CN108104816B - 一种急倾斜薄矿体的上向开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种急倾斜薄矿体的上向开采方法，属于地下矿山开采技术领域。该开采方法是将急倾斜薄矿体划分为倾斜矿块，通过掘进脉内斜坡道作为微型凿岩台车、微型铲运机的凿岩、出矿通道，以实现急倾斜薄矿体的机械化开采；同时，将一条脉内斜坡道既作为本矿块凿岩通道，又作为相邻矿块的出矿通道，以简化采准工程；另外，本发明开采方法在矿块内未留设顶柱，且只在矿块一侧留设的间柱可在分层开采过程中及时回收，最大限度的回收了矿产资源。上述过程均可显著提高急倾斜薄矿体的开采效率，相对于现有的开采方法其采场生产能力可提高3倍。
Description
技术领域
本发明属于地下矿山开采技术领域，具体是一种急倾斜薄矿体的上向开采方法。
背景技术
急倾斜薄矿体通常指倾角大于50°，矿体厚度小于5m的矿体。综合国内外有色、黄金、铀矿山开采经验，目前，急倾斜薄矿体的开采多采用浅孔留矿法和削壁充填法，其中：浅孔留矿法适用于矿岩中等以上稳固，矿体厚度2m以上，倾角大于50°的不易结块矿体开采；当矿体厚度为0.8-1.5m时，多采用削壁充填法。然而，不管是浅孔留矿法，还是削壁充填法均需使用气腿式凿岩机凿岩，且使用电耙耙矿、漏斗放矿方式出矿，使得二者凿岩、落矿及出矿效率均较低。总之，凿岩、出矿设备现代化程度的低下严重限制了浅孔留矿法和削壁充填法的采矿效率。
设备小型化是矿山机械的发展方向之一，据报道，法国矿山设备公司制造的微型铲运机机宽仅800毫米、高1110毫米、长3545毫米、重2.76吨；英国布鲁科公司推出一种可供井下采掘工阶面使用的多用途小型凿岩台车，该机全长2.2m、宽0.8m、重1.5t，可广泛应用于矿山开采中的钻眼作业。现代矿山机械设备小型化的巨大成就为变革传统的急倾斜薄矿体开采提供了有力保障。
发明内容
本发明的目的是提供一种开采效率高的急倾斜薄矿体的上向开采方法。
本发明实现上述目的的技术方案为：将矿体划分为倾斜矿块，通过掘进脉内斜坡道作为微型凿岩台车、微型铲运机的凿岩、出矿通道，以实现急倾斜薄矿体的机械化开采；同时，将一条脉内斜坡道既作为本矿块凿岩通道，又作为相邻矿块的出矿通道，以简化采准工程。
在采用本发明方法进行急倾斜薄矿体的开采时，形成采场结构的技术要点如下：
采准切割工程：在矿块围岩稳固区域沿矿体走向掘进阶段运输巷，由阶段运输巷沿矿块倾向掘进脉内斜坡道，脉内斜坡道布置在矿块间柱内侧；然后在脉内斜坡道沿其倾向每隔5-8m高度开凿分层联络道，在相邻矿块间柱与本分层联络道间紧贴相邻矿块间柱底部开掘分层切割天井，分层切割天井宽为矿体全厚；矿块底部架设人工底柱，人工底柱长度等于矿块长度，厚5-10m，宽为矿体全厚；人工底柱与矿块之间预留一定高度作为作业空间。
回采顺序：不同阶段及分层之间均自下而上回采，采用排面倾角与脉内斜坡道倾角一致的上向扇形中深孔、以分层切割天井为自由面落矿；分层内采用从相邻矿块间柱向本矿块间柱方向推进的后退式顺序回采。
本发明一种急倾斜薄矿体的上向开采方法具体包括以下步骤：
A、将急倾斜薄矿体沿矿体走向划分为矿块，矿块呈倾角10-15°的平行四边形布置；矿块长60-100m，宽为矿体全厚，高45-80m；矿块一侧留设间柱，间柱厚5-8m；
B、首先由阶段运输巷沿矿块倾向掘进脉内斜坡道至上一阶段运输巷，脉内斜坡道布置在矿块间柱内侧，脉内斜坡道底板即为间柱；然后在脉内斜坡道沿其倾向每隔5-8m高度开凿分层联络道，在相邻矿块间柱与本分层联络道间紧贴相邻矿块间柱底部开掘分层切割天井，分层切割天井宽为矿体全厚；
