CN106089204A - 一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，包括：在矿体底板围岩下部确定回收标高；对回收标高上部所有采空区进行安全处理；施工形成运输巷道和出矿巷道；施工形成底部溜矿结构；在楼板矿柱上表面施工形成正向深孔炮孔；装填炸药并一次性起爆所有楼板矿柱；崩落的残矿自溜矿口溜下经出矿巷道和运输巷道输出；对大爆破放顶形成的塌落区进行矿山尾砂充填，实现安全化处理。本发明通过正向深孔大爆破一次性崩落所有残留矿柱，解决了分层分次重复爆破的施工难题，提高了作业安全性和残矿回收率，同时通过矿山尾砂充填有效减少占地。

Description

一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法

技术领域

本发明涉及矿业开采技术领域，特别涉及一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法。

背景技术

矿产是国家生产的重要基础材料，随着经济的飞速发展，矿产资源的消耗急速增长，矿产资源越来越少，因此要合理的利用有限的矿产资源。由于顶底矿柱、间柱、点柱、护顶矿柱这些残矿的开拓与采准系统均已形成，而且地质品位较高，因此，很多矿山都开始实施残矿资源的二次回收，从而降低矿石的损失率和贫化率，提高矿石的回收率。

残矿的回收技术条件极为复杂，是当今采矿技术的一大难题。对残矿进行回收的采矿方法很多，主要有无底柱分段崩落法、房柱法和充填法等。公开号为CN201110109103.8的中国发明专利公开了一种连续崩落采矿方法，采用按一定顺序崩落的方法回采矿柱、顶柱、间柱实现残矿回收；公开号为CN201510331122.3的中国发明专利公开了一种残矿回收采矿法，将矿体划分为连续回采单元，每个回采单元包括上中下三个连续矿层，按层顺序完成回采后并填充之后再回采下一个回采单元实现残矿回收。但是这些现有技术中，由于都是采用分步回采残矿，导致回采过程繁琐、耗时长、成本高；每个步骤都会对整个矿体产生冲击，导致回采过程随时有坍塌风险、安全性低；因为考虑结构稳定因素，无法完全回采残矿，导致损失贫化率较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种安全性高、损失贫化率小的参考回采方法，达到提升操作安全性和回采效率的技术效果。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，所述回收方法包括以下步骤：

在矿体底板围岩下部确定回收标高；

对回收标高上部的所有采空区进行安全处理；

施工形成出矿巷道和运输巷道；

施工形成底部溜矿结构；

在楼板矿柱上表面施工形成正向深孔炮孔；

填装炸药并一次性爆破所有楼板矿柱；

崩落的残矿从溜矿结构落下经出矿巷道和运输巷道出矿；

在大爆破放顶塌落区进行矿山尾砂充填。

所述对回收标高上部的所有采空区进行安全处理，包括：

采用长臂炮机敲击或者人工敲击的方式，将采空区原有的松散、悬挂的危岩敲落；

由装载机进行地面清扫，将敲落的危岩收集运出。

所述施工形成出矿巷道和运输巷道，包括：

以确定的回收标高为基准，施工形成一条并行于采空区的运输巷道；

以运输巷道作为起点，施工形成多条相互并行的出矿巷道分别到达设计的溜矿结构漏斗口下部。

所述施工形成底部溜矿结构，包括：

在回收标高上方底板围岩内，施工形成底部溜矿结构；

所述的溜矿结构为漏斗形，溜矿结构口径较小的一端朝向回收标高。

所述在楼板矿柱上表面施工形成正向深孔炮孔，包括：

在溜矿结构上方的所有楼板矿柱上施工形成正向深孔炮孔阵列；

所述的施工形成正向深孔炮孔，从楼板矿柱的上表面向下施工；

所述的正向深孔炮孔为盲孔。

所述填装炸药并一次性爆破所有楼板矿柱，包括：

将所述的正向深孔炮孔全部装入炸药；

将楼板矿柱上的所有炸药同一时间精确引爆。

所述崩落的残矿从溜矿结构落下经出矿巷道和运输巷道出矿，包括：

爆破后的楼板矿柱变为小块残矿矿块，贮存在溜矿结构上部空间内；

从溜矿结构下方进行残矿装运，然后经由出矿巷道和运输巷道逐步出矿。

所述溜矿结构中心间距为其所在底部结构厚度的0.9～1.2倍。

所述在楼板矿柱上表面施工形成正向深孔炮孔，还包括：按40～60m间距布设连通上下相邻采空区的切割井，为爆破自由面和补偿空间创造条件。

所述在楼板矿柱上表面施工形成正向深孔炮孔，还包括：所述正向深孔炮孔底部与楼板矿柱下表面之间的距离为1.2～1.8m，所述正向深孔炮孔阵列，行间距为深孔炮孔孔径的22～28倍、列间距为深孔炮孔孔径的30～36倍。

