CN108612530A - 一种上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法 - Google Patents

一种上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，沿矿体走向将矿体划分采场，分阶段运输落矿，阶段内划分分段，预先采用分层进路采矿法将接近于上盘的矿体回采并填充，各分层的采矿进路中靠近下盘一端的进路顶板相连形成斜坡，从而做好堑沟出矿的准备，使得各分段均为堑沟出矿，再采用自下而上的回采顺序进行各分段矿体回采填充，有效解决了铲运机长时间进入采场的安全隐患问题，另外，下向扇形中深孔的实施提高了凿岩效率与安全性，所有施工保证了不破坏上盘破碎围岩，并且使用凿岩平巷充当回风巷，有效解决了通风困难问题，总体对于中低品位上盘围岩破碎倾斜中厚稳固矿体在出矿、凿岩、通风方面表现出了显著的安全举措。

Description

一种上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法
技术领域
本发明属于采矿工程领域，尤其涉及一种上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法。
背景技术
中低品位的倾斜中厚矿体在安全高效回采中历来存在难回采的技术问题，这是国内外均存在的一大难题，并且这类矿体在我国众多金属矿山具有较大比例。
针对倾斜中厚矿体现今的回采，国内外比较成功的采矿方法有分段房柱矿房法、留矿全面法、上向水平分层进路采矿法、爆力运矿高分段矿房法、锚网支护无底柱分段崩落法等，其中充填法及嗣后充填法运用较多，崩落法在众多矿山不允许使用，存在较大局限性，另外，由于生产安全性、生产效率、开采成本及各类技术经济指标与矿体与围岩的稳固性、矿石价值、矿体尺寸和倾角大小存在直接性关联，因此在开采此类矿体时，主要存在采矿方法难选、作业效率低、作业安全隐患大等问题。
国内对矿石价值较高且上盘围岩破碎的稳固矿体，为了减少贫化损失，并且保证地表不塌陷，品位较高的矿体多采用上向水平分层进路采矿法，然而该种方法存在生产效率低、成本高的问题，对于品位中低的矿体如果沿用生产效率低的上向水平分层进路采矿法，一个重要的缺点为成本明显增大，但是中深孔回采矿体对解决生产效率低下和成本高的问题具有明显的优点，然而中深孔爆破空场较大，爆破后接近上盘围岩的顶板也很难进行支护，上盘围岩破碎对于出矿安全带来了困扰，因此，解决此类矿体安全高效的开采具有重要意义。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种安全高效的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，沿矿体走向将矿体划分采场，分阶段运输落矿，阶段内划分分段，预先在第一分段采用分层进路采矿法将接近于上盘的三角矿体回采并填充，各分层的采矿进路中靠近下盘一端的进路顶板相连形成斜坡，从而做好堑沟出矿的准备，使得各分段均为堑沟出矿，再采用自下而上的回采顺序进行各分段矿体下向中深孔回采并填充。
进一步的，具体开采过程为：
步骤1)沿矿体走向将矿体划分采场，分阶段运输落矿，阶段内划分分段；
步骤2)在矿体下盘围岩中沿矿体走向施工中段运输平巷和各分段脉外分段平巷，各分段脉外分段平巷形成后凿岩形成溜井；
步骤3)回采第一分段上盘三角矿体：自脉外分段平巷向矿体下盘掘进单侧进路出矿巷直至巷道顶板接近上盘围岩，从上盘到下盘的回采顺序布置采矿进路，回采完毕及时充填采矿进路空区，第一分层进路回采充填并稳固后，在进路出矿巷内挑顶进入第二分层水平位置，挑顶到达第二分层的坡度需要满足矿山铲运机的运行坡度要求，从上盘到下盘的回采顺序布置第二分层采矿进路，回采并充填；
步骤4)进行采矿进路回采的同时布置第一分段出矿平巷和接近于上盘的沿脉凿岩平巷，出矿平巷施工至矿体下盘位置时向两帮片帮利于出矿，待采矿进路所有充填体稳固后，在矿体一侧施工切割槽，切割槽形成后在沿脉凿岩平巷中向下形成扇形中深孔，以切割槽为自由面进行中深孔抛掷爆破，以沿脉凿岩平巷作为回风巷进行安全通风后，使用铲运机运出全部落矿继续进行相同凿岩爆破，直至一个采场的一个分段回采完毕，在第一分段出矿平巷端部砌筑挡墙，在沿脉凿岩平巷内充填采空区，充填体稳固后采用相同的方法进行其余分段矿体的回采工程布置与施工。
