CN109667585A - 一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法 - Google Patents

Abstract

一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，涉及采矿技术领域。机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法包括：将矿体沿竖直方向上每25m划分一个中段，中段分为上层和下层，下层底部布置一条拉底巷道，采用悬臂式掘进机进行回采；拉底巷道回采完成后，退出悬臂式掘进机，在两条巷道深入矿体的一端布置扇形中深孔，先爆破上层，上层矿石崩落在上层和下层，上层的矿石采用扒渣机配合矿用运输车出矿，下层剩余矿石待下层爆破后采用扒渣机配合矿用运输车集中出矿。上述机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法采用分层爆破、分层阶段出矿加集中出矿的方式主要解决了传统技术中一次性起爆爆破效果差、出矿难度大、出矿率低的技术问题。

Description

一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，具体而言，涉及一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法。

背景技术

我国陕西省商洛市有较大的钒矿资源储量，该区域钒矿石主要为炭硅质岩夹泥岩型钒矿石，节理裂隙比较发育，围岩坚固性系数为4～6，矿体平均厚度15m，平均倾角72°。矿体顶板岩石由白云岩、（钙屑）砂岩、薄层炭硅质岩组成，底板岩石由中-薄层含炭灰岩夹泥岩或黄褐色泥岩组成。现在该区域大多数矿山采用的采矿方法为低阶段垂直巷道扇形深孔空场法（25m一个中段，一次性起爆），存在的问题主要有：（1）、由于矿体含泥量、水量较大，20m深孔凿岩精度低、炮孔变形严重，装药效果差，爆破效果差。（2）、一次起爆量大，爆破下来的矿体及冒落的顶底板围岩由于不能及时运出，堵塞出矿进路，进一步加剧矿体板结现象，加大出矿难度。（3）、扒渣机机械手行程有限，有效扒渣距离短，拉底平巷顶部20m矿体爆破后在顶板裸露情况下，工人无法操作扒渣机进入采场，导致远离出矿口的矿体无法扒运出来，加大矿石的损失率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，采用分层爆破、分层阶段出矿加集中出矿的方式主要解决了传统技术中一次性起爆爆破效果差、出矿难度大、出矿率低的技术问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，其包括以下步骤：

开采区域布置：

将矿体沿竖直方向上每25m划分一个中段，沿走向每200～400m划分一个矿块，矿块与矿块之间留设8～10m间柱，每个中段顶部留设5m顶柱6，余下20m分成上层3和下层4，上层3和下层4均为10m，上层3与下层4之间采用折线形斜坡道5，保留2m矿体作为上盘保护层7和下盘保护层8；

上层3顶部设置有上中段运输联巷11，下层4底部布置有本中段运输联巷10，上层3和下层4之间设置一条上层运输联巷12，上中段运输联巷11、本中段运输联巷10和上层运输联巷12平行，上层3和下层4爆破崩落的矿石20的底部各布置一条垂直于上层运输联巷12的拉底巷道1，每个矿块边界布置一条连通上中段运输联巷11、上层运输联巷12和本中段运输联巷10的溜井2，本中段运输联巷10和主运输巷17在水平方向上垂直，在矿块边界靠近溜井2处布置折线形斜坡道5，折线形斜坡道5从主运输巷17的开口端延伸至上层矿体拉底巷道1内；

设备配套：

回采拉底巷道1时采用的主要设备包括：悬臂式掘进机、扒渣机、矿用运输车；爆破矿体时采用的设备主要包括：凿岩钻机、扒渣机、矿用运输车。

开采方法：

将中段分为上层3和下层4，下层4底部布置一条拉底巷道1，采用悬臂式掘进机进行回采；拉底巷道1回采完成后，退出悬臂式掘进机，在两条巷道深入矿体的一端布置扇形中深孔9，先爆破上层3，上层3矿石崩落在上层3和下层4，上层3的矿石采用扒渣机配合矿用运输车出矿，下层4剩余矿石待下层4爆破后采用扒渣机配合矿用运输车集中出矿，回采拉底巷道1及爆破出矿时均采用局部通风机和风筒进行通风；

矿石运输流程：悬臂式掘进机/爆破落矿→扒渣机→矿用运输车→溜井2→中段主运输巷→主平硐→地面。

在本发明较佳的实施例中，上述折线形斜坡道5包括依次首尾连接第一斜坡道13、第一直巷道14、第二斜坡道15和第二直巷道16。

在本发明较佳的实施例中，上述第一斜坡道13的倾角为15度，第二斜坡道15与第一斜坡道13的夹角为30度且斜向上倾斜。

在本发明较佳的实施例中，上述折线形斜坡道5的断面为三心拱形，规格为宽2.8m×高2.8m。

在本发明较佳的实施例中，上述爆破的扇形中深孔9深度为7m，爆破长度为6m。

在本发明较佳的实施例中，上述下层4滞后上层6m进行爆破。

在本发明较佳的实施例中，上述拉底巷道1断面为矩形，规格宽3.5m×高3m。

在本发明较佳的实施例中，上述拉底巷道1围岩稳定时不采取支护措施，围岩破碎时采用槽钢加Ф6mm金属网片支护，棚间距1m。

本发明实施例的有益效果是：

（1）、上述机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法上层和下层同时开采，上层、下层分阶段出矿加集中出矿方式进行出矿，具体为爆破上层崩落在上层和下层，上层的矿石采用扒渣机配合矿用运输车出矿，下层剩余矿石待下层爆破后同样采用扒渣机配合矿用运输车集中出矿，故而出矿效率高。

