CN102182461A - 倾斜中厚金属矿体高效采矿方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种倾斜中厚金属矿体高效采矿方法，采矿步骤是：第一步：施工脉外运输巷，第二步：施工分段凿岩平巷，第三步：施工切割巷，第四步：施工切割井，第五步：施工切割槽并预留临时三角矿柱，第六步：施工堑沟，第七步：施工扇形中深孔、实施爆破及出矿：第八步：回收余矿。本发明针对倾角30～55°，矿体平均厚度4～15m的金属矿体，在不具备充填条件的情况下，采用了中深孔爆破落矿阀，安全高效回采，进一步提高了采矿回收率和采矿效率。

Description

倾斜中厚金属矿体高效采矿方法

技术领域

本发明涉及一种采矿方法，特别是一种针对倾斜中厚金属矿体的高效采矿方法。

背景技术

金属矿床倾斜中厚矿体(倾角30～55°，矿体平均厚度4～15m)，在我国占有相当的比例。由于该类矿体倾角缓，崩落矿石不能借助自重在底部完全放出，需采用机械搬运或人工扒运，采场空顶较高，顶板管理困难，给生产带来重大安全隐患。因此，开采倾斜中厚矿体过程中，通常面临采矿方法选择难、采切工程量大、崩矿和矿石运搬困难、机械化程度和作业效率低、生产周期长等一系列技术问题，是国内外公认的难采矿体。

针对上述倾斜中厚矿体，现有的采矿方法主要是下盘脉外进路的无底柱分段崩落法。该方法虽然可以有效地对矿石进行回收，但由于矿体倾角较缓，所以进路均需要在脉外布置，不能副产矿石，而且由于矿体倾角缓，在进行爆破落矿时，势必崩落较多下盘岩石，造成矿石的较大贫化。另外，当某一中段位于待采矿体的中部时，由于矿体上部仍然具有可以开采的对象，如果采取崩落法，在下部形成采空区，势必造成未来上部矿产资源回采的困难。

发明内容

本发明旨在提供一种倾斜中厚金属矿体高效采矿方法，克服现有采矿方法的缺点，所要解决的技术问题是，针对倾角30～55°，矿体平均厚度4～15m的金属矿体，在不具备充填条件的情况下，采用中深孔爆破落矿，安全高效回采，以进一步提高采矿回收率和采矿效率。

本发明的技术方案如下：

一种倾斜中厚金属矿体高效采矿方法，其特征在于：

第一步，施工脉外运输巷：在矿体下盘各水平分段施工至少三条脉外运输巷，分段高度为8～12米，所述的脉外运输巷的走向为水平方向；

第二步，施工分段凿岩平巷：在各水平分段内从矿体下盘向矿体上盘施工与所述的脉外运输巷分别相通的分段凿岩平巷，所述的分段凿岩平巷的走向为水平方向且要穿过矿体，与脉外运输巷的走向互相垂直；

第三步，施工切割巷：在分段凿岩平巷的端部由矿体上盘向下盘后退两米，沿矿体走向施工与所述的分段凿岩平巷分别相通的切割巷；

第四步，施工切割井：从矿房一端的切割巷开始，沿矿体上盘向上施工与矿体倾角一致的切割井；

第五步，施工切割槽并预留临时三角矿柱：在切割巷中以切割井为爆破空间钻凿作为炮孔的上向中深孔，上向中深孔倾斜角度与切割井倾角一致，上向中深孔中装药爆破并将矿石出净后形成切割槽，并在切割槽上部靠近矿体上盘的位置预留临时三角矿柱；

第六步，施工堑沟：在采场底层设置一条中央集矿巷道，并在中央集矿巷道内布置上向中深孔，上向中深孔的边孔角不小于45°，爆破形成至少两个堑沟，所述的堑沟为上端开口较大的漏斗状，堑沟的下端与所述的中央集矿巷道相通。

第七步，施工扇形中深孔、实施爆破及出矿：在分段凿岩平巷内施工若干排平行的上向扇形中深孔作为爆破孔；

在所述的扇形中深孔中安装炸药，采用排内同时、排间微差顺序起爆，每次爆破一至二排，然后将30％～50％的爆破矿石经分段凿岩平巷出矿，余下的50％～70％的爆破矿石用作下一至二排爆破的压碴，一个分段全部爆破完毕后，尽可能地将该空间内爆破矿石经分段凿岩平巷全部出完；

所述的施工扇形中深孔、实施爆破及出矿步骤在不同分段内同时交叉实施；

第八步，回收余矿：上分段遗留的少量矿石以及所述的临时三角矿柱冒落余矿从堑沟落入中央集矿巷道中，实施回收。

所预留的临时三角矿柱的厚度最好为2米。

本发明的积极效果在于：

第一，多分段同时作业，从上盘向下盘退采、上下分段形成梯段开采的回采顺序，在各分段进行局部控制出矿，实现了采场的连续生产，提高了采矿效率。

第二，采用压碴挤压爆破方法，有效改善了爆破效果，降低了采场爆破对上盘围岩稳定性的震动和冲击破坏作用，保护了矿体上盘含水层免遭破坏。

第三，预留上盘临时三角矿柱，有利于维持上盘的稳定性，预防上盘围岩冒落，有效解决了上盘围岩稳定性差而导致矿石贫化的问题；同时，在下分段回采过程中，上分段的临时三角矿柱产生较大位移，在开挖扰动及应力集中作用下产生自然冒落，即所谓的诱导冒落技术，实现了临时三角矿柱的回收，减少了矿石损失。