进一步的，采场之间采用隔二采一的形式回采，各采场在上盘接近围岩处预留真厚度为1～1.5m的矿柱。
进一步的，沿矿体走向每三个采场为一组，每组中三个采场的第一分段接近于上盘的下三角矿体直接一次预采完成，且共用同一条进路出矿巷，每组中三个采场共用沿脉凿岩平巷且三个采场中的各分段均共用一条联络巷，联络巷布置在三个采场中最后开采的一个采场尾端。
进一步的，联络巷包括与最上一分段沿脉凿岩平巷连通的联络平巷和与其余分段沿脉凿岩平巷连通的倾斜联络巷。
进一步的，各采场长度设置为15～20m，阶段高为40～60m，分段高为9～11m，各分段出矿平巷之间的距离控制在7～10m。
进一步的，第一分层和第二分层采用隔一采一的方式回采，采矿进路断面设计规格为2.5×2.5m～3.0×3.0m，断面为1/4三心拱。
进一步的，所述充填体采用尾砂胶结充填，其中，所述尾砂胶结充填体的灰砂比为1:10～1:8。
进一步的，进路出矿巷接近上盘围岩需要保证不破坏上盘围岩，如果在接近上盘围岩过程中发现岩体不稳固，需要采用锚网支护，锚杆的网度为0.8×0.8m2，在不稳固的情况下应预留上盘矿柱作保护矿柱后才进行临近上盘围岩的采矿进路施工。
进一步的，第一分层与第二分层的采矿进路中靠近下盘一端的进路顶板相连形成连续且与水平面呈50°～60°夹角的斜坡，各分段中的沿脉凿岩平巷的位置应比上一分段出矿平巷高出3～4m，保证沿脉凿岩平巷底板至上一分段出矿平巷与矿体相交水平位置所形成的夹角为50°～60°。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：
第一：本发明将采场按阶段内划分分段，预先在第一分段使用进路采矿法将接近于上盘的矿体回采，从而做好堑沟出矿的准备，使得各分段均为堑沟出矿，有效解决了铲运机长时间进入采场的安全隐患问题，在上盘接近围岩处预留1～1.5m真厚度的矿柱，还为上盘破碎围岩增加了支撑，并且回采过程明显降低了上盘围岩混入落矿带来的贫化。
第二：本发明使用下向扇形中深孔爆落矿体，一方面中深孔的应用提高了生产效率，能高效将中低品位矿体回采完毕，有效降低成本投入，另外相比传统上向扇形中深孔方便了凿岩困难，并且降低了凿岩过程中由于落石带来的安全隐患，明显提高了工人的工作安全与环境。
第三：采用隔二采一的方式，采准工程量小，一次成三个采场长度的沿脉凿岩平巷(三个采场共用沿脉凿岩平巷)，由于矿体稳固，在中深孔爆破后，凿岩平巷充当回风巷，有效解决了通风安全问题，通风效果明显提升，减少了作业循环时间，另外，充填时在沿脉凿岩平巷内完成，不再凿充填井，降低了生产成本。
综上所述，本发明对于中低品位上盘围岩破碎倾斜中厚稳固矿体在安全出矿、安全凿岩、安全通风与高效回采方面均有明显优势，有效降低了使用中深孔无法预先支护上盘围岩破碎带回采时带来的各种安全隐患，为该类矿体的回采创造了新途径。
附图说明
图1为本发明采矿方法的矿区正视示意图；
图2为图1中II-II方向的剖视图；
图3为图1中III-III方向的剖视图；
图4为图1中Ⅳ-Ⅳ方向的剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
参见图1-图4，图示为采用本发明一种上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法的矿区内部结构示意图，具体的采矿实施步骤如下：
步骤1)沿矿体12走向将矿体划分采场，每个采场预留上盘矿柱8的真厚度在1～1.5m，采场厚度为矿体厚度除去上盘预留矿柱8后的真厚度，采场长度设置为15～20m。回采过程采场之间采用隔二采一的形式，分阶段运输，阶段内划分分段，阶段高40～60m，分段高9～11m，采用自下而上的回采顺序进行各分段矿体下向中深孔回采并填充。
步骤2)在矿体12下盘围岩中沿矿体走向施工中段运输平巷1和各分段脉外分段平巷2，各分段脉外分段平巷2形成后凿岩形成溜井14；溜井14设计与中段运输平巷1相通，并且在第一分段溜井口处设计放矿装置。
