CN105370283A - 一种缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，具体是：沿矿体走向布置采场，先采矿柱后采矿房，以本阶段运输巷道(8)和运输上山巷道(9)为初始自由面进行矿柱回采，待矿柱回采完成后采用钢筋混凝土形成人工矿柱，其为钢筋混凝土支柱(7)，代替矿柱；矿房内沿矿体走向和倾向向两侧推进回采，后方进行跟随式充填；采用预切缝爆破的方法开采，矿房底板预留保护层并用锯切机械切预切缝(15)，预切缝与矿体之间的岩层为保护层(14)，对保护层上部围岩采用微差爆破；人工或机械劈裂剥离保护层，手推式切割机切割矿体出矿。本发明具有高效生产、回采率高达95％和减少了运输和处理废石的费用等优点。

Description

一种缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法

技术领域

本发明涉及一种对矿石完整性有较高要求的地下开采方法，尤其是涉及一种适用于地下缓倾斜薄层状玉石矿的机械预切缝爆破采矿方法。

背景技术

我国采玉历史悠久，当前，地下玉石矿山多采用传统的人工撬打、绳锯、盘锯切割和爆破方法开采。但针对缓倾斜薄层状玉石矿，绳锯、盘锯切割的方法虽然可避免爆破开采对玉石的损伤，但地下采矿空间狭小，此方法存在作业工序复杂，精度要求较高，出矿困难，生产效率低。传统的爆破方法，通常依据经验在矿层上方布置两排炮孔一次性爆破，其问题是爆炸应力波对矿体造成严重损伤，导致玉石内部产生损伤，大块玉石产出率低，严重影响玉石价值。此外，传统缓倾斜矿体使用空场法开采，矿房之间留设矿柱，造成矿石回采率低，资源浪费严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，以提高矿石的回采率和开采的生产效率，充分利用废石保证顶板稳定，预留保护层并机械预切缝，设计合理的爆破参数，降低爆破对玉石的损伤。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，具体是：沿矿体走向布置采场，先采矿柱后采矿房，以本阶段运输巷道和运输上山巷道为初始自由面进行矿柱回采，待矿柱回采完成后采用钢筋混凝土形成人工矿柱，其为钢筋混凝土支柱，代替矿柱；矿房内沿矿体走向和倾向向两侧推进回采，后方进行跟随式充填；采用预切缝爆破的方法开采，矿房底板预留保护层并用锯切机械切预切缝，预切缝与矿体之间的岩层为保护层，对保护层上部围岩采用微差爆破；人工或机械劈裂剥离保护层，手推式切割机切割矿体出矿。

所述的矿柱和矿房均使用机械预切缝爆破的方法开采，首先在矿体上方用锯切机械形成平行于矿体的预切缝，预切缝上部为爆破区，在爆破区内布置三排炮孔，中间一排为掏槽孔，外侧两排为周边孔，用钻机沿围岩倾角打孔，孔径40mm，孔深2.0～2.5m，排距35～40cm，孔距40～45cm，导爆管雷管微差爆破，爆后将碎渣用铲运机运于采空区进行充填或运出坑外，接着对爆破后残留的保护层进行人工劈裂剥离，直至矿体暴露，然后采用手推式切割机进行纵向、横向切割，将矿体分割为多个便于运出坑外的块体。

上述方法中，所述的采场沿矿体走向布置，沿矿体走向掘进沿脉平巷作为本阶段运输巷道；再沿沿脉平巷向矿体倾向掘进，形成运输上山巷道，其作为矿石、矿渣运输和风流通道；采场结构参数按矿体赋存条件设计为宽30～35m，斜长45～50m。

所述的钢筋混凝土支柱，其尺寸为长30～35m，宽5m；其要求浇筑接顶，竖向钢筋穿入矿体的顶板和底板为0.9-1.1m。

上述方法中，回采时，先将原矿柱空间划分为矿房初始工作空间和人工支柱空间，其中矿房初始空间宽度要保证人员、设备能够作业，在人工支柱空间范围的顶底板打排孔并插入钢筋，接着制模浇混凝土形成人工支柱，矿房回采以预留的初始工作面为自由面沿矿体走向开采，走向开采的工作面沿矿体倾向按阶梯布置，随着工作面的推进，后方进行跟随式充填，保证暴露面积在安全范围内，当沿矿体走向回采至矿房端部进行充填时留出人行上山巷道，作为风流通道兼作下一相邻矿块的运输上山巷道。