采用上述技术方案，由于是采用深孔大爆破的方法一次性爆破所有矿柱，崩落的矿石从底部溜矿结构下部回收，克服了分层分次重复爆破的繁琐流程，提高了残矿回收效率、降低了回收成本；克服了每次爆破引起其它部位坍塌崩落的风险，提高了残矿回收的安全性；在整个回收过程中未引入其他成分的柱体梁体，从而降低矿石的损失率和贫化率，提高矿石的回收率。

附图说明

图1为发明提供的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收流程示意图；

图2为本发明提供的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的示意图；

图3为本发明实现尾砂充填安全化处理的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

第一实施例

西部某铁矿为赋存在地面线1下倾斜－急倾斜层状矿体，沿用传统的空场法采矿多年，留下大量的楼板矿柱，安全隐患大，矿石回收率低，损失严重。这些矿柱呈层状且底板为弧形，厚度10.5～13.7m。通过组织有关技术与管理方面专家反复探讨研究，最终形成了大爆破放顶处理空区并回收残矿构想。请参考图1、图2和图3，正向深孔大爆破放顶实现残矿回收，技术方案为：

步骤S101：在矿体底板围岩下部确定回收标高41。

步骤S102：对回收标高41上部的所有采空区21进行安全处理。采用人工敲击的方式，将采空区21原有的松散、悬挂的危岩敲落，由装载机进行地面清扫，将敲落的危岩收集运出。

步骤S103：施工形成运输巷道52和出矿巷道51。以确定的回收标高41为基准，施工形成一条并行于采空区21的运输巷道52。再以运输巷道52作为起点，施工形成多条相互并行的出矿巷道51分别到达设计的溜矿结构4的漏斗口下部。

步骤S104：施工形成底部溜矿结构4。在回收标高41上方底板围岩内，施工形成底部溜矿结构4；所述的溜矿结构4为漏斗形，溜矿结构4口径较小的一端朝向回收标高41。溜矿漏斗结构4中心间距为其所在底部结构厚度的0.9倍。

步骤S105：在楼板矿柱22上表面施工形成正向深孔炮孔3。采用潜孔钻机，在溜矿结构4上方的所有楼板矿柱22上施工形成正向深孔炮孔3阵列，阵列的行间距为正向深孔炮孔3孔径的22倍，阵列的列间距为正向深孔炮孔3孔径的30倍。从楼板矿柱22的上表面向下施工，正向深孔炮孔3深入至楼板矿柱22内部，所述的正向深孔炮孔3为盲孔，正向深孔炮孔3底部与楼板矿柱22下表面之间的距离为1.2m。在楼板矿柱22与矿体底板24的边界，按40m间距布设连通上下相邻采空区21的切割井，为爆破自由面和补偿空间创造条件。

步骤S106：装填炸药并一次性爆破所有楼板矿柱22。将所述的正向深孔炮孔3全部装入粉状硝铵炸药，连续装药；将楼板矿柱22上的所有炸药一次性精确起爆。

步骤S107：崩落的残矿从溜矿结构4落下经出矿巷道51和运输巷道52出矿。爆破后的楼板矿柱22变为小块残矿矿块，贮存在溜矿结构4上部空间内，从溜矿结构4下方进行残矿装运，然后经由矿巷道51和运输巷道52逐步出矿。各溜矿结构4的漏斗口同步出矿。

步骤S108：在大爆破放顶塌落区6进行矿山尾砂8充填。从矿山选厂将矿山尾砂8通过布设在地面线1的管道输送至大爆破放顶塌落区6，矿山尾砂8填充满至塌落边界7内及岩块间隙内，实现安全化处理。

与传统方法相比，残矿回采率提升至92％，回收成本降低37％，减少了安全风险。

第二实施例

华东某省一大型金矿以房柱法采矿为主，矿山地面线1下矿体产状多为薄－中厚，缓倾－急倾斜，建矿以来一直沿用空场法采矿。由于矿区西北部矿体厚大，达到30～46m，留下大量的楼板矿柱，品位高。另外，空场法采矿还带来严重的地压问题，需要放顶处理。经组织考察学习与多方咨询，组织技术专家认证，最终形成了大爆破放顶与尾砂回填并回收残矿方法。请参考图1、图2和图3，正向深孔大爆破放顶实现残矿回收，技术方案为：

步骤S101：在矿体底板围岩下部确定回收标高41。

步骤S102：对回收标高41上部的所有采空区21进行安全处理。采用长臂炮机进入采空区21将原有的松散、悬挂的危岩敲落，由装载机进行地面清扫，将敲落的危岩收集运出。

步骤S103：施工形成运输巷道52和出矿巷道51。以确定的回收标高41为基准，施工形成一条并行于采空区21的运输巷道52。再以运输巷道52作为起点，施工形成多条相互并行的出矿巷道51分别到达设计的溜矿结构4的漏斗口下部。运输巷道52断面尺寸：4m×4m，出矿巷道51断面尺寸：2.6m×2.6m。

