CN108361032B - 水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法 - Google Patents
水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法 Download PDFInfo
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Abstract
水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法,主要针对倾角55°及其以下、厚度极薄到薄脉的人站立凿岩高度不够的矿体回采;首先在矿体脉内掘进沿脉的中段或副中段巷道,然后垂直矿体走向在采场两端施工进路,进路顶板正好揭露上盘围岩与矿体分界线,回采时在中段或副中段巷道内沿矿体倾斜方向布置呈排平行深孔作为炮孔,确保不破坏上盘围岩并保持底板基本平整从而减少抛掷爆破时的底板摩擦阻力;此方法无需增大采高而致增大贫化率,且人不用在暴露采场顶板下作业,降低了顶板维护成本,同时深孔集中爆破、爆破后在采场两端的进路中集中出矿可提高回采强度和生产效率,另可解决厚度600mm下的非300%以上贫化而无法开采的极薄脉高品位矿体的开采问题。
Description
技术领域
本发明属于采矿技术领域,特别涉及水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法。
背景技术
当开采水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体时,若采用普通的房柱法或全面法,为了方便人员作业,采高一般控制在1.7米左右,对于薄脉矿体必须剥岩(剥离下盘围岩或上盘围岩;除非上盘围岩厚大且极稳定,一般剥离下盘围岩而避免上盘的顶板围岩垮塌)才能达到上述悬空高度,这样将引起150~600%甚至更大的贫化率;且人员在暴露的顶板下作业,不仅顶板维护费用较高,而且作业安全很难保证。若采用以往的爆力运搬法开采,因分次爆破间隙的时间长、爆破后悬空暴露的采场顶板面积不断增大,造成悬空的采场顶板垮塌或冒落,极大影响后续的爆力抛掷爆破效果,也增大了贫化率;在矿体倾角不大于30°时,由于抛掷距离有限,人员还必须进入采场辅助出矿,这时必将引起上述房柱法或全面法开采的巨大贫化率;在矿体倾角大于30°时,还未见极薄脉矿体爆力运搬法开采的成功案例。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法,采用深孔掏槽式抛掷爆破方式,安全高效,是深孔拉槽及爆力抛掷落矿的集成创新。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法,首先在矿体脉内掘进沿脉的中段或副中段巷道1,然后在中段或副中段巷道1内垂直矿体走向在采场两端施工进路2,进路2的顶板正好揭露上盘围岩与矿体的分界线,回采时在中段或副中段巷道1内沿矿体倾斜方向布置呈排的平行深孔3作为炮孔,每排炮孔的最上一个炮孔确保切断矿体与上盘围岩并且不破坏顶板,每排炮孔的最下一个炮孔确保切断矿体与下盘围岩并且确保底板基本平整,从而确保顶板稳定并减少抛掷爆破时的底板摩擦阻力。
所述中段或副中段巷道1中,矿脉与下盘围岩的分界线出露在中段或副中段巷道1的底板以上约1.5米处,中段或副中段巷道1的顶板揭露矿体与上盘围岩的分界线,以便后期深孔凿岩。
所述进路2的底板倾角小于或等于矿体倾角,进路2的间距取决于对称抛掷爆破的钻孔排数及效果,进路2既作为抛掷爆破时的受矿结构,又为爆破提供自由面及补偿空间,进路2的底板倾角根据补偿空间的大小确定。
