CN108278114A - 框架式采矿方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种框架式采矿方法，该方法包括：a、在矿块底部形成底部巷道；b、在底部巷道中施工水平延伸的砼假底，并在砼假底上支护上下延伸的溜井；c、在矿块开设上下延伸的天井，在砼假底外侧支护上下延伸的人行顺路；d、对矿块底部依次进行掏槽爆破落矿和选矿，将选矿所得矿石通过溜井放矿至放矿空间；e、对人行顺路和溜井进行向上支护后，将填充料和/或选矿所得废石填充入砼假底上方形成填充区域；f、在人行顺路靠近溜井一侧施工上下延伸的第一素砼柱，在填充区域中施工水平延伸的第二素砼柱；g、重复进行步骤d‑f直至矿块开采完毕，在填充区域顶部施工砼顶。本公开方法能够合理控制地压，减少压悬帮，提高回采作业环境。

Description

框架式采矿方法

技术领域

本公开涉及采矿技术领域，具体地，涉及一种框架式采矿方法。

背景技术

根据矿体的地质赋存状况，现有采矿方法绝大部分为普通削壁充填法，尽管普通削壁充填法在特定条件下比较适宜于开采极薄急倾斜的贵重金属矿体，同时技术较为成熟，但其存在的主要缺点一定程度上严重制约着采矿生产的进一步发展，带来了很多不利因素，主要表现在：一是回采安全保障能力差，在削壁充填时下盘多出现大型压悬帮，管理稍有疏漏极易发生安全事故；二是员工劳动强度大，作业人员用大量时间和精力采取撬碴、支护等手段去处理压悬帮，影响正常出矿作业，劳动生产率低。

发明内容

本公开的目的是提供一种框架式采矿方法，本公开的采矿方法能够合理控制地压，减少压悬帮，提高了回采作业环境。

为了实现上述目的，本公开提供一种框架式采矿方法，该方法包括：

a、在矿块底部形成底部巷道；

b、在底部巷道中施工水平延伸的砼假底，并在砼假底上支护上下延伸的溜井；其中，所述砼假底分隔所述底部巷道为上部的采场空间和下部的放矿空间；

c、在矿块开设上下延伸的天井，在砼假底外侧支护上下延伸的人行顺路；其中，所述天井的底部连通所述采场空间；

d、对矿块底部依次进行掏槽爆破落矿和选矿，将选矿所得矿石通过溜井放矿至放矿空间；

e、对人行顺路和溜井进行向上支护后，将填充料和/或选矿所得废石填充入砼假底上方形成填充区域；

f、在人行顺路靠近溜井一侧施工上下延伸的第一素砼柱，在填充区域中施工水平延伸的第二素砼柱；

g、重复进行步骤d-f直至矿块开采完毕，在填充区域顶部施工砼顶。

可选的，在步骤c之后在步骤d之前，所述方法还包括：在砼假底或填充区域上方铺设多块落矿胶垫，相邻落矿胶垫之间搭接，且胶垫边缘折边。

可选的，所述方法还包括：在所述落矿胶垫下方铺设风筒布。

可选的，所述方法还包括：在相邻落矿胶垫上方铺设过梁胶垫。

可选的，在步骤a中，所述矿块的长度为80-90米，高度为30-50米，宽度大于0.8米。

可选的，重复进行两次步骤d中所述掏槽爆破落矿和选矿后，再进行步骤e中所述填充。

可选的，第一次掏槽的深度为0.4-0.6米，第二次掏槽的深度为0.5-0.7米，两次掏槽的总深度为1.0-1.2米。

可选的，所述溜井包括与人行顺路相邻的顺路溜井和位于所述顺路溜井内侧的内部溜井，所述顺路溜井的最大放空深度不超过3.5米，所述内部溜井的最大放空深度不超过4米。

可选的，步骤e中所述填充料选自施工小硐石料、削壁石料和巷道石料中的至少一种。

可选的，所述填充料和/或选矿所得废石的大小大于15厘米，进行放矿矿石的大小小于15厘米。

本公开的采矿方法在矿块底部的巷道中施工砼假底以用于分隔为采场空间和放矿空间，并使由下向上回采过程中，砼假底能够成为填充区域的支撑，减少下方采场开采时产生的地压，减少压悬帮，而且，填充区域的外侧和内部还施工有上下延伸的第一素砼柱和水平延伸的第二素砼柱，以减少采矿过程中填充区域内部和矿块外侧的地压，而在开采完毕后，在填充区域顶部施工砼顶，能够使整个填充区域称为独立而稳定的区域，防止对开采其它采场时造成影响。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开提供的矿体开采区域一种具体实施方式的结构示意图(矿块未开采)。