C、矿块底部架设人工底柱，人工底柱长度等于矿块长度，厚5-10m，宽为矿体全厚；人工底柱与矿块之间预留2-3m高的空间作为作业空间；
D、微型凿岩台车由上一阶段运输巷经本矿块脉内斜坡道下至作业空间，钻凿上向扇形中深孔，上向扇形中深孔排面倾角与脉内斜坡道倾角一致；采用装药器装药，以分层切割天井为自由面落矿；分层内采用从相邻矿块间柱向本矿块间柱方向推进的后退式回采顺序，分层内最后一次回采时将本分层矿块间柱一起崩落；
E、微型铲运机由阶段运输巷依次经相邻矿块脉内斜坡道和分层联络道下至作业空间，将崩落矿石运出；
F、分层出矿完成后，封堵本分层联络道，将废石充填料或胶结充填料由充填管道从上一阶段运输巷依次经相邻矿块脉内斜坡道、上一分层联络道倒入采空区，充填料充填高度至上一分层联络道底板；充填体上部采空区作为上一分层凿岩、出矿作业空间。
其中，步骤D中，上向扇形中深孔高度至上一分层联络道顶板；步骤B和D中，分层切割天井为沿矿块倾向的斜天井，高度至上一分层联络道顶板；由于作为回采炮孔的上向扇形中深孔高度至上一分层联络道顶板，因此，切割天井高度也须至上一分层联络道顶板，回采结束后充填至上一分层联络道底板，这样上一分层顶、底板之间的这部分采空区便可作为上一分层回采时的凿岩空间。
步骤D中，微型凿岩台车宽度小于1.2m，爬坡能力大于15°，最小转弯半径小于15m；步骤E中，微型铲运机宽度小于1.2m，爬坡能力大于15°，最小转弯半径小于15m，确保微型凿岩台车和微型铲运机在本发明采场内顺利运行。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明结合目前矿山凿岩、出矿设备小型化的最新成就，利用脉内斜坡道作为微型凿岩台车、微型铲运机的凿岩、出矿通道，实现了急倾斜薄矿体的机械化开采，大大提高了采矿效率；
2、本发明开采方法中，一条脉内斜坡道同时作为本矿块凿岩通道和相邻矿块的出矿通道，简化了采准工程，进一步提高了采矿效率；
3、本发明开采方法矿块内不留设顶柱，且只在矿块一侧留设的间柱可在分层开采过程中及时回收，最大限度的回收了矿产资源。
附图说明
图1为本发明急倾斜薄矿体上向开采方法的采场结构示意图；
附图标记：1-间柱；2-人工底柱；3-阶段运输巷；4-脉内斜坡道；5-上一阶段运输巷；6-分层联络道；7-相邻矿块间柱；8-分层切割天井；9-作业空间；10-微型凿岩台车；11-上向扇形中深孔；12-微型铲运机；13-相邻矿块脉内斜坡道；14-崩落矿石；15-充填体；16-充填管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的采矿方法做一详细说明。
西北某铅锌多金属矿为一共生低品位金矿体，矿体倾角85-90°，矿体平均厚度2.0-3.5m，原采用削壁充填法采矿，手持式凿岩机凿岩，电耙耙矿辅以人工出矿方式出矿，采场生产能力仅为8-12吨/天。后采用本发明开采方法，采场生产能力提升至25-35吨/天。如图1所示，本发明一种急倾斜薄矿体的上向开采方法在开采该矿时的具体步骤为：
A、将上述金矿沿矿体走向划分为矿块，矿块呈倾角15°的平行四边形布置；矿块长60m，宽为矿体全厚，高45m；矿块一侧留设间柱1，间柱1厚5m；
B、首先由阶段运输巷3沿矿块倾向掘进脉内斜坡道4至上一阶段运输巷5，脉内斜坡道4布置在矿块间柱1内侧，脉内斜坡道4底板即为间柱1；然后在脉内斜坡道4沿其倾向每隔5m高度开凿分层联络道6，分层联络道6高2.6m，并在相邻矿块间柱7与本分层联络道6间紧贴相邻矿块间柱7底部开掘分层切割天井8，分层切割天井8为沿矿块倾向的斜天井，宽为矿体全厚，高7.6m；
C、在矿块底部架设人工底柱2，人工底柱2长度等于矿块长度，厚6m，宽为矿体全厚；人工底柱2与矿块之间预留2.6m作为作业空间9；
