CN108952725B - 一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法，沿矿体走向设置若干采场，每个采场分别对应一个待开采矿房；每个矿房首采分层的高度为5m，采用空场法进行开采，首层开采完后采用低渗透支护结构对顶板进行支护，每个矿房的首层开采完成后，对于矿房底部待开采区域，利用扇形中深空进行爆破；爆破完成后利用铲运机和无轨运输车辆进行铲装作业，上部的崩落岩层不断降低，利用崩落的矿石进行地压管理，利用低渗透支护结构和矿房顶板之间的充填体进行顶板地压管理。本发明通过在薄矿体中设计较大尺寸的采场结构参数，利用崩落的矿石和充填体进行顶板地压管理，利用凿岩台车凿岩、铲运机出矿，实现规模化作业的采矿模式，提高劳动生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种地下矿山开采方法，具体涉及一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法。
背景技术
缓倾斜薄矿体是自然界中广泛存在的一类矿体形态，但由于其特殊的矿体赋存条件，且在受限狭小的地下空间内难以使用规模化、机械化的开采方法，一直是一类劳动强度大、生产效率低的难采矿体。传统的崩落采矿法，一般而言分段高度较高，使用中深孔爆破的方式落矿，但因矿体倾角过小，使用传统的崩落采矿法极易造成废石被崩落混入矿石中，造成矿石的贫化率过大，且由于目前我国法律法规的限制，传统的崩落采矿法逐渐淡出工程界的视野，改用充填采矿法居多。本发明设计一种采场机械化程度高、生产效率高、贫化率低的缓倾斜薄矿体开采方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、沿矿体走向设置若干采场，每个采场的长度为80-100m，采场宽度与矿体厚度一致，沿采场高度方向每隔10-15m设计一个分段，每3-4个分段设计一个中段运输巷道；
步骤2、矿体首采分层高度设置为5m，采用空场法开采，首层开采完后采用低渗透支护结构对顶板进行支护；
步骤3、每个矿房的首采分层开采完成后，对于下一阶段矿房，利用扇形中深孔进行爆破；
步骤4、爆破完成后利用铲运机和无轨运输车辆进行铲装作业，随着上部崩落岩层的不断降低，利用崩落的矿石进行地压管理，通过观察，当低渗透支护结构通过上部分层底板时，利用上分层穿脉巷道设计移动式充填站，将配置好的充填料浆充入低渗透支护结构和矿房顶板之间，利用充填体进行顶板地压管理。
所述矿体开采开拓方式采用斜坡道开拓、斜井开拓或联合开拓方法。
所述矿体开采过程中需开设若干巷道，包括沿采场两端设计的穿脉巷道，并掘进沿脉巷道将两侧穿脉巷道贯通，沿矿体走向长度方向，每隔80-100m设计一个穿脉巷道。
所述低渗透支护结构包括一层钢筋网格和一层敷设在钢筋网格上的低渗透膜，该结构在每一个首层分层矿房开采完成后进行安装，分别安装在首采层的顶部和侧部，对整个矿房顶板和周向区域进行支护，在矿房下层开采过程中，随着底部岩石的运出，低渗透支护结构整体自然下移，低渗透支护结构作为矿石和岩石分界带，在下部水平进行放矿和铲装作业时，能有效区分矿石和岩石，及时停止放矿作业，减少矿石的贫化。
所述步骤3中在利用扇形中深孔进行爆破时，为减小爆破震动，使用毫秒微差爆破，一次起爆不超过3排炮孔，崩落的矿石接近顶板或充满矿房。
所述步骤3中为提供爆破补偿空间，需在矿体一侧端部沿矿体倾斜方向向上掘进切割槽，切割槽高度小于分段高度，切割槽的设计为后续爆破后的岩石提供补偿空间。
所述每个矿房分层开采过程中在矿房分层区域右上角形成三角形残矿区，为开采该三角形残矿区，从上分层向下掘进盲竖井，并掘进穿脉巷道与沿脉巷道。
在空间分布上，采空区内的空场区域1、崩落矿石区域3和充填体区域2在矿体走向上呈阶梯状分布，即为首采空场区域暴露最多，其次为崩落矿石区域；最次为充填体区域。
本发明具有如下优点：
应用本发明的技术方案，采准工作在脉内进行，减少废石掘进量，提高经济效益，同时采用崩落矿石和充填体联合的地压管理方式，既从矿山生产上利用中深孔爆破提高劳动机械化水平和生产效率，又符合了我国法律法规的要求，减小了地表沉降，最后利用低渗透支护结构作为矿岩分隔带标志，能有效区分矿石和废石，减少放矿过程中的废石混入，降低贫化率，进一步提高了矿山的经济效益。
附图说明
图1为本发明方法中采矿状态俯视示意图；
图2为本发明方法中采矿状态侧视示意图；
