CN104481539A - 自拉槽挤压爆破崩落采矿法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自拉槽挤压爆破崩落采矿法，落矿以切割天井为自由空间，采用小补偿空间自拉槽挤压爆破，即每个分段利用小补偿空间一次性切割、拉底、落矿，回采过程中不出现大面积采空区，回采后期随着底部出矿，上部覆岩下移充填采空区控制地压，达到安全高效开采，本发明补偿空间取值为：18％≥δb≥14％，爆落的矿石在底部出矿，随着矿石的不断采出，覆岩不断下移充填采矿区，控制地压。
Description
技术领域
本发明属于地下矿山开采技术领域，特别涉及一种自拉槽挤压爆破崩落采矿法。
背景技术
由于矿床赋存条件复杂多样，矿石和围岩性质多变，在生产实践中应用了种类繁多的采矿方法。按回采时的地压管理方法为依据，采矿方法分为空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法三大类。
空场采矿法回采矿房时形成较大采空区，利用矿柱和矿岩本身的强度维护矿岩稳固。人员作业往往在暴露面积较大的空场作业，在遇到稳固性较差的矿岩时，空场采矿法将不可选。
充填采矿法采用充填料充填矿石采出后形成的采空区，可用支架和充填料配合维护矿岩稳固。充填采矿法成本较高，应用于许多稀贵重矿石的开采。充填采矿法优点是适应性强、贫化损失低、作业较安全、保护地表等；缺点是工艺复杂、成本高、生产效率低。
崩落采矿法在回采矿石后，让顶板和围岩崩落充填采空区，达到管理和控制地压的目的。崩落采矿法主要适用矿岩不稳固的矿体开采，地表允许沉陷。崩落采矿法的优点是机械化程度高、安全、高效、成本低。
现有的采矿方法普遍采用大补偿空间(δb≥20％)爆破落矿。在矿床地下开采实践中，当遇到破碎、极不稳固矿岩时，大补偿空间难以形成，围岩暴露面积大，造成很多安全隐患，成本增加，效率低下。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自拉槽挤压爆破崩落采矿法，针对破碎、极不稳固矿体开采，具有采准工程量小、围岩暴露面积小、安全高效、成本低的特点，降低了矿石贫化率和损失率，可在冶金、有色、黄金、化工、煤炭等地下开采中灵活应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种自拉槽挤压爆破崩落采矿法，其特征在于，落矿以切割天井5为自由空间，采用小补偿空间自拉槽挤压爆破，即每个分段利用小补偿空间一次性切割、拉底、落矿，回采过程中不出现大面积采空区，回采后期随着底部出矿，上部覆岩下移充填采空区控制地压。
其中所述切割天井5的掘进过程为：在矿块长度方向的两端，自中段的脉外运输平巷1向上中段掘进行人通风天井3；在矿块长度方向的中间，自中段下盘的脉外运输平巷1向上掘进溜井8；在矿块长度方向的两端，自中段下盘的脉外运输平巷1向采场掘进穿脉平巷；从穿脉平巷在矿体内沿矿体走向掘进脉内运输巷2，在脉外运输平巷1和脉内运输巷2分别沿矿体走向向底部堑沟平巷4掘进人字形的与底部堑沟平巷4相通的无轨装矿进路7，基于凿岩分层采准同时从溜井8向采场掘进穿脉平巷，从穿脉平巷在矿体中沿矿体走向掘进凿岩平巷10自凿岩平巷10以及底部堑沟平巷4沿矿体走向向上掘进切割天井6，并同时垂直矿体走向向两边掘进切割平巷5。
所述凿岩平巷10与底部堑沟平巷4平行，凿岩平巷10位于底部堑沟平巷4的上方。
所述脉内运输巷2与底部堑沟平巷4平行。
自所述切割平巷5向上钻凿扇形的中深孔9，自凿岩平巷10钻凿呈扇形布置的炮孔，上下两分层同时起爆，起爆顺序为，以切割天井6为自由补偿空间，首先起爆切割平巷5内的中深孔9，形成切割槽，然后以切割槽为自由补偿空间起爆凿岩平巷10内的炮孔。
所述小补偿空间取值为：18％≥δb≥14％，
其中，δb为补偿空间，vqj为切割天井空间，vqc为切割平巷空间，vzy为凿岩平巷空间，vk为爆落矿石体积。
所述落矿在矿体底部从无轨装矿进路7出矿，经过溜井8装入矿车，通过中段的脉外运输平巷1运出，随着矿石的不断采出，覆岩不断下移充填采矿区，从而控制地压。
本发明中，所述分段是指将一个阶段中分多个分段，矿山采矿中一个阶段的高度一般在50m以上，由于中深孔高效凿岩为20m以下，所有的中深孔9控制高度在12-15m之间(这个高度称为一个凿岩分层)，一次起爆最多2个凿岩分层。2个同次起爆的凿岩分层称为一个分段。
本发明中，下凿岩分层的凿岩平巷爆破后称为聚矿堑沟平巷，即底部堑沟平巷4，上凿岩分层的凿岩平巷只作为上凿岩分层凿岩时的工作空间，爆破后消失，即凿岩平巷10。下凿岩分层的凿岩平巷爆破前为凿岩工作空间，爆破后做为底部堑沟平巷4。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采切工程量小，采切比小于3m/kt。有效解决了破碎、极不稳固矿岩施工困难和成本过高的问题。