矿体厚度不小于400mm时,每排炮孔数不少于3个,上、下两孔用于切断矿岩,中间炮孔数目根据矿体厚度及矿石性质确定,以便抛出矿石;矿体厚度小于400mm时,每排炮孔数取2个,确保完全爆破并抛出矿石。
根据炸药单耗及本矿区抛掷爆破试验确定炮孔的最佳排距、排内炮孔数目及各炮孔的装药量,由两侧进路2的体积确定采场两侧每次可爆破的排数,通过多排分段微差爆破将矿石抛掷到采场两端的进路2内,在进路2内出矿,进路2的体积应大于一次爆破后的矿石松散方量,进路2既作为抛掷爆破时的受矿结构,又为爆破提供自由面及补偿空间。
所述平行深孔3的炮眼深度小于两中段之间采场斜长3~4米,预留的未抛掷爆破的矿体留作顶柱7;装药时每排炮孔的装药量不同,越靠近进路2装药量越少,越远离进路2装药量越大,同排炮孔的导爆管雷管的段别相同,爆破时后排炮孔滞后前排炮孔延发时间50~100ms,以保证后排炮孔爆破时已将前排爆破的矿石抛出。
当上、下中段间矿体的斜长较长或顶板较破碎时,为了保证爆破后悬空的采场顶板不出现垮塌或冒落,在进路2边沿矿体倾斜方向间隔约10m架设30~50吨的单体液压支柱4及顶梁5支护采场顶板;采场全部采完后,沿倾向从下向上后退回收单体液压支柱4及顶梁5,并处理采空区8。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)避免了房柱法或留矿法回采中,为了方便人员进入采场作业而必须增大的采高,从而避免了因此而大幅度增大的贫化率(150%~600%甚至更大),也因此发明,使得经济、高效地开采水平至倾斜的厚度不大于600mm的矿体成为可能。即使应用爆力运搬采矿工艺,在矿体倾角不大于30°时作业人员也必须进入采场转运矿石或凿岩,在矿体倾角大于30°时还未见成功开采极薄脉矿体的报导。
2)深孔集中爆破、爆破后集中出矿可大幅度提高回采强度及生产效率;
3)由于人不用在暴露的采场顶板下作业,采场顶板(上盘围岩)维护较简单,开采的安全度大幅度提高;
4)采用进路掏槽式采矿法避免了普通爆力运搬采矿法因分次爆破间隙时间长、爆破后采场悬空暴露的顶板面积不断增大而造成的顶板不断冒落的可能性;同时在沿脉中段或副中段巷道1内钻凿平行深孔比在凿岩天井或上山内钻凿中深孔或深孔施工组织简单、移钻方便。
附图说明
图1是本发明高效开采水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的水平投影视图。
图2是本发明的进路侧视图。
图3是本发明回采后的采空区侧视图。
图4是本发明炮孔排面布置的正投影视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1、图2、图3和图4所示,本发明水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法,主要针对倾角55°及其以下、厚度极薄到薄脉的人站立凿岩高度不够的矿体的回采。
首先在矿体脉内掘进沿脉的中段或副中段巷道1,矿脉与下盘围岩的分界线出露在中段或副中段巷道1的底板以上约1.5米处,中段或副中段巷道1的顶板揭露矿体与上盘围岩的分界线,以便后期深孔凿岩。根据矿体的倾角大小确定中段或副中段巷道1的垂直高度,确保矿体沿倾斜方向的爆破长度不超过40m。
然后在中段或副中段巷道1内垂直矿体走向在采场两端施工进路2,确保进路2的顶板正好揭露上盘围岩与矿体的分界线。进路2的底板倾角可以小于或等于矿体倾角,进路2的间距取决于对称抛掷爆破的钻孔排数及效果,进路2既作为抛掷爆破时的受矿结构,又为爆破提供自由面及补偿空间,进路2的底板倾角根据补偿空间的大小确定。
