CN105178961A - 一种宽大采场深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法 - Google Patents

Abstract

一种宽大采场深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法，涉及矿石开采方法技术领域，所述的方法主要包括（1）矿块与盘区布置：矿块垂直矿体走向布置，沿走向每2个矿块组成一个盘区，每个盘区设1条矿石溜井和1条通风天井；（2）采准：采准工程主要有通风天井、矿石溜井、受矿巷道、出矿进路、出矿巷道、凿岩硐室联络道和深孔凿岩硐室；（3）切割：切割天井、堑沟拉底巷道（即受矿巷道）；（4）大孔：采用大直径深孔凿岩，炮孔直径165mm，炮孔间距和排距3m～3.5m；（5）回采步骤：在矿房中部采用VCR法形成切割槽，以切割槽为自由面分倒梯段状侧向崩矿；（6）充填：采用尾砂胶结、全尾砂、废石组合方式充填采空区。本发明劳动生产率高，成本低，作业安全。

Description

一种宽大采场深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法

技术领域

本发明涉及矿石开采方法技术领域，具体涉及一种宽大采场深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法。

背景技术

矿业是人类步入文明社会的奠基石，是国民经济发展及至高新技术产业的重要物质基础。在实现工业化、建设小康社会的进程中，无论从保障原材料可持续供应的角度，还是从节能减排的角度，矿业的地位都更加突出。进入21世纪以来，中国、印度等若干发展中国家的工业化高潮，极大地刺激了金属市场需求和矿业投资的猛增，国际间跨国矿业集团的兼并、重组浪潮风起云涌，一时间，矿业界呈现出一派欣欣向荣的景象。近十年来，尽管矿石品位趋于降低，开采难度不断增加、环保要求日益严格，但在计算机技术、信息技术、现代化大型设备、岩石力学研究成果和经济全球化等的推动下，采矿技术获得了突飞猛进的发展，出现了日出矿13.7万t的地下矿山，采深达1000m的露天矿山和采深达4500m的深井开采矿山，年产阴极铜30万t的浸溶开采矿山，数百千米的长距离矿浆管道输送工程，催生了生态矿业工程（如无废开采矿山）和远程遥控、自动化采矿的采区（最大单日生产能力达到2.8万t），采矿办公室化（地表办公室遥控井下采矿作业）的理想已进入实现的婴儿期。

VCR法采矿是国际镍公司（Inco）和加拿大工业有限公司（CL）共同开发的，它是以利文斯顿的漏斗爆破理论为基础，于1974年首次应用于利瓦克矿，后来很快便在萨德伯里地区其它矿山推广。在美国，VCR法于1977年用于霍姆斯特克矿。由于受到各国采矿界的重视，20世纪70年代末期，加拿大、美国、澳大利亚、西班牙等国家相继推广应用。80年代初我国凡口铅锌矿试用成功并推广应用，VCR采矿法问世以来，采场出矿技术朝着高效，低费用方向不断发展，促进了VCR法的不断改进与完善，加速了VCR采矿法的推广步伐。本发明是对VCR采矿法的进一步改进和提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于矿石价格低迷情况下，灵活运用采矿方法，节约生产成本，为矿山持续生产提供了一条途径。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

a.回采方案

矿块垂直矿体走向布置，高为60m，即凿岩、出矿和充填高度均为60m。当矿块长度大于60m时，分上下盘进行回采。一个矿块宽60米，设计2个矿房，2个矿柱。其中回采矿房宽度分别为15米和30米，矿柱宽度为7.5米。

本方案主要涉及宽30米矿房的回采方案。具体：底部采用中孔拉受矿堑沟，上部在硐室和两侧探矿穿脉施工下向深孔，以VCR法拉竖向切割槽，以倒梯段侧向方式崩矿，出矿采用无轨设备铲运矿石直接进溜井。

b.采准与切割

采准工程主要有通风天井、矿石溜井、出矿进路、出矿巷道、凿岩硐室联络道和深孔凿岩硐室，前期施工的探矿穿脉再利用作为深孔凿岩硐室。

切割工程主要有受矿巷道、切割横巷和切割天井。

c.回采

在凿岩硐室中穿凿下向大直径深孔，在矿房中部采用VCR法形成切割槽，以切割槽为自由面分层倒梯段状侧向崩矿。由于宽大采场暴露面积较大，为确保回采过程安全，矿房回采顺序为矿房长向按上、下盘方式以切割槽为界先采上盘后采下盘，矿房宽向以排线孔的位置关系先采中间排线孔范围矿量，后采两侧排线孔范围矿量。矿房每次爆破后，放出崩下矿石量的1/3，剩余矿石留在采场支撑空区周边，当矿房矿石全部爆破后，提高出矿强度，出空后迅速进行充填，矿房底部采用胶结、其余部位全尾的充填方式，顶部2米可以废石充填，解决掘进废石出路。