2、回采过程中不出现大面积采空区，小补偿空间有利于围岩稳固，减少废石混入。
3、矿石崩落完后，在底部通过无轨装矿进路出矿，实现高分段出矿，生产效率高。
附图说明
图1是沿矿体走向纵剖面图。
图2是矿块横剖面图。
图3是底部结构平面图。
图4是凿岩分层水平平面图。
图5是拉槽炮孔布置图。
图6是落矿炮孔布置图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明自拉槽挤压爆破崩落采矿法，主要思路为，掘进合适的切割天井5，落矿以切割天井5为自由空间，采用小补偿空间自拉槽挤压爆破，即每个分段利用小补偿空间一次性切割、拉底、落矿，回采过程中不出现大面积采空区，回采后期随着底部出矿，上部覆岩下移充填采空区控制地压。
具体地，如图1、图2、图3、图4所示，本发明在每个矿块长度方向的两端各布置一条行人通风天井3，矿块中部布置一条溜井8。分段底部布置平底结构的人字形的无轨装矿进路7。实行自上而下、自矿块的一端向另一端的连续回采。作业中，首先在矿块长度方向的两端，自中段的脉外运输平巷1向上中段掘进行人通风天井3。在矿块长度方向的中间，自中段下盘的脉外运输平巷1向上掘进溜井8。在矿块长度方向的两端，自中段下盘的脉外运输平巷1向采场掘进穿脉平巷；从穿脉平巷在矿体内沿矿体走向掘进脉内运输巷2。凿岩分层采准工程同时自溜井8向采场掘进穿脉平巷，从穿脉平巷在矿体中沿矿体走向掘进凿岩平巷10。同一层上，在运输平巷2沿矿体走向向底部堑沟平巷4或掘进凿岩平巷10掘进人字形的无轨装矿进路7，无轨装矿进路7与底部堑沟平巷4或掘进凿岩平巷10相通。自凿岩平巷10沿矿体走向向上掘进切割天井6，并同时垂直矿体走向向两边掘进切割平巷5。
如图5、图6所示。自切割平巷5向上钻凿小扇形的中深孔9；自凿岩平巷4钻凿炮孔，炮孔扇形布置。装药器装药，非电导爆管微差起爆，上下两分层同时起爆。起爆顺序为，以切割天井6为自由补偿空间，首先起爆切割平巷5内的中深孔9，形成切割槽，然后以切割槽为自由补偿空间起爆凿岩平巷4内的炮孔。本实施例中，阶段高度50m，分段高度25m，凿岩分层高度12.5m。
崩下矿石采用无轨运输设备从无轨装矿进路7出矿，经过溜井8装入矿车，通过中段脉外运输平巷1运出。
本发明是根据附图提到的实施例进行了说明，这只是其中的一个实施例，本领域技术人员可以从实施例获得启发，进行变形得到其它实施例。因此本发明的保护范围应该根据权利要求的保护范围来确定。
Claims (7)
1.一种自拉槽挤压爆破崩落采矿法，其特征在于，落矿以切割天井(5)为自由空间，采用小补偿空间自拉槽挤压爆破，即每个分段利用小补偿空间一次性切割、拉底、落矿，回采过程中不出现大面积采空区，回采后期随着底部出矿，上部覆岩下移充填采空区控制地压。
2.根据权利要求1所述自拉槽挤压爆破崩落采矿法，其特征在于，所述切割天井(5)的掘进过程为：在矿块长度方向的两端，自中段的脉外运输平巷(1)向上中段掘进行人通风天井(3)；在矿块长度方向的中间，自中段下盘的脉外运输平巷(1)向上掘进溜井(8)；在矿块长度方向的两端，自中段下盘的脉外运输平巷(1)向采场掘进穿脉平巷；从穿脉平巷在矿体内沿矿体走向掘进脉内运输巷(2)，在脉外运输平巷(1)和脉内运输巷(2)分别沿矿体走向向底部堑沟平巷(4)掘进人字形的与底部堑沟平巷(4)相通的无轨装矿进路(7)，基于凿岩分层采准同时从溜井(8)向采场掘进穿脉平巷，从穿脉平巷在矿体中沿矿体走向掘进凿岩平巷(10)自凿岩平巷(10)以及底部堑沟平巷(4)沿矿体走向向上掘进切割天井(6)，并同时垂直矿体走向向两边掘进切割平巷(5)。
3.根据权利要求2所述自拉槽挤压爆破崩落采矿法，其特征在于，所述凿岩平巷(10)与底部堑沟平巷(4)平行，凿岩平巷(10)位于底部堑沟平巷(4)的上方。
4.根据权利要求2所述自拉槽挤压爆破崩落采矿法，其特征在于，所述脉内运输巷(2)与底部堑沟平巷(4)平行。
5.根据权利要求2所述自拉槽挤压爆破崩落采矿法，其特征在于，自所述切割平巷(5)向上钻凿扇形的中深孔(9)，自凿岩平巷(10)钻凿呈扇形布置的炮孔，上下两分层同时起爆，起爆顺序为，以切割天井(6)为自由补偿空间，首先起爆切割平巷(5)内的中深孔(9)，形成切割槽，然后以切割槽为自由补偿空间起爆凿岩平巷(10)内的炮孔。
6.根据权利要求2所述自拉槽挤压爆破崩落采矿法，其特征在于，所述小补偿空间取值为：18％≥δb≥14％，
其中，δb为补偿空间，vqj为切割天井空间，vqc为切割平巷空间，vzy为凿岩平巷空间，vk为爆落矿石体积。
7.根据权利要求2所述自拉槽挤压爆破崩落采矿法，其特征在于，所述落矿在矿体底部从无轨装矿进路(7)出矿，经过溜井(8)装入矿车，通过中段的脉外运输平巷(1)运出，随着矿石的不断采出，覆岩不断下移充填采矿区，从而控制地压。
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