上述方法中，充填时：在运输上山巷道和人行上山巷道的两侧砌筑大块废石码砌围墙，以防止充填区漏风；在大块废石码砌围墙的墙体外侧喷射混凝土形成混凝土喷射层；在运输上山巷道和人行上山巷道之间的区域用碎石堆砌，然后根据实际情况对其浇筑混凝土以增强充填强度。

本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：采用微差爆破的方法开采保证了矿山的高效生产；使用钢筋混凝土代替矿柱，使矿石回采率达95％以上；预留保护层并切缝阻隔爆破冲击波，降低了爆破震动对玉石的损伤；充分利用废石充填采空区，大大减少了运输和处理废石的费用并保证了顶板稳定。

附图说明

图1是缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法设计的主视图。

图2是沿图1中的Ⅰ—Ⅰ线剖视图。

图3是沿图1中的Ⅱ—Ⅱ线剖视图。

图4是沿图3中的Ⅲ—Ⅲ线剖视图。

图中：1.上部区段运输巷道；2.采玉区；3.碎石充填体；4.人行上山巷道；5.大块废石码砌围墙；6.混凝土喷射层；7.钢筋混凝土支柱；8.本阶段运输巷道；9.运输上山巷道；10.玉石矿体；11.掏槽孔；12.周边孔；13.碎渣；14.保护层；15.预切缝。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步阐明本发明的内容，但不仅仅局限于下面的实施例。

本发明提供的缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，具体是：沿矿体走向布置采场，先采矿柱后采矿房，以本阶段运输巷道8和运输上山巷道9为初始自由面进行矿柱回采，待矿柱回采完成后采用钢筋混凝土形成人工矿柱；矿房内沿矿体走向和倾向向两侧推进回采，后方进行跟随式充填，运输上山巷道和人行上山巷道两侧使用大块废石码砌并在码砌墙体外侧喷射混凝土，中间区域用碎渣堆砌；采用预切缝爆破的方法开采，底板预留保护层并用锯切机械切预裂缝，预切缝与矿体之间的岩层为保护层，对保护层上部围岩采用微差爆破；人工或机械劈裂剥离保护层，手推式切割机切割矿体出矿，保证大块玉石的产出率。

本发明提供的上述缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，包括以下步骤：

(1)采准作业：

采场沿矿体走向布置，沿矿体走向掘进沿脉平巷作为本阶段运输巷道8。再沿本阶段运输巷道向矿体倾向掘进至上部区段运输巷道1，形成运输上山巷道9，作为矿石、矿渣运输和风流通道。

采场结构参数为宽度30m，斜长50m，为提高矿石回采率，采用由钢筋混凝土形成的人工支柱(钢筋混凝土支柱7)代替矿柱进行地压管理，该支柱尺寸为长30m，宽5m，其要求浇筑接顶以确保采场顶板稳固，由于矿岩倾角12～20°，有利于充填结顶。

(2)回采及充填作业：

回采作业时，先采矿柱，后采矿房。

首先，沿矿体走向以运输上山巷道9和本阶段运输巷道8为自由面回采矿柱；然后将原矿柱空间划分为矿房初始工作空间和人工支柱空间，其中矿房初始空间宽度要保证人员、设备可以作业；在人工支柱空间范围的顶底板打排孔并插入钢筋，接着制模浇混凝土形成人工支柱即钢筋混凝土支柱7，代替原矿柱，以维持采场稳定性。

矿房回采以预留的初始工作面为自由面，沿矿体走向开采，每次推进进尺2～3m为宜，形成多个工作面，这些工作面沿矿体倾向按阶梯布置，每个阶梯宽度2m左右。随着工作面的推进，后方进行跟随式充填，保证玉石矿体10的暴露面积处于安全范围内。当沿玉石矿体走向回采至矿房端部进行充填时，留出2m宽的人行上山巷道4，该人行上山巷道4作为风流通道也可以兼作下一相邻矿块的运输上山巷道9。

矿房采空区用废石进行充填，运输上山巷道9和人行上山巷道4两侧使用大块废石码砌围墙5，为防止充填区漏风，该码砌墙体外侧喷射混凝土形成混凝土喷射层6，适宜喷射厚度100mm。中间区域堆砌碎石形成碎石充填体3，可以根据实际情况浇筑适量混凝土，以增强充填强度。