D、宽度为1.0m的微型凿岩台车10由上一阶段运输巷5经本矿块脉内斜坡道4下至作业空间9，钻凿上向扇形中深孔11，上向扇形中深孔11排面倾角15°，高7.6m；采用装药器装药，以分层切割天井8为自由面落矿；分层内采用从相邻矿块间柱7向本矿块的间柱1方向推进的后退式回采顺序，分层内最后一次回采时将本分层矿块的间柱1一起崩落；
E、宽度为0.8m的微型铲运机12由阶段运输巷3依次经相邻矿块脉内斜坡道13和分层联络道6下至作业空间9，将崩落矿石14运出；
F、分层出矿完成后，封堵本分层联络道6，将胶结充填料由充填管道16从上一阶段运输巷5依次经相邻矿块脉内斜坡道13、上一分层联络道6倒入采空区，充填料充填高度5m；充填体15上部采空区作为上一分层凿岩、出矿作业空间9。
Claims (5)
1.一种急倾斜薄矿体的上向开采方法，其特征在于：该开采方法具体包括以下步骤：
A、将急倾斜薄矿体沿矿体走向划分为矿块，矿块呈倾角10-15°的平行四边形布置；矿块长60-100m，宽为矿体全厚，高45-80m；矿块一侧留设间柱（1），间柱（1）厚5-8m；
B、首先由阶段运输巷（3）沿矿块倾向掘进脉内斜坡道（4）至上一阶段运输巷（5），脉内斜坡道（4）布置在矿块间柱（1）内侧，脉内斜坡道（4）底板即为间柱（1）；然后在脉内斜坡道（4）沿其倾向每隔5-8m高度开凿分层联络道（6），在相邻矿块间柱（7）与本分层的分层联络道（6）间紧贴相邻矿块间柱（7）底部开掘分层切割天井（8），分层切割天井（8）宽为矿体全厚；
C、矿块底部架设人工底柱（2），人工底柱（2）长度等于矿块长度，厚5-10m，宽为矿体全厚；人工底柱（2）与矿块之间预留2-3m高的空间作为作业空间（9）；
D、微型凿岩台车（10）由上一阶段运输巷（5）经本矿块脉内斜坡道（4）下至作业空间（9），钻凿上向扇形中深孔（11），上向扇形中深孔（11）排面倾角与脉内斜坡道（4）倾角一致；采用装药器装药，以分层切割天井（8）为自由面落矿；分层内采用从相邻矿块间柱（7）向本矿块的间柱（1）方向推进的后退式回采顺序，分层内最后一次回采时将本分层矿块的间柱（1）一起崩落；
E、微型铲运机（12）由阶段运输巷（3）依次经相邻矿块脉内斜坡道（13）和分层联络道（6）下至作业空间（9），将崩落矿石（14）运出；
F、分层出矿完成后，封堵本分层的分层联络道（6），将废石充填料或胶结充填料由充填管道（16）从上一阶段运输巷（5）依次经相邻矿块脉内斜坡道（13）、上一分层的分层联络道（6）倒入采空区，充填料充填高度至上一分层的分层联络道（6）底板；充填体（15）上部采空区作为上一分层凿岩、出矿作业空间（9）。
2.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿体的上向开采方法，其特征在于：步骤D中，所述上向扇形中深孔（11）高度至上一分层的分层联络道（6）顶板。
3.根据权利要求2所述的一种急倾斜薄矿体的上向开采方法，其特征在于：步骤B和D中，所述分层切割天井（8）为沿矿块倾向的斜天井，高度至上一分层的分层联络道（6）顶板。
4.根据权利要求1或2所述的一种急倾斜薄矿体的上向开采方法，其特征在于：步骤D中，所述微型凿岩台车（10）宽度小于1.2m，爬坡能力大于15°，最小转弯半径小于15m。
5.根据权利要求1或2所述的一种急倾斜薄矿体的上向开采方法，其特征在于：步骤E中，所述微型铲运机（12）宽度小于1.2m，爬坡能力大于15°，最小转弯半径小于15m。
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