步骤3)回采第一分段上盘三角矿体：自第一分段脉外分段平巷2向矿体下盘掘进单侧进路出矿巷16直至巷道顶板接近上盘围岩，从上盘到下盘的回采顺序布置采矿进路6，回采完毕及时充填采矿进路空区，第一分层进路回采充填并稳固后，在进路出矿巷内挑顶进入第二分层水平位置，从上盘到下盘的回采顺序布置第二分层采矿进路，回采并充填。挑顶至第二分层的坡度需要满足矿山铲运机的运行坡度要求。斜坡5用于将矿石向出矿平巷端引导，优选为与水平面呈50°～60°夹角。各分层布置采矿进路进行回采时可采用隔一采一的方式，最后充填进路出矿巷16至下盘矿体边界处。
采矿进路6的长度为三个采场的长度，一次回采，断面设计规格为2.5×2.5m(宽×高)～3.0×3.0m(宽×高)，断面为1/4三心拱。接近于上盘破碎带的采矿进路6采用小断面回采，进路出矿巷16接近上盘围岩需要保证不破坏上盘围岩，如果在接近上盘围岩过程中发现岩体不稳固，需要及时进行支护，采用锚网支护，锚杆的网度为0.8×0.8m2，预先将进路出矿巷16布置接近上盘围岩目的是为了保证布置接近上盘的采矿进路在回采时安全作业，如果接近上盘围岩的矿体稳固，则接近上盘围岩施工采矿进路，但在不稳固的情况下应预留上盘预留矿柱8作保护矿柱。
步骤4)进行采矿进路回采的同时布置第一分段出矿平巷3和接近于上盘的沿脉凿岩平巷10，沿脉凿岩平巷10的长度为三个采场的长度，沿脉凿岩平巷10的位置应比上一分段出矿平巷高出3～4m，保证巷道底板至上一分段出矿巷与矿体底板相交水平位置所形成的夹角为50°～60°。出矿平巷3施工至矿体下盘位置时向两帮片帮利于出矿。优选的，为尽量减少进入采场进行出矿，各出矿平巷3之间的距离控制在7～10m。待采矿进路所有充填体稳固后，在矿体一侧施工切割槽，切割槽形成后在沿脉凿岩平巷10中向下形成扇形中深孔9，以切割槽为自由面进行中深孔抛掷爆破，形成爆堆15。以沿脉凿岩平巷10作为回风巷进行安全通风后，使用铲运机运出全部落矿继续进行相同凿岩爆破，直至一个采场的一个分段回采完毕，在第一分段出矿平巷3端部砌筑挡墙4，在沿脉凿岩平巷10内充填采空区，充填体稳固后采用相同的方法进行其余分段矿体的回采工程布置与施工。本实施例中凿岩钻机优选为YQ100B钻机，尾砂胶结充填体7的灰砂比优选为1:10～1:8。填充时在沿脉凿岩平巷10内完成，不再凿充填井，减少了生产成本。
本实施例，采用下向扇形中深孔爆落矿体，一方面中深孔的应用提高了生产效率，能高效将中低品位矿体回采完毕，有效降低成本投入，另外相比传统上向扇形中深孔方便了凿岩困难，并且降低了凿岩过程中由于落石带来的安全隐患，明显提高了工人的工作安全与环境。沿矿体12走向每三个采场为一组，三个采场共同布置沿脉凿岩平巷10，且三个采场中的各分段均共用一条联络巷，其中联络巷布置在三个采场中最后开采的一个采场上。沿脉凿岩平巷10的长度应为三个采场的长度。联络巷包括与最上一分段沿脉凿岩平巷10与脉外分段平巷2连通的联络平巷11和其余分段沿脉凿岩平巷10与脉外分段平巷2连通的倾斜联络巷13。在中深孔爆破后，沿脉凿岩平巷10充当回风巷，有效解决了通风安全问题，通风效果明显提升，减少了作业循环时间。
本实施例在回采过程中的通风路径如下：
新鲜风流路径：脉外分段平巷2—分段出矿平巷3—采场。
采场污风路径：采场—沿脉凿岩平巷10—倾斜联络巷13(联络平巷11)—上分段脉外分段平巷2。
本发明采用阶段内划分分段，各采场按自下而上的回采顺序进行各分段矿体回采，采场之间采用隔二采一的方式，可实现将三个采场的凿岩工程一次形成，避免了施工的重复性，并且使用凿岩平巷充当回风巷，有效解决了通风困难问题，另外，预先将上盘矿体使用进路法回采，为各分段创造了出矿条件，在布置扇形中深孔回采时，利用形成的出矿堑沟17避免了铲运机长时间进入采场的弊端，达到了安全出矿的效果，下向扇形中深孔的实施提高了凿岩效率与凿岩安全性，总体对于中低品位上盘围岩破碎倾斜中厚稳固矿体在凿岩、通风、出矿方面表现出了突出的安全举措，所有施工保证了不破坏上盘破碎围岩，有效降低了上盘围岩破碎带回采时带来的各种安全隐患与减少了回采成本，明显体现出了中低品位矿体在回采过程的安全与高效。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：沿矿体走向将矿体划分采场，分阶段运输落矿，阶段内划分分段，预先在第一分段采用分层进路采矿法将接近于上盘的三角矿体回采并填充，各分层的采矿进路中靠近下盘一端的进路顶板相连形成斜坡，从而做好堑沟出矿的准备，使得各分段均为堑沟出矿，再采用自下而上的回采顺序进行各分段矿体下向中深孔回采并填充。