第四，充分利用爆力运搬作用，较好地解决了由于矿体倾角缓而导致下盘矿石大量残留的问题，有效提高了矿房回采率。

第五，本方法不留顶柱，提高了回收率。

第六、在凿岩巷道中采用中深孔凿岩，排内炮孔同时、排间微差落矿，铲运机出矿，工人不进入采场，机械化程度高，改善了工人的作业条件，减轻了劳动强度，有效提高了采场的凿岩和出矿的生产效率。

附图说明

图1是本发明采矿方法的示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实例进一步说明本发明。

(一)实验地点及实验矿块地质概况

山东黄金集团玲珑金矿171#脉，倾角40～45°，最大水平厚度22.5m，矿体平均厚度13.8m，平均品位1.50g/t。矿石为黄铁绢英岩和黄铁绢英岩质碎裂岩，围岩总体稳定性较好，矿体上盘边界破碎蚀变带岩石较破碎，上盘围岩中有含水层。由于该矿区不具备充填条件，为了尽快安全高效回采171#矿脉，满足生产需要，决定采用本发明的非充填采矿方法。

试验采场选择在矿区比较厚大且开拓工程已经完工的159、160勘探线之间，采场位于-410m～-380m水平，垂直矿体走向布置，采场长度20m；宽度为矿体厚度约20m；矿房体积为12,000m3，高度为30m；设计矿房矿量为33600t。

(二)、采准工程

如图1、3所示，在-410到-380m采区斜坡道贯通后，分别在-390m水平、-400m水平、-410m水平距离矿体下盘15m拉开脉外运输巷1，巷道规格为2.5×2.6×1/4三心拱。最下层的脉外运输巷1带有出矿横巷4和川脉巷道5。各分段高度均为10米，所述的脉外运输巷1的走向为水平方向。

由脉外运输巷1沿勘探线原探矿穿脉，从矿体下盘向矿体上盘掘进穿过矿体的分段凿岩平巷2，巷道规格为2.5×2.6×1/4三心拱。底部结构采用平底堑沟形式，堑沟集矿巷道高2.8m，宽5m，可利用原来沿勘探线的探矿穿脉扩帮形成。出矿采用双侧出矿，出矿横巷间距6m，可利用现有探矿工程。分段凿岩平巷2与所述的脉外运输巷1分别相通且走向互相垂直。

(三)、切割工程

在分段凿岩平巷2的端部由矿体上盘向下盘后退两米施工与所述的分段凿岩平巷2分别相通的切割巷7。如图3所示。

在切割巷7一端向上开凿切割井6，(倾斜角度与矿体倾斜角度一致)如图2所示。

然后在切割巷7中以切割井6为自由面(爆破空间)，按照1.2m排距，1.2m孔距，钻凿作为炮孔的若干排上向中深孔，上向中深孔倾斜角度与切割井6倾角一致，每排布置3-4个炮孔，逐排爆破，并将矿石出净后形成切割槽8，为后期进行挤压爆破提供自由补偿空间。如图3所示。

在切割槽8上部靠近矿体上盘的位置预留厚度为2米的临时三角矿柱。

施工堑沟：在采场底层-410m设置一条中央集矿巷道3，并在中央集矿巷道3内布置上向中深孔，上向中深孔的边孔角不小于45°，爆破形成至少两个堑沟9，所述的堑沟9为上端开口较大的漏斗状，堑沟9的下端与所述的中央集矿巷道3相通。如图1。

(四)、采场凿岩及装药

切割槽8形成后，在分段凿岩平巷2内使用YGZ90型机架式中深孔风动凿岩机，利用“十”字型或“一”字型钎头从矿体上盘向下盘钻凿上向扇形中深孔10，炮孔直径60mm，孔深10～13m，边孔角5～7°，排距1.6m，孔底距1.8m，装药系数0.9，填塞方式间隔填塞，最小填塞长度0.5m，最大填塞长度1m，集中凿岩，分次装药爆破。