回采时在中段或副中段巷道1内沿矿体倾斜方向布置呈排的平行深孔3作为炮孔,每排炮孔的最上一个炮孔确保切断矿体与上盘围岩并且不破坏顶板,每排炮孔的最下一个炮孔确保切断矿体与下盘围岩并且确保底板基本平整,从而确保采场顶板稳定并减少抛掷爆破时的底板摩擦阻力,中间炮孔的数目取决于矿体厚度及抛掷效果。
每排炮孔的间距及第一排炮孔离进路边的距离都依抵抗线和抛掷效果而定;顶板围岩较稳定且进路补偿空间足够时可以多排炮孔一次性对称微差爆破并分别抛掷到采场两端的进路2中,否侧也可以一次对称爆破2~3排。
当待采矿体6的厚度不小于400mm时,每排炮孔数一般不少于3个,上、下两孔用于切断矿岩的联系,中间炮孔数目根据矿体厚度及矿石性质确定,以便抛出矿石;当待采矿体6的厚度小于400mm时,每排炮孔数取2个,确保完全爆破并抛出矿石。
可根据炸药单耗及本矿区抛掷爆破试验确定炮孔的最佳排距、排内炮孔数目及各炮孔的装药量,由两侧进路2的体积确定采场两侧每次可爆破的排数,通过多排分段微差爆破将矿石抛掷到采场两端的进路2内,在进路2内出矿,顶板较稳定时,进路2的底板坡度可以取小值,确保两进路2的体积能够满足两进路2之间的矿体一次性分段微差爆破抛掷矿石的补偿空间的要求,总之进路2的体积应大于每次爆破后抛掷的矿石的松散方量,确保抛掷爆破后矿石能全部或大部分落至采场两侧的进路2内,尽可能减少底板残留矿量,进路2既作为抛掷爆破时的受矿结构,又为爆破提供自由面及补偿空间。
平行深孔3的炮眼深度应小于两中段巷道1之间采场斜长约3~4米,预留的未抛掷爆破的矿体留作顶柱7,也可防止炸药爆破冲孔;装药时每排炮孔的装药量不同,越靠近进路2装药量越少,越远离进路2装药量越大,一般抛掷爆破的炸药单耗比普通深孔爆破高约30%,在装完炸药之后孔口应采用黄泥紧密堵孔,孔底预留及孔口堵塞要确保孔底和孔口在爆破过程中都不冲孔;同排炮孔的导爆管雷管的段别相同,爆破时从进路2向后,后排炮孔滞后前排炮孔延发时间50~100ms,以保证后排炮孔爆破时已将前排爆破的矿石抛出。导爆管雷管的脚线从炮孔中引出,各排炮孔的雷管脚线捆绑在一起,再绑在孔外起爆导爆管或到爆索上;各排炮孔内,可以借助分段装药等技术调节装药量。
当上、下中段间矿体的斜长较长或顶板较破碎时,为了保证爆破后采场悬空的顶板不出现垮塌或冒落,在进路2边沿矿体倾斜方向间隔约10m架设30~50吨的单体液压支柱4及顶梁5支护抛掷完矿体的顶板,再类似抛掷爆破剩余矿石;采场全部采完后,沿倾向从下向上后退回收单体液压支柱4及顶梁5,并采用切槽放顶等方法处理采空区8。
综上,本发明方法不同于以往的爆力运搬采矿法(矿体厚度或少量剥岩后的采场高度满足人员站立作业的要求;受矿底部结构沿走向布置,在凿岩天井或上山内钻凿水平中深孔,炮孔方向与矿体走向一致),而是根据最远抛掷爆破距离确定两条进路2的间距,进路2垂直矿体走向布置,进路2既提供补偿空间又作为受矿及出矿结构,人在进路2中出矿、在脉内沿脉的中段或副中段巷道1中凿岩,人员不进入采场;在脉内沿脉的中段或副中段巷道1内沿矿体倾斜方向凿岩平行深孔3,炮孔方向与矿体走向垂直。这样布置的目的是将矿房之内的矿石沿走向方向抛掷到两端的进路2内,以便人在进路2内出矿;若采场暴露面积较大,或顶板不维稳,可借助单体液压支柱4及顶梁5维护顶板。
采用进路掏槽式采矿法避免了普通爆力运搬采矿法因分次爆破间隙时间长、爆破后采场暴露面积不断增大而造成顶板不断冒落的可能性;同时人在中段或副中段脉内沿脉巷道1内钻凿平行深孔比在凿岩天井或上山内钻凿中深孔施工组织简单、移钻方便;还能方便地开采厚度200~1000mm的矿石,并且不用像房柱法、全面法爆力运搬采矿那样大量剥岩而造成150~600%甚至更大的贫化率。