(3)开采工艺：

矿柱和矿房回采均使用机械预切缝爆破的方法开采。

首先，在玉石矿体10上方用锯切机械形成宽度约4cm且平行于矿体的预切缝15，该预切缝15与玉石矿体10之间的岩层为保护层14，其厚度约30cm。切缝完成后将缝内岩屑清理干净，用于隔离开爆炸冲击波，以保护玉石矿体下部采玉区2中的玉石的完整，降低爆破震动对玉石的损伤。

其次，将预切缝15上部设为爆破区。在爆破区布置三排炮孔，中间一排为掏槽孔11，外侧两排为周边孔12。用钻机沿围岩倾角打孔，炮孔直径40mm，炮孔深度2.0m，炮孔排距40cm，炮孔间距40cm，使用2号岩石乳化炸药，导爆管雷管微差爆破。

爆破完成后，将碎渣13用铲运机运于采空区进行充填或运出坑外，使得下部的保护层14成为采场底板，对爆破后残留的保护层14进行人工劈裂剥离，直至玉石矿体10暴露，然后采用手推式切割机对玉石矿体10进行纵向、横向切割，形成长×宽为2m×2m米的分割体，最后采用铲运机运往运输上山巷道9处，利用手动或电动葫芦将玉石板岩安放在平板车上，经本阶段运输巷道8运至地表存放。

Claims (6)

1.一种缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，其特征是：沿矿体走向布置采场，先采矿柱后采矿房，以本阶段运输巷道(8)和运输上山巷道(9)为初始自由面进行矿柱回采，待矿柱回采完成后采用钢筋混凝土形成人工矿柱，其为钢筋混凝土支柱(7)，代替矿柱；矿房内沿矿体走向和倾向向两侧推进回采，后方进行跟随式充填；采用预切缝爆破的方法开采，矿房底板预留保护层并用锯切机械切预切缝(15)，预切缝与矿体之间的岩层为保护层(14)，对保护层上部围岩采用微差爆破；人工或机械劈裂剥离保护层，手推式切割机切割矿体出矿。

2.根据权利要求1所述的缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，其特征是：矿柱和矿房均使用机械预切缝爆破的方法开采，首先在矿体上方用锯切机械形成平行于矿体的预切缝(15)，预切缝上部为爆破区，在爆破区内布置三排炮孔，中间一排为掏槽孔，外侧两排为周边孔，用钻机沿围岩倾角打孔，孔径40mm，孔深2.0～2.5m，排距35～40cm，孔距40～45cm，导爆管雷管微差爆破，爆后将碎渣用铲运机运于采空区进行充填或运出坑外，接着对爆破后残留的保护层进行人工劈裂剥离，直至矿体暴露，然后采用手推式切割机进行纵向、横向切割，将矿体分割为多个便于运出坑外的块体。

3.根据权利要求1所述的缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，其特征是：采场沿矿体走向布置，沿矿体走向掘进沿脉平巷作为本阶段运输巷道(8)；再沿沿脉平巷向矿体倾向掘进，形成运输上山巷道(9)，其作为矿石、矿渣运输和风流通道；采场结构参数按矿体赋存条件设计为宽30～35m，斜长45～50m。

4.根据权利要求1所述的缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，其特征在于所述的钢筋混凝土支柱(7)，其尺寸为长30～35m，宽5m；其要求浇筑接顶，竖向钢筋穿入矿体的顶板和底板为0.9-1.1m。

5.根据权利要求1所述的缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，其特征是：回采时，先将原矿柱空间划分为矿房初始工作空间和人工支柱空间，其中矿房初始空间宽度要保证人员、设备能够作业，在人工支柱空间范围的顶底板打排孔并插入钢筋，接着制模浇混凝土形成人工支柱，矿房回采以预留的初始工作面为自由面沿矿体走向开采，走向开采的工作面沿矿体倾向按阶梯布置，随着工作面的推进，后方进行跟随式充填，保证暴露面积在安全范围内，当沿矿体走向回采至矿房端部进行充填时留出人行上山巷道(4)，作为风流通道兼作下一相邻矿块的运输上山巷道。

6.根据权利要求1所述的缓倾斜薄层状玉石矿机械预切缝爆破采矿方法，其特征是充填时：在运输上山巷道(9)和人行上山巷道(4)的两侧砌筑大块废石码砌围墙(5)，以防止充填区漏风；在大块废石码砌围墙(5)的墙体外侧喷射混凝土形成混凝土喷射层(6)；在运输上山巷道(9)和人行上山巷道(4)之间的区域用碎石堆砌，然后根据实际情况对其浇筑混凝土以增强充填强度。