（2）、分层爆破，爆破的扇形中深孔深度为7m，爆破长度为6m，一次爆破矿石量少，可有效控制炮孔参数、装药效果、爆破高度和出矿量，减少了矿石板结时间。

（3）、回采拉底巷道实现悬臂式掘进机机械落矿，减少对围岩的扰动，开采效率大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例钒矿开采主视方向的示意图；

图2为本发明实施例钒矿开采俯视方向的示意图；

图3为本发明实施例钒矿开采左视方向的示意图。

图标：1-拉底巷道；2-溜井；3-上层；4-下层；5-折线形斜坡道；6-顶柱；7-上盘保护层；8-下盘保护层；9-扇形中深孔；10-本中段运输联巷；11-上中段运输联巷；12-上层运输联巷；13-第一斜坡道；14-第一直巷道；15-第二斜坡道；16-第二直巷道；17-主运输巷；20-爆破崩落的矿石。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例涉及一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，在本实施例中上述采区参数如下：

矿体倾角：大于45°；

矿块走向长度：200m～400m；

中段高度：25m；

相邻矿块间矿柱宽度：8m～10m；

中段之间矿柱高度：小于等于5m；

分层高度：10m；

拉底巷道1宽度：3.5m；

拉底巷道1高度：3m；

爆破的扇形中深孔9深度：7m；

爆破长度：每次6m。

其包括以下步骤：

开采区域布置：

将矿体沿竖直方向上每25m划分一个中段，沿走向每200～400m划分一个矿块，矿块与矿块之间留设8～10m间柱，每个中段顶部留设5m顶柱6，余下20m分成上层3和下层4，上层3和下层4均为10m，上层3与下层4之间采用折线形斜坡道5，为防止破碎顶底板垮落，增加贫化程度，保留2m矿体作为上盘保护层7和下盘保护层8；

上层3顶部设置有上中段运输联巷11，下层4底部布置有本中段运输联巷10，上层3和下层4之间设置一条上层运输联巷12，上中段运输联巷11、本中段运输联巷10和上层运输联巷12平行，上层3和下层4爆破崩落的矿石20的底部各布置一条垂直于上层运输联巷12的拉底巷道1，每个矿块边界布置一条连通上中段运输联巷11、上层运输联巷12和本中段运输联巷10的溜井2，本中段运输联巷10和主运输巷17在水平方向上垂直，在矿块边界靠近溜井2处布置折线形斜坡道5，折线形斜坡道5从主运输巷17的开口端延伸至上层矿体拉底巷道1内。其中，在本实施例中折线形斜坡道5，断面为三心拱形，规格为宽2.8m×高2.8m。拉底巷道1的断面为矩形，规格宽3.5m×高3m，围岩稳定时不采取支护措施，围岩破碎时采用槽钢加Ф6mm金属网片支护，棚间距1m。在其他实施例中折线形斜坡道5可以采用其他形状，例如拱形，都能实现本实施例的技术效果，都在本实施例的保护范围中。

如图1-图3，折线形斜坡道5包括依次首尾连接第一斜坡道13、第一直巷道14、第二斜坡道15和第二直巷道16。第一斜坡道13的倾角为15度，第一直巷道14和第二直巷道16在水平方向上延伸，第二斜坡道15与第一斜坡道13的夹角为30度且斜向上倾斜。矿物开采过程中用到的物资和设备可以从上述折线形斜坡道5运输。应当理解，在本实施例中，折线形斜坡道5包括第一斜坡道13、第一直巷道14、第二斜坡道15和第二直巷道16，且第一斜坡道13的倾角为15度，第二斜坡道15与第一斜坡道13的夹角为30度且斜向上倾斜。在其他实施例中，第一直巷道14和第二直巷道16可以相对水平方向有一定角度，第一斜坡道13的倾斜角度也可以不是15度，折线形斜坡道5可以包括一条倾斜坡道，都能实现本实施例的技术效果，都在本实施例的保护范围中。