图2是本公开提供的矿体开采区域另一种具体实施方式的结构示意图(矿块开采中)。

图3是本公开提供的矿体开采区域另一种具体实施方式的结构示意图(矿块开采完毕)。

附图标记说明

1 矿块 2 底部巷道 21 采场空间

22 放矿空间 3 砼假底 4 溜井

5 天井 6 人行顺路 7 填充区域

8 第一素砼柱 9 第二素砼柱 10 砼顶

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指矿体实际开采时的“上、下”，具体可以参考图1-3的图面方向。若无特殊说明，本公开砼指混凝土。

如图1-3所示，本公开提供一种框架式采矿方法，该方法包括：a、在矿块1底部形成底部巷道2；b、在底部巷道中施工水平延伸的砼假底3，并在砼假底3上支护上下延伸的溜井4；其中，所述砼假底3分隔所述底部巷道2为上部的采场空间21和下部的放矿空间22；c、在矿块1开设上下延伸的天井5，在砼假底3外侧支护上下延伸的人行顺路6；其中，所述天井5的底部连通所述采场空间21；d、对矿块1底部依次进行掏槽爆破落矿和选矿，将选矿所得矿石通过溜井4放矿至放矿空间22；e、对人行顺路6和溜井4进行向上支护后，将填充料和/或选矿所得废石填充入砼假底3上方形成填充区域7；f、在人行顺路6靠近溜井4一侧施工上下延伸的第一素砼柱8，在填充区域中施工水平延伸的第二素砼柱9；g、重复进行步骤d-f直至矿块1开采完毕，在填充区域7顶部施工砼顶10。本公开提供的方法能够提高回采作业环境，保障回采安全性，降低矿块地压，减少压悬帮。

根据本公开，所述砼假底是指采用钢筋混凝土所浇铸的假底，用于支撑填充区域中的填充料和废石，所述素砼柱是指采用混凝土所浇铸的混凝土柱，用于作为框架支撑填充区域并且降低来自侧面和上方的地压。

根据本公开，为了减少矿石损失，如图1-2所示，在步骤c之后在步骤d之前，所述方法还可以包括：在砼假底3或填充区域7上方铺设多块落矿胶垫，相邻落矿胶垫之间搭接，搭接的长度优选大于20厘米，且落矿胶垫边缘折边。从而使爆破下落的矿石能够掉落至落矿胶垫上，通过落矿胶垫即可回收矿石并通过溜井4进行放矿，从而减少矿石损失，降低贫化，提高资源回收率。在选矿溜矿后，清理胶垫和采场空间两壁的粉矿，即可撤出胶垫，进行填充填充区域。

进一步地，为了加快爆破后采场空间的通风，所述方法还可以包括：在所述落矿胶垫下方铺设风筒布，风筒布可以与进风设备例如鼓风机相连，以便于尽快降低爆破后采场空间的CO含量，提高开采速度，并且还有利于粉矿的回收。

根据本公开，为了防止相连胶垫接缝处损失矿石，所述方法还可以包括：在所述相邻落矿胶垫上方铺设过梁胶垫，过梁胶垫的长度优选长于两米，从而使爆破完毕后，事先将过梁胶垫上的粉矿和矿石输送至相邻的落矿胶垫上，然后撤去过梁胶垫，即可收集落矿胶垫上的矿石并通过溜井进行放矿，减少了矿石的损失，降低贫化率。

根据本公开，矿块的大小可以根据矿体中矿脉的实际的走向和尺寸进行划分，例如，在步骤a中，所述矿块1的长度可以为80-90米，高度可以为30-50米，宽度可以大于0.8米，本领域技术人员也可以根据实际情况进行设置矿块的尺寸。

根据本公开，未开采的矿块1的底部为爆破掘进面，通过向上掏槽，形成放置炸药的深槽，然后再在深槽中填充入炸药、填充物和插入引爆管，并将引爆管拉至采场空间外部，以便于引爆，根据掏槽深度和爆破的深度，可以以方便掏槽为宜安排掏槽、选矿和填充的次数比例，本公开发明人的经验表明，重复进行两次步骤d中所述掏槽爆破落矿和选矿后，再进行步骤e中所述填充，可以取得良好的效果，而且根据爆破的效率，第一次掏槽的深度可以为0.4-0.6米，第二次掏槽的深度可以为0.5-0.7米，两次掏槽的总深度可以为1.0-1.2米。