此方法不仅避免了房柱法或全面法回采时为了方便人员站立作业而增大采高从而导致增大贫化率,而且人不用在暴露的采场顶板下作业从而降低了采场顶板维护成本,同时深孔集中爆破、爆破后集中出矿可大幅度提高回采强度和生产效率,另外可以成功解决厚度600mm以下的非300%以上贫化而无法开采的极薄脉高品位矿体的高效开采问题。
Claims (5)
1.水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法,首先在矿体脉内掘进沿脉的中段或副中段巷道(1),然后在中段或副中段巷道(1)内垂直矿体走向在采场两端施工进路(2),进路(2)的顶板正好揭露上盘围岩与矿体的分界线,回采时在中段或副中段巷道(1)内沿矿体倾斜方向布置呈排的平行深孔(3)作为炮孔,每排炮孔的最上一个炮孔确保切断矿体与上盘围岩并且不破坏顶板,每排炮孔的最下一个炮孔确保切断矿体与下盘围岩并且确保底板基本平整,从而确保顶板稳定并减少抛掷爆破时的底板摩擦阻力,其特征在于,矿体厚度不小于400mm时,每排炮孔数不少于3个,上下两孔用于切断矿岩,中间炮孔数目根据矿体厚度及矿石性质确定,以便抛出矿石;矿体厚度小于400mm时,每排炮孔数取2个,确保完全爆破并抛出矿石;所述平行深孔(3)的炮眼深度小于两中段之间采场斜长3~4米,预留的未抛掷爆破的矿体留作顶柱(7);装药时每排炮孔的装药量不同,越靠近进路(2)装药量越少,越远离进路(2)装药量越大,同排炮孔的导爆管雷管的段别相同,爆破时后排炮孔滞后前排炮孔延发时间50~100ms,以保证后排炮孔爆破时已将前排爆破的矿石抛出。
2.根据权利要求1所述水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法,其特征在于,在所述中段或副中段巷道(1)中,矿脉与下盘围岩的分界线出露在中段或副中段巷道(1)的底板以上约1.5米处,中段或副中段巷道(1)的顶板揭露矿体与上盘围岩的分界线,以便后期深孔凿岩。
3.根据权利要求1所述水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法,其特征在于,所述进路(2)的底板倾角小于或等于矿体倾角,进路(2)的间距取决于对称抛掷爆破的钻孔排数及效果,进路(2)既作为抛掷爆破时的受矿结构,又为爆破提供自由面及补偿空间,进路(2)的底板倾角根据补偿空间的大小确定。
4.根据权利要求1所述水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法,其特征在于,根据炸药单耗及本矿区抛掷爆破试验确定炮孔的最佳排距、排内炮孔数目及各炮孔的装药量,由两侧进路(2)的体积确定采场两侧每次可爆破的排数,通过多排分段微差爆破将矿石抛掷到采场两端的进路(2)内,在进路(2)内出矿,进路(2)的体积应大于一次爆破后的矿石松散方量,进路(2)既作为抛掷爆破时的受矿结构,又为爆破提供自由面及补偿空间。
5.根据权利要求1所述水平至倾斜极薄脉至薄脉矿体的进路掏槽式采矿法,其特征在于,当上、下中段间矿体的斜长较长或顶板较破碎时,为了保证爆破后悬空的采场顶板不出现垮塌或冒落,在进路(2)边沿矿体倾斜方向间隔约10m架设30~50吨的单体液压支柱(4)及顶梁(5)支护采场顶板;采场全部采完后,沿倾向从下向上后退回收单体液压支柱(4)及顶梁(5),并处理采空区(8)。
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GR01 | Patent grant | ||
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