设备配套：

回采拉底巷道1时采用的主要设备包括：悬臂式掘进机、扒渣机、矿用运输车；爆破及运输矿体时采用的设备主要包括：凿岩钻机、扒渣机、矿用运输车。

开采方法：

将中段分为上层3和下层4，下层4底部布置一条拉底巷道1，采用悬臂式掘进机进行回采；拉底巷道1回采完成后，退出悬臂式掘进机，在两条巷道深入矿体的一端布置扇形中深孔9，爆破的扇形中深孔9深度为7m，爆破长度为6m，下层4滞后上层6m进行爆破，即上层3的爆破区域和下层4的爆破区域间隔6m，以确保在上层3和下层4同时开采的过程中，两层不会发生塌陷；先爆破上层3，上层3矿石崩落在上层3和下层4，上层3的矿石采用扒渣机配合矿用运输车出矿，下层4剩余矿石待下层4爆破后采用扒渣机配合矿用运输车集中出矿。回采拉底巷道1及爆破出矿时均采用现有技术的局部通风机和风筒进行通风。其中，矿石运输流程：悬臂式掘进机/爆破落矿→扒渣机→矿用运输车→溜井2→中段主运输巷→主平硐→地面。

综上所述，本发明提供一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，首先，上述机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法上层和下层同时开采，上层、下层分阶段出矿加集中出矿方式进行开采，具体为爆破上层崩落在上层和下层，上层的矿石采用扒渣机配合矿用运输车出矿，下层剩余矿石待下层爆破后采用扒渣机配合矿用运输车集中出矿，故而上层矿石回收两次，回收率高。其次，分层爆破，爆破的扇形中深孔深度为7m，爆破长度为6m，一次爆破矿石量少，可有效控制炮孔参数、装药效果及爆破高度，出矿量，减少了矿石板结时间。最后，拉底巷道实现悬臂式掘进机机械落矿，减少对围岩的扰动，开采效率大大提高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，其特征在于，其包括以下步骤：开采区域布置：将矿体沿竖直方向上每25m划分一个中段，沿走向每200～400m划分一个矿块，矿块与矿块之间留设8～10m间柱，每个中段顶部留设5m顶柱（6），余下20m分成上层（3）和下层（4），上层（3）和下层（4）均为10m，上层（3）与下层（4）之间采用折线形斜坡道（5）连接，保留2m矿体作为上盘保护层（7）和下盘保护层（8）；上层（3）顶部设置有上中段运输联巷（11），下层（4）底部布置有本中段运输联巷（10），上层（3）和下层（4）之间设置一条上层运输联巷（12），上中段运输联巷（11）、本中段运输联巷（10）和上层运输联巷（12）平行，上层（3）和下层（4）爆破崩落的矿石（20）的底部各布置一条垂直于上层运输联巷（12）的拉底巷道（1），每个矿块边界布置一条连通上中段运输联巷（11）、上层运输联巷（12）和本中段运输联巷（10）的溜井（2），本中段运输联巷（10）和主运输巷（17）在水平方向上垂直，在矿块边界靠近溜井（2）处布置折线形斜坡道（5），折线形斜坡道（5）从主运输巷（17）的开口端延伸至上层矿体拉底巷道（1）内；设备配套：回采拉底巷道（1）时采用的主要设备包括：悬臂式掘进机、扒渣机、矿用运输车；爆破及运输矿体时采用的设备主要包括：凿岩钻机、扒渣机、矿用运输车；开采方法：将中段分为上层（3）和下层（4），下层（4）底部布置一条拉底巷道（1），采用悬臂式掘进机进行回采；拉底巷道（1）回采完成后，退出悬臂式掘进机，在两条巷道深入矿体的一端布置扇形中深孔（9），先爆破上层（3），上层（3）矿石崩落在上层（3）和下层（4），上层（3）的矿石采用扒渣机配合矿用运输车出矿，下层（4）剩余矿石待下层（4）爆破后采用扒渣机配合矿用运输车集中出矿，回采拉底巷道（1）及爆破出矿时均采用局部通风机和风筒进行通风；矿石运输流程：悬臂式掘进机/爆破落矿→扒渣机→矿用运输车→溜井（2）→中段主运输巷→主平硐→地面。

2.根据权利要求1所述的一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，其特征在于，所述折线形斜坡道（5）包括依次首尾连接第一斜坡道（13）、第一直巷道（14）、第二斜坡道（15）和第二直巷道（16）。

3.根据权利要求2所述的一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，其特征在于，所述第一斜坡道（13）的倾角为15度，所述第二斜坡道（15）与所述第一斜坡道（13）的夹角为30度且斜向上倾斜。

4.根据权利要求2所述的一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，其特征在于，所述折线形斜坡道（5）的断面为三心拱形，规格为宽2.8m×高2.8m。

5.根据权利要求1所述的一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，其特征在于，所述爆破的扇形中深孔（9）深度为7m，爆破长度为6m。

6.根据权利要求5所述的一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，其特征在于，所述下层（4）滞后上层（3）6m进行爆破。

7.根据权利要求1所述的一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，其特征在于，所述拉底巷道（1）断面为矩形，规格宽3.5m×高3m。

8.根据权利要求7所述的一种机炮合采的急倾斜矿岩破碎钒矿开采方法，其特征在于，所述拉底巷道（1）围岩稳定时不采取支护措施，围岩破碎时采用槽钢加Ф6mm金属网片支护，棚间距1m。