2.根据权利要求1所述的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：具体开采过程为：
步骤1)沿矿体走向将矿体划分采场，分阶段运输落矿，阶段内划分分段；
步骤2)在矿体下盘围岩中沿矿体走向施工中段运输平巷和各分段脉外分段平巷，各分段脉外分段平巷形成后溜井；
步骤3)回采第一分段上盘三角矿体：自脉外分段平巷向矿体下盘掘进单侧进路出矿巷直至巷道顶板接近上盘围岩，从上盘到下盘的回采顺序布置采矿进路，回采完毕及时充填采矿进路空区，第一分层进路回采充填并稳固后，在进路出矿巷内挑顶进入第二分层水平位置，从上盘到下盘的回采顺序布置第二分层采矿进路，回采并充填，挑顶到达第二分层的坡度需要满足矿山铲运机的运行坡度要求；
步骤4)进行采矿进路回采的同时布置第一分段出矿平巷和接近于上盘的沿脉凿岩平巷，出矿平巷施工至矿体下盘位置时向两帮片帮利于出矿，待采矿进路所有充填体稳固后，在矿体一侧施工切割槽，切割槽形成后在沿脉凿岩平巷中向下形成扇形中深孔，以切割槽为自由面进行中深孔抛掷爆破，以沿脉凿岩平巷作为回风巷进行安全通风后，使用铲运机运出全部落矿继续进行相同凿岩爆破，直至一个采场的一个分段回采完毕，在第一分段出矿平巷端部砌筑挡墙，在沿脉凿岩平巷内充填采空区，充填体稳固后采用相同的方法进行其余分段矿体的回采工程布置与施工。
3.根据权利要求1或2所述的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：采场之间采用隔二采一的形式回采，各采场在上盘接近围岩处预留真厚度为1～1.5m的矿柱。
4.根据权利要求3所述的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：沿矿体走向每三个采场为一组，每组中三个采场的第一分段接近于上盘的三角矿体直接一次预采完成，且共用同一条进路出矿巷，每组中三个采场共用沿脉凿岩平巷且三个采场中的各分段均共用一条联络巷，联络巷布置在三个采场中最后开采的一个采场尾端。
5.根据权利要求4所述的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：联络巷包括与最上一分段沿脉凿岩平巷连通的联络平巷和与其余分段沿脉凿岩平巷连通的倾斜联络巷。
6.根据权利要求2所述的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：各采场长度设置为15～20m，阶段高为40～60m，分段高为9～11m，各分段出矿平巷之间的距离控制在7～10m。
7.根据权利要求2所述的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：第一分层和第二分层采用隔一采一的方式回采，采矿进路断面设计规格为2.5×2.5m～3.0×3.0m，断面为1/4三心拱。
8.根据权利要求2所述的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：所述充填体采用尾砂胶结充填，其中，所述尾砂胶结充填体的灰砂比为1:10～1:8。
9.根据权利要求2所述的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：进路出矿巷接近上盘围岩需要保证不破坏上盘围岩，如果在接近上盘围岩过程中发现岩体不稳固，需要采用锚网支护，锚杆的网度为0.8×0.8m2，在不稳固的情况下应预留上盘矿柱作保护矿柱后才进行临近上盘围岩的采矿进路施工。
10.根据权利要求2所述的上盘围岩破碎倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：第一分层与第二分层的采矿进路中靠近下盘一端的进路顶板相连形成与水平面呈50°～60°夹角的斜坡，各分段中的沿脉凿岩平巷的位置应比上一分段出矿平巷高出3～4m，保证沿脉凿岩平巷底板至上一分段出矿平巷与矿体相交水平位置所形成的夹角为50°～60°。
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