步骤S104：施工形成底部溜矿结构4。在回收标高41上方底板围岩内，施工形成底部溜矿结构4；所述的溜矿结构4为漏斗形，溜矿结构4口径较小的一端朝向回收标高41。漏斗上部直径10m，下部直径3m，溜矿结构4中心间距为其所在底板围岩厚度的1.1倍。

步骤S105：在楼板矿柱22上表面施工形成正向深孔炮孔3。采用潜孔钻机，在溜矿结构4上方的所有楼板矿柱22上施工形成正向深孔炮孔3阵列，阵列的行间距为正向深孔炮孔3孔径的28倍，阵列的列间距为正向深孔炮孔3孔径的36倍。从楼板矿柱22的上表面向下施工，正向深孔炮孔3深入至楼板矿柱22内部，所述的正向深孔炮孔3为盲孔，正向深孔炮孔3底部与楼板矿柱22下表面之间的距离为1.8m。在楼板矿柱22与矿体顶板23的边界，按60m间距布设连通上下相邻采空区21的切割井，为爆破自由面和补偿空间创造条件。

步骤S106：填装炸药并一次性爆破所有楼板矿柱22。将所述的正向深孔炮孔3全部装入乳化炸药，装药结构为连续装药，单孔双雷管，充填长度1m；将楼板矿柱22上的所有炸药同一时间精确引爆。

步骤S107：崩落的残矿从溜矿结构4落下经出矿巷道51和运输巷道52出矿。爆破后的楼板矿柱22变为小块残矿矿块，贮存在溜矿结构4上部空间内，从溜矿结构4下方进行残矿装运，然后经由矿巷道51和运输巷道52逐步出矿。各溜矿结构4的漏斗口同步出矿。

步骤S108：在大爆破放顶塌落区6进行矿山尾砂8充填。从矿山选厂将矿山尾砂8通过布设在地面线1的管道输送至大爆破放顶塌落区6，矿山尾砂8填充满至塌落边界7内及岩块间隙内，实现安全化处理。

相比传统方法，残矿回采率提升至91％，回收成本降低32％，安全风险大大降低。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述回收方法包括以下步骤：

在矿体底板围岩下部确定回收标高；

对回收标高上部的所有采空区进行安全处理；

施工形成出矿巷道和运输巷道；

施工形成底部溜矿结构；

在楼板矿柱上表面施工形成正向深孔炮孔；

填装炸药并一次性爆破所有楼板矿柱；

崩落的残矿从溜矿结构落下经出矿巷道和运输巷道出矿；

在大爆破放顶塌落区进行矿山尾砂充填。

2.根据权利要求1所述的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述对回收标高上部的所有采空区进行安全处理，包括：

采用长臂炮机敲击或者人工敲击的方式，将采空区原有的松散、悬挂的危岩敲落；

由装载机进行地面清扫，将敲落的危岩收集运出。

3.根据权利要求1所述的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述施工形成出矿巷道和运输巷道，包括：

以确定的回收标高为基准，施工形成一条并行于采空区的运输巷道；

以运输巷道作为起点，施工形成多条相互并行的出矿巷道分别到达设计的溜矿结构漏斗口下部。

4.根据权利要求1所述的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述施工形成底部溜矿结构，包括：

在回收标高上方底板围岩内，施工形成底部溜矿结构；

所述的溜矿结构为漏斗形，溜矿结构口径较小的一端朝向回收标高。

5.根据权利要求1所述的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述在楼板矿柱上表面施工形成正向深孔炮孔，包括：

在溜矿结构上方的所有楼板矿柱上施工形成正向深孔炮孔阵列；

所述的施工形成正向深孔炮孔，从楼板矿柱的上表面向下施工；

所述的正向深孔炮孔为盲孔。

6.根据权利要求1所述的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述填装炸药并一次性爆破所有楼板矿柱，包括：

将所述的正向深孔炮孔全部装入炸药；

将楼板矿柱上的所有炸药同一时间精确引爆。

7.根据权利要求1所述的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述崩落的残矿从溜矿结构落下经出矿巷道和运输巷道出矿，包括：

爆破后的楼板矿柱变为小块残矿矿块，贮存在溜矿结构上部空间内；

从溜矿结构下方进行残矿装运，然后经由出矿巷道和运输巷道逐步出矿。

8.根据权利要求4所述的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述溜矿结构中心间距为其所在底部结构厚度的0.9～1.2倍。

9.根据权利要求5所述的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述在楼板矿柱上表面施工形成正向深孔炮孔，还包括：按40～60m间距布设连通上下相邻采空区的切割井，为爆破自由面和补偿空间创造条件。

10.根据权利要求5所述的一种正向深孔大爆破放顶实现残矿回收的方法，其特征在于，所述在楼板矿柱上表面施工形成正向深孔炮孔，还包括：所述正向深孔炮孔底部与楼板矿柱下表面之间的距离为1.2～1.8m，所述正向深孔炮孔阵列，行间距为深孔炮孔孔径的22～28倍、列间距为深孔炮孔孔径的30～36倍。