根据本公开，溜井的作用在于将选矿的矿石放矿至矿块空间，并经矿车送出采场进行后续加工。根据位置不同，所述溜井4可以包括与人行顺路6相邻的顺路溜井和位于所述顺路溜井内侧的内部溜井，所述顺路溜井的最大放空深度一般不超过3.5米，所述内部溜井的最大放空深度一般不超过4米。放空深度是指溜井中没有矿石部分的长度，即放矿入溜井的矿石的自由下落高度。溜井内部的矿石可以对溜井起到保护支撑作用，另外还可以防止放矿时对溜井造成冲击力过大，引发安全事故。内部溜井的外侧由废石所填充和支撑，强度较高，而此可以具有更深的放空深度，而顺路溜井由于与人行顺路相连，为了防止影响对人行顺路的支撑作用，因此优选顺路溜井采用浅的放空深度。

根据本公开，采场空间每上采1.0-1.2m可以支护溜井一次，溜井一般在填充区域充填填充料和废石，防止充填料和废石进入溜井，溜井上一般加盖格筛盖板，以防止爆破时废石落入溜井中。溜井可以通过溜井筒进行支护加高，支护的溜井筒之间需连接牢固，每节制作必须达到质量要求，并且有耳朵或连接孔便于连接；人行顺路的支护要选材和设置合理，一般采用支撑横梁进行支撑，支撑横梁间最大垂直距离一般不超1.1m。

根据本公开，一般来说，矿块开采所得废石由于形状不规则，填充后体积增加，能够填充满填充区域，但若矿块贫化率较高，则废石较多，此时需要通过溜井送出废石，而若矿块贫化率较低，废石不足以填充满填充区域，则需要从其它区域获取填料进行填充，例如，步骤e中所述填充料可以选自施工小硐石料、削壁石料和巷道石料中的至少一种。施工小硐石料可以来自沿水平方向或者倾斜方向挖掘的硐室的石料，削壁石料可以来自采场空间下盘爆破所掉下的石料，巷道石料来自巷道挖掘过程中所获得石料，本领域技术人员可以根据实际需要进行选用。为了提高填充料和废石的强度，且减少矿石对溜井的冲击，所述填充料和/或选矿所得废石的大小优选大于15厘米，例如为20-50厘米，进行所述放矿矿石的大小优选小于15厘米，例如为4-13厘米。

根据本公开，开采结束后采矿进入存窿放矿阶段，从溜井中下放的矿石必须放净，对高品位矿石要用水冲洗后回收。

下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。

实施例

以金陶公司三矿区15-3#脉21534矿块为例进行说明。

1、矿块的地质概况

21534矿块位于金陶公司三矿区十二中段15-3#矿脉与39#矿脉交汇部位，顶部为11534采场(已采完)，S端为21534矿块。矿脉类型为含金黄铁矿石英脉型，矿脉分枝复合较多，围岩为斜长角闪片麻岩，构造节理发育，回采时注意安全，矿脉普氏硬度系数分级为f＝4～8，围岩的普氏系数分级为f＝8～12。

根据矿块的地质条件，该矿块适用框架式充填采矿方法。其相关步骤参数如下：

(1)采准切采工作

矿块的底部矿脉宽度m₀＝0.63m，含金地质品位C₀＝9.46g/t，具有很高的回采价值，底部采用切采的方法进行回采，切采所形成底部巷道的高度2.5m，切采完毕后在底部巷道高度2.1m位置附近支护砼假底，砼假底厚0.45m，每空砼假底长8m，在两空砼假底间支护上下延伸的溜井，作后期采矿放矿用，具体切采指标见表1。

表1切采指标

(2)矿块的结构和参数

矿块沿走向布置，矿块长87m，高度40m，最小采矿宽度0.8m。运输巷道均采用脉内沿脉布置，矿块中央设计有一上行人行天井，规格2.5×1.5m，出矿溜井采用钢板圈制，埋设在填充料中，溜井直径1m，人行顺路采用木支护，采场内溜井间距离一般为8～10m。

(3)采场两侧进行第一素砼柱支护：里侧人行顺路在回采过程中在溜井一侧进行第一素砼柱支护，长度1m，宽度是采场采矿宽度(超过1.2m)，高度是随着回采层高进行，一直到采场顶部。外侧人行顺路采用在采场回采完毕，把顺路溜井放空后，一次性浇筑完毕。采场中间在回采过程中根据生产需要随机性不固定位置沿水平方向支护一定规格第二素砼柱(宽度一般超过1m)。