本发明的优点是：

1.劳动生产率高，所需备采的采场较少；

2.采矿成本低；

3.井下掘进的废石不出坑，地表无需建设废石堆场，环保；

4.暂留的矿柱，阻止相邻采场充填体混入，减少贫化。

本发明的缺点是：

1.采场尺寸大，安全有风险；

2.原矿间柱回收效率低，成本略高。

具体实施方式

a.采准与切割施工

采准工程所述的通风天井、矿石溜井布置在上下盘脉外，采用吊罐法施工；切割工程所述的切割天井高度为15米，采用普通法施工；其它工程采用浅眼光面爆破法施工。

b.凿岩

采用YQZ-90钻机钻直径60mm上向孔，围绕切割井形成槽区孔，网度1m；槽区两侧钻扇形孔，排距1.4m，孔底距2m。

采用T-150钻机钻直径165mm下向孔，槽区钻平行孔，网度3m；采场中部钻平行孔，两侧穿脉钻半扇形孔，排距3m，孔底距4m。当矿体和围岩比较稳固时，边孔靠近矿体边缘线布置，当围岩稳固性较差和靠近充填体时，边孔距回采边界线1m-1.5m布置，潜孔钻机一次钻凿完一个采场的全部炮孔。

c.爆破

底部以切割井为自由面通过中孔分次爆破形成切割槽，再依次爆破扇形中深孔形成堑沟。

VCR法拉槽以底部堑沟为自由面，每层爆破高度2.5-3m，再以此为自由面分层倒梯段状侧向崩矿，每层爆破高度15-20m。边孔爆破时，要控制单个药包量在5-10Kg。

d.出矿

采用T1030铲运机向溜井直接供矿。每次爆破后，放出崩下矿石量的1/3，剩余矿石留在采场支撑围岩，当采场矿石全部爆破后，加大出矿强度，保证单班出矿800吨.

e.充填

采场底部8米采用胶结充填，灰砂比1:8，中部5米采用胶结充填，灰砂比1:11，其余部位全尾砂充填。为保证胶结充填强度，充填料浆浓度不小于73%。采场初期日充填量不小于2000方，待充填到采场高度三分之二后，可以适当放慢充填进度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (3)

1.一种宽大采场深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法，其特征在于：所述的方法主要包括以下步骤：

a.回采方案

矿块垂直矿体走向布置，高为60m，即凿岩、出矿和充填高度均为60m，当矿块长度大于60m时，分上下盘进行回采，一个矿块宽60米，设计2个矿房，2个矿柱，其中回采矿房宽度分别为15米和30米，矿柱宽度为7.5米，本方案主要涉及宽30米矿房的回采方案，具体：底部采用中孔拉受矿堑沟，上部在硐室和两侧探矿穿脉施工下向深孔，以VCR法拉竖向切割槽，以倒梯段侧向方式崩矿，出矿采用无轨设备铲运矿石直接进溜井；

b.采准

采准工程主要有通风天井、矿石溜井、出矿巷道、出矿联络巷道、凿岩硐室联络道和深孔凿岩硐室，前期施工的探矿穿脉（深孔凿岩硐室），所述的通风天井、矿石溜井采用上下盘脉外布置，出矿联络巷道、凿岩硐室联络道及深孔凿岩硐室采用矿块内布置，矿石溜井和通风天井从上、下运输平巷采用吊罐施工，其它工程采用浅眼光面爆破法施工；

c.切割

在矿房底部中央开掘堑沟拉底巷道，在矿房底部中部部位开掘上向垂直切割井，切割天井高度为15米，采用普通法施工，在切割井两侧布置平行上向中孔，确定切割槽区，在堑沟拉底巷道中采用中深孔钻机在切割槽区两侧穿凿扇形孔，以切割井为自由面通过中孔爆破形成切割槽，再依次爆破扇形中深孔形成集矿堑沟，拉底高度15米；

d.回采

采用大直径深孔凿岩设备，在凿岩硐室中穿凿下向大直径深孔，在矿房中部采用VCR法形成切割天井，以切割天井和拉底层为自由面分层倒梯段状侧向崩矿，每层爆破高度15-20m，由于宽大采场暴露面积较大，为确保回采过程安全，矿房回采顺序为矿房长向按上、下盘方式以切割槽为界先采上盘后采下盘，矿房宽向以排线孔的位置关系先采中间排线孔范围矿量（凿岩硐室内深孔），后采两侧排线孔范围矿量（探矿穿脉），矿房每次爆破后，放出崩下矿石量的1/3，剩余矿石留在采场支撑围岩，当矿房矿石全部爆破后，高强度大量出矿，出空后迅速进行填充，矿房均采用底部、中间全尾胶结与顶部废石，剩余空区全尾砂的组合充填方式。

2.根据权利要求1所述的一种宽大采场深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法，其特征在于：所述深孔凿岩在凿岩硐室中进行，选用潜孔钻机穿凿垂直或倾斜深孔，钻机偏斜率控制在1%以内，炮孔直径165mm，炮孔间距和排距3m～3.5m，当矿体和围岩比较稳固时，边孔靠近矿体边缘线布置，当围岩稳固性较差和靠近充填体时，边孔距回采边界线1m-1.5m布置，潜孔钻机一次钻凿完一个采场的全部炮孔，然后分次装药爆破，炮孔延米爆破量20t/m，炮孔利用率95%。

3.根据权利要求1所述的深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法，其特征在于：所述一步采矿块采用的尾砂胶结是由灰砂组成，其灰砂比为底部1:8、中间1:11，浓度不小于73%。