主斜坡道相通,采场通过采场联络巷与分段巷道相通,集中溜井2通过溜井联络巷3与分段巷道4相联,如图1、图2和图3所示。
[0037] ②、在分段下部掘进切割巷道,在分段上部掘进全断面预控顶巷道10,由切割巷道施工切割天井11与预控顶巷道10贯通,整个切割工程由切割巷道、切割天井11和预控顶巷道10构成,预控顶巷道10既是支护的巷道,也是凿岩巷道;预控顶巷道10通过光面爆破控制边界,并进行预应力树脂锚杆7+钢带或金属网+喷浆联合支护顶板;如图1、图2和图 3所示。
[0038] ③、凿岩利用中深孔凿岩设备在全断面预控顶巷道10中钻凿下向垂直中深孔,孔径70mm,落矿孔最小抵抗线为1. 6m,孔间距为1. 9〜2. 2m,孔深为10. 8m,一步采场轮廓通过预裂爆破形成,预裂孔孔距为0. 8m,预裂孔与落矿孔孔距为0. 8m,孔深小于10. 8m ;二步采场两帮无预裂孔,落矿孔距充填体0. 8m,落矿孔连续装药,装50mm、长0. 5m的卷状2号岩石乳化炸药,每个药卷重1. 2k g,孔1. 4m不装药,孔口先堵塞一个长IOcm编织袋,再堵塞 1. 3m炮泥,装药结构图如图4所示,图4中:13-炮泥,14-报纸,15-单卷炸药,16-起爆雷管;预裂孔间隔装药,装32mm、长0. 2m的卷状2号岩石乳化炸药,每孔装药量为450g/m,装药结构如图5所示,图中:13-炮泥,14-报纸,15-单卷炸药,17-导爆索,18-竹片。
[0039] ④、以切割天井11或切割槽12为自由面,以预控顶巷道10和切割穿脉为补偿空间,补偿系数为15%〜50%,通过预裂爆破、逐孔起爆的挤压爆破实现全分段一次落矿,全分段一次爆破网络如图6所示,19-孔内雷管,12-切割槽,17-导爆索,20-微差控制列, 21-初始起爆点,22-起爆管。
[0040] ⑤、崩落的矿石8全分段集中出矿,由铲运机9从铲装,经坑内卡车转运到集中溜井2。
[0041] ⑦、全分段大规模集中充填,出矿后,先设置人工假底6,后设置隔离墙,最后架设充填管道,用水泥尾砂胶结充填一步采场,二步采场则用无水泥的尾砂进行充填。分段回采结束后,转入下分段进行回采,直到整个采场回采结束。
[0042] ⑧、凿岩用Sandvik公司生产制造DL330-5深孔凿岩台车打眼;2#岩石乳化炸药爆破,非电导爆管毫秒差高精度雷管起爆;出矿用瓦格拉公司的EST-4型电动铲运机;支护用液压锚杆台车进行锚杆和金属网联合护顶;人员和材料由Multimoven-600型多用途服务车运送至采场。
[0043] ⑨顶柱5采用进路法回收。
[0044] 3.实施效果
[0045] 经过一步采场和二步采场试验,共采出矿石159119t,取得了采场生产能力为 512t/d,掌子面工效为77. 8t/人班,矿石贫化率为5.1%,损失率为8.9%,炸药单耗0. 18g/ t,采矿综合成本255. 35元/t的指标。对比机械化上向水平充填采矿法,采场生产能力从原先的M2t/d提高到512t/d,提高了 111. 57%,掌子面工效从原先的23. Ilt/人班提高到 77. 8t/人班,提高了 233. 19%,矿石贫化率从原先的7.0%降低到5. 1%,降低了 27. 14%, 损失率从原先的8. 0%增加到8. 9%,增加了 11. 25%,炸药单耗从原先的0. 36g/t降低到 0. 18g/tt,降低了 50%,采矿综合成本从原先的349. 00元/t降低到255. 35元/t,降低了 26. 83%,因采矿成本降低企业由此获得的经济效益为1490. 15万元,因矿石贫化率降低企业由此获得的经济效益为10. 55万元,因采准切割工程减少企业由此获得的经济效益为 24. 52万元,三项合计,试验采场新增经济效益为1525. 22万元。

Claims (2)

1. 一种全分段预裂挤压一次爆破采矿法,采用两步骤连续回采,其特征在于:将缓倾斜厚大破碎矿体沿走向划分为采场,采场垂直走向布置,沿垂向划分为中段,中段内再划分为分段;采用下盘脉外分段巷道和脉外集中溜井的无轨采准方式,平行矿体下盘边界布置分段巷道,各分段巷道通过联络道与主斜坡道相通,采场通过分段联络巷与分段巷道相通, 溜井联络巷与中段集中溜井相联;在分段下部掘进切割巷道,在分段上部掘进预控顶巷道, 由切割巷道施工切割天井与预控顶巷道贯通,整个切割工程由切割巷道、切割天井和预控顶巷道构成,预控顶巷道既是支护的巷道,也是凿岩巷道;预控顶巷道通过光面爆破控制边界,并支护顶板;预裂爆破控制采场轮廓,以切割天井为自由面,以切割巷道和预控顶巷道为补偿空间进行挤压爆破落矿,全分段预裂挤压一次爆破;无轨设备全分段空场下集中出矿;全分段嗣后大规模集中充填,用高配比尾砂胶结料加钢筋构筑采场人工假底,一步采场用水泥尾砂胶结充填,二步采场用尾砂充填。
2.根据权利要求1所述的全分段预裂挤压一次爆破采矿法,其特征在于:所述的预控顶巷道采用预应力树脂锚杆+钢带或金属网+喷浆联合支护顶板。
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