其中：1-空场区域；2-充填体区域；3-崩落矿石区域；4-沿脉巷道；5-穿脉巷道；6-低渗透支护结构；7-扇形中深孔；8-中段运输巷道；9-盲竖井；10-三角矿带残矿。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1-2所示，本发明适用的倾斜薄矿体主要指倾斜角小于20°，厚度小于8m的矿体，沿矿体走向设置若干采场，每个采场长度80～100m，采场宽度为矿体的厚度，沿矿体高度方向每隔10～15m设计一个分段，每3～4个分段设计一个中段运输巷道8，为完成开采采场两端设计穿脉巷道5，并掘进沿脉巷道4将两侧的穿脉巷道贯通，回采时在矿体一侧端部沿矿体倾斜方向上掘进切割槽，高度为13m，预留2m顶板用于保障安全。
回采过程中的首采分层的高度为5m，采用空场法进行开采，并在开采完该分层后，利用低渗透支护结构6对顶板进行支护，低渗透支护结构为钢筋网片结构，钢筋间距一般为0.1m×0.1m，上覆滤水韧性薄膜；首采分层的一个采场开采完毕后，开始回采下部分层，凿扇形中深孔7进行爆破，使用毫秒微差爆破技术减少爆破震动，一次起爆不超过3排炮孔，爆破完成后利用铲运机和无轨运输车辆进行铲装作业出矿，利用崩落的矿石进行地压管理。
爆破后形成的三角矿带残矿10，从上分层向下掘进盲竖井9，并掘进穿脉巷道5利用空场法进行开采后于顶板处布设低渗透支护结构6。
随着下部水平不断出矿，上部的崩落岩层不断降低，通过观察，当设计的低渗透支护结构6通过上部分层底板时，在上分层穿脉巷道5设计移动式充填站，将配置好的充填料浆充入低渗透支护结构和顶板之间，利用充填体进行顶板地压管理。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (7)
1.一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、沿矿体走向设置若干采场，每个采场的长度为80-100m，采场宽度与矿体厚度一致，沿采场高度方向每隔10-15m设计一个分段，每3-4个分段设计一个中段运输巷道；
步骤2、矿体首采分层高度设置为5m，采用空场法开采，首层开采完后采用低渗透支护结构对顶板进行支护；
步骤3、每个矿房的首采分层开采完成后，对于下一阶段矿房，利用扇形中深孔进行爆破；
步骤4、爆破完成后利用铲运机和无轨运输车辆进行铲装作业，随着上部崩落岩层的不断降低，利用崩落的矿石进行地压管理，通过观察，当低渗透支护结构通过上部分层底板时，利用上分层穿脉巷道设计移动式充填站，将配置好的充填料浆充入低渗透支护结构和矿房顶板之间，利用充填体进行顶板地压管理。
2.如权利要求1所述的一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法，其特征在于：所述矿体开采开拓方式采用斜坡道开拓、斜井开拓或联合开拓方法。
3.如权利要求1所述的一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法，其特征在于：所述矿体开采过程中需开设若干巷道，包括沿采场两端设计的穿脉巷道，并掘进沿脉巷道将两侧穿脉巷道贯通，沿矿体走向长度方向，每隔80-100m设计一个穿脉巷道。
4.如权利要求1所述的一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法，其特征在于：所述低渗透支护结构包括一层钢筋网格和一层敷设在钢筋网格上的低渗透膜，该结构在每一个首层分层矿房开采完成后进行安装，分别安装在首采层的顶部和侧部，对整个矿房顶板和周向区域进行支护。
5.如权利要求1所述的一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法，其特征在于：所述步骤3中在利用扇形中深孔进行爆破时，为减小爆破震动，使用毫秒微差爆破，一次起爆不超过3排炮孔。
6.如权利要求1所述的一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法，其特征在于：所述步骤3中为提供爆破补偿空间，需在矿体一侧端部沿矿体倾斜方向向上掘进切割槽，切割槽高度小于分段高度，切割槽的设计为后续爆破后的岩石提供补偿空间。
7.如权利要求1所述的一种适用于缓倾斜薄矿体的低贫化采矿方法，其特征在于：所述每个矿房分层开采过程中在矿房分层区域右上角形成三角形残矿区，为开采该三角形残矿区，从上分层向下掘进盲竖井，并掘进穿脉巷道与沿脉巷道。
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