(4)采场回采完毕，在采场的填充区域顶部再进行砼顶支护，砼顶和砼假底规划一样，只是不留设与溜井连通的放矿口。

(5)回采工艺及设备选型

框架式充填的工艺循环为：

胶垫铺设——凿岩掏槽爆破落矿——选矿放矿——顺路溜井支护——废石填充。

(6)爆破参数的确定

<1>、爆破参数的选取

①孔直径Ф＝40mm，凿岩设备选用7655气腿凿岩机。

②炮眼深度l＝0.60m。

③最小抵抗线W＝0.50m。

④炮眼间距a＝1.0W＝0.5m。

⑤单位炸药消耗量q＝0.7kg/m³。

⑥掏槽高度(第一次)h＝0.6m。

⑦炮孔的布置方式采用“之”形布置。

⑧爆破量计算V＝8(相邻溜井间距)×0.8(最小采矿宽度)×0.6(掏槽高度)＝3.84m³。

⑨炸药总消耗量Q＝V×q＝3.84×0.70＝2.688kg；每孔装药量Q1＝Q/n＝2.688/18＝0.15kg。

⑩炮孔填充长度为20～30cm。

<2>、起爆网络的选取

起爆网络选取单导爆管起爆形式，采用孔内微差孔外瞬时配合接力起爆的形式。延时采用秒延期，接力雷管采用2s延期导爆管雷管，总体延期时差控制在1～2s，起爆采用电子击发器起爆。

(7)采场通风降尘

爆破结束后，规定8小时通风降尘工作，通风利用采矿场两侧顺路和中央上行天井构成通风系统，风流方向根据实际情况而定。

2、相关技术经济指标见表2：

表2

由上述实施例内容可知，本公开的方法很好地解决了随着回采深度延伸，采矿地压活动越来越严重的难题，合理控制了地压，减少压悬帮，很好地减少了采矿宽度，降低采矿暴露面积和深部回采地压，很好改善了现场安全作业环境，提高了回采安全条件。为合理采矿创造了条件，降低了采矿的损失率和贫化率。利用掘进废石进行干式充填采矿场，减少了采矿废石量，保证了掘进废石少进入提升系统，缓解提升压力，合理优化提升系统车皮循环，很大程度上降低了提升及采矿成本。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种框架式采矿方法，该方法包括：

a、在矿块(1)底部形成底部巷道(2)；

b、在底部巷道(2)中施工水平延伸的砼假底(3)，并在砼假底(3)上支护上下延伸的溜井(4)；其中，所述砼假底(3)分隔所述底部巷道(2)为上部的采场空间(21)和下部的放矿空间(22)；

c、在矿块(1)开设上下延伸的天井(5)，在砼假底(3)外侧支护上下延伸的人行顺路(6)；其中，所述天井(5)的底部连通所述采场空间(21)；

d、对矿块(1)底部依次进行掏槽爆破落矿和选矿，将选矿所得矿石通过溜井(4)放矿至放矿空间(22)；

e、对人行顺路(6)和溜井(4)进行向上支护后，将填充料和/或选矿所得废石填充入砼假底(3)上方形成填充区域(7)；

f、在人行顺路(6)靠近溜井(4)一侧施工上下延伸的第一素砼柱(8)，在填充区域中施工水平延伸的第二素砼柱(9)；

g、重复进行步骤d-f直至矿块(1)开采完毕，在填充区域(7)顶部施工砼顶(10)。

2.根据权利要求1所述的方法，在步骤c之后在步骤d之前，所述方法还包括：在砼假底(3)或填充区域(7)上方铺设多块落矿胶垫，相邻落矿胶垫之间搭接，且胶垫边缘折边。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：在所述落矿胶垫下方铺设风筒布。

4.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：在相邻落矿胶垫上方铺设过梁胶垫。

5.根据权利要求1所述的方法，在步骤a中，所述矿块(1)的长度为80-90米，高度为30-50米，宽度大于0.8米。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，重复进行两次步骤d中所述掏槽爆破落矿和选矿后，再进行步骤e中所述填充。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，第一次掏槽的深度为0.4-0.6米，第二次掏槽的深度为0.5-0.7米，两次掏槽的总深度为1.0-1.2米。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溜井(4)包括与人行顺路(6)相邻的顺路溜井和位于所述顺路溜井内侧的内部溜井，所述顺路溜井的最大放空深度不超过3.5米，所述内部溜井的最大放空深度不超过4米。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤e中所述填充料选自施工小硐石料、削壁石料和巷道石料中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述填充料和/或选矿所得废石的大小大于15厘米，进行放矿矿石的大小小于15厘米。