(五)、采场爆破落矿

采场爆破落矿顺序从-390m分层开始，自上而下；各分段凿岩平巷2内逐排爆破，进行分层回采。

为防止爆破时大量矿石抛入采空区，各分段采取压碴倒台阶超前挤压爆破，同时，降低落矿爆破对上盘围岩受的破坏影响。上部分段超前下部分段3～4排炮孔。

具体地，在所述的扇形中深孔10中安装炸药，采用排内同时、排间微差顺序起爆，每次爆破一至二排，然后将30％～50％的爆破矿石经分段凿岩平巷出矿，余下的50％～70％的爆破矿石用作下一至二排爆破的压碴，以避免对矿体上盘的爆破冲击，一个分段全部爆破完毕后，尽可能的将该空间内爆破矿石经分段凿岩平巷全部出完。选用颗粒状粘稠炸药，单位炸药消耗量是0.336kg/t；每个炮眼装一个导爆管，单位导爆管消耗量是0.019个^；每次起爆使用10个起爆管，单位起爆管消耗量是0.015个/t；导爆索全眼使用，单位导爆索消耗量是0.235m/t；装药系数0.95。

所述的施工扇形中深孔、实施爆破及出矿步骤在不同分段内同时交叉实施，即实行多分段同时进行不同种作业；

爆破后进行采场通风，新鲜风流由采准斜坡道进入分段脉外运输巷1，再由分段脉外运输巷1经分层凿岩平巷2进入采场，污风经抽出式局扇抽出至分层凿岩平巷2，排至分段脉外运输巷1。

(六)、采场出矿

从分段凿岩平巷2及两侧出矿巷道中利用1m³电动铲运机进行局部出矿，每次可放出当次爆破量的30～50％，一方面为下一次爆破留下压碴，另一方面为后期爆破提供补偿空间。

上一分段从上盘向下盘退采到一定距离，超出下分段8到10m距离后，下一分段可以进行同步作业。在试验采场160线附近，施工一个矿石溜井，将各个分段矿石铲装到溜井中，下放到-410m水平，经放矿闸门用1.2m³侧卸式矿车，运输到主竖井。

当上部分段矿石全部采完，-410m水平堑沟劈漏完成后，上部分段残留矿石开始从堑沟中放出，通过装矿横巷进行大量出矿。

(七)、矿柱回收

1、采场矿体上盘预留的临时三角矿柱：

采用诱导冒落技术，通过在矿体上盘预留2m厚的临时三角矿柱作为保护层，当矿房开采下分段时，随着采场从上盘向下盘退采作业，该临时三角矿柱在开挖扰动及应力集中作用下产生自然冒落，从而实现临时三角矿柱的回收。

2、顶底柱的回收：

实验采场从-390m以上开始回采，不留顶柱。在底部堑沟形成时候，双侧预留6m出矿穿脉的锲形支矿柱，由于品位较低，可以作为永久损失，不再回收。如果品味较高，在底部堑沟形成之前，采用混凝土人工矿柱置换高品位矿柱。

余矿从堑沟9落入中央集矿巷道3中，实施回收。

Claims (2)

1.一种倾斜中厚金属矿体高效采矿方法，其特征在于：

第一步，施工脉外运输巷：在矿体下盘各水平分段施工至少三条脉外运输巷，分段高度为8～12米，所述的脉外运输巷的走向为水平方向；

第二步，施工分段凿岩平巷：在各水平分段内从矿体下盘向矿体上盘施工与所述的脉外运输巷分别相通的分段凿岩平巷，所述的分段凿岩平巷的走向为水平方向且要穿过矿体，与脉外运输巷的走向互相垂直；

第三步，施工切割巷：在分段凿岩平巷的端部由矿体上盘向下盘后退两米，沿矿体走向施工与所述的分段凿岩平巷分别相通的切割巷；

第四步，施工切割井：从矿房一端的切割巷开始，沿矿体上盘向上施工与矿体倾角一致的切割井；

第五步，施工切割槽并预留临时三角矿柱：在切割巷中以切割井为爆破空间钻凿作为炮孔的上向中深孔，上向中深孔倾斜角度与切割井倾角一致，上向中深孔中装药爆破并将矿石出净后形成切割槽，并在切割槽上部靠近矿体上盘的位置预留临时三角矿柱；

第六步，施工堑沟：在采场底层设置一条中央集矿巷道，并在中央集矿巷道内布置上向中深孔，上向中深孔的边孔角不小于45°，爆破形成至少两个堑沟，所述的堑沟为上端开口较大的漏斗状，堑沟的下端与所述的中央集矿巷道相通。

第七步，施工扇形中深孔、实施爆破及出矿：在分段凿岩平巷内施工若干排平行的上向扇形中深孔作为爆破孔；

在所述的扇形中深孔中安装炸药，采用排内同时、排间微差顺序起爆，每次爆破一至二排，然后将30％～50％的爆破矿石经分段凿岩平巷出矿，余下的50％～70％的爆破矿石用作下一至二排爆破的压碴，一个分段全部爆破完毕后，尽可能地将该空间内爆破矿石经分段凿岩平巷全部出完；

所述的施工扇形中深孔、实施爆破及出矿步骤在不同分段内同时交叉实施；

第八步，回收余矿：上分段遗留的少量矿石以及所述的临时三角矿柱冒落余矿从堑沟落入中央集矿巷道中，实施回收。

2.如权利要求1所述的倾斜中厚金属矿体高效采矿方法，其特征在于：所预留的临时三角矿柱的厚度为2米。

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