CN110005412B - 一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法 - Google Patents

一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法，沿矿体走向划分采区进行连续回采，工作面呈前倾式伪倾斜布置，以伪倾斜分条为单位进行开采，各分条内先切底，抛废完成后在废石上铺上橡胶垫再爆落上层矿石，切底炮孔沿矿体倾向平行布置，爆破指向为空区一侧，崩矿炮孔沿矿体走向平行布置，与切底炮孔垂直，爆破指向为矿体底板及采区下方，采用分段微差起爆进行定向抛掷爆破。本发明的采矿方法，有利于提高工作面安全性，提高倾斜极薄矿脉开采的矿石回收率及出矿品位，采准工程量少，采矿成本较低。

Description

一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法
技术领域
本发明属于非煤地下采矿技术领域，具体地说，涉及一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法。
背景技术
在非煤地下矿山，常采用削壁充填法或分采分运的房柱法或全面法来回采倾斜极薄矿脉。这些采矿方法存在的主要问题有：工作面倾斜角过大，工人常发生滑跌等事故；削壁废石处理不当，劳动强度大、工作面安全性差；技术措施不周全，资源回收率低、出矿品位低；采切工程量大，开采成本高等。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种经济而高效、资源回收率较高、贫化率较低的采矿方法，通过优化工作面优化布置、切底和落矿工艺及回采顺序，优化采准工程布置等，最终达到提高工作面安全性，提高倾斜极薄矿脉开采的矿石回收率及出矿品位，降低采矿成本。本发明提供的采矿方法，适用于矿体上盘围岩中等以上稳固的倾斜极薄矿体开采。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法，中段内不再划分矿块，沿矿体走向每500～1000m划分为一个采区，各采区独立组织生产，采区内连续回采，减少了间柱量，有利于提高资源回收率。
采区内回采时，沿矿体走向从采区一端向另一端回采，工作面沿矿体走向呈前倾式伪倾斜布置，即工作面轴线的真倾角应控制在28°以内，以利于工作人员行走、作业安全。工作面呈前倾斜，使空区内充填的废石使终位于工作面的下方，相比后倾斜工作面更安全，避免空区内废石在爆破震动等作用下滚至工作面威胁作业人员及设备安全。
在工作面上，将矿体沿走向划分为伪倾斜分条，以分条为单位进行开采，分条内先进行切底，再采矿，切底厚度根据矿体厚度而定，保证切底厚度+矿体厚度≥1.6m，保证作业面有效作业空间。
切底采用浅孔爆破，切底炮孔沿矿体倾向平行布置，爆破指向为空区侧，采用分段微差起爆进行定向抛掷爆破，炮孔起爆顺序为自伪倾斜工作面的上方向下方依次逐排起爆。切底废石在爆力作用下抛掷于空区一侧形成废石推，少量废石采用电耙向空区一侧进行运搬，耙子反向安装，耙运方向沿工作面向上，废石在自重作用上沿底板滑滚至斜下方废石堆。废石的运搬利用了爆力与机械，人工劳动强度小，作业时间少。充填入空区的废石对矿体上盘围岩有一定的支承作用，可有效减小地表塌陷或沉降量。充填入空区的废石提供给工作面工人作业站立支撑点，提高了作业面的安全。
落矿采用浅孔爆破，崩矿炮孔沿矿体走向平行布置，与切底炮孔呈垂直关系，爆破指向为矿体底板及采区下方，采用分段微差起爆进行定向抛掷爆破，起爆顺序是自伪倾斜工作面的下方向上方依次逐排起爆。矿石利用爆力及自重，大部分可落入采区的中下部，减少了出矿耙运作业量。
崩矿爆破前，在工作面靠空区一侧的废石堆上先铺上一层橡胶垫，橡胶垫采用顺坡搭接，能减少崩落矿石混入废石堆中，既可提高矿石回收率，又可提高出矿品位。
本发明中，中段运输平巷掘在矿体下盘脉外，每隔40～60m向矿体掘一条人行井、一条矿石溜井。在采区底部沿走向掘进超前切割平巷，在采区端部沿矿体向上呈伪倾斜角掘进切割上山。采区采切工程量少，减少了采矿成本及采切作业时间。
一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法，包括以下步骤：
S1：采区设置：沿矿体走向每500～1000m划分为一个采区，采区内沿走向从一端向另一端回采。中段运输平巷掘在矿体下盘脉外，沿矿体走向每隔40～60m用人行井与采区联络。中段间留设厚为2～4m的中段矿柱；
S2：采准与切割：自中段运输平巷沿矿体走向每隔40～60m向矿体掘人行井、矿石溜井至矿体内；在采区底部沿走向掘进超前切割平巷；在采区端部沿矿体向上呈伪倾斜角掘进切割上山，并与上中段运输平巷贯通，切割上山轴线真倾角应控制在28°以内，以利于人员行走、作业安全；
S3：切底：回采分条内，先进行切底，切底炮孔沿矿体倾向平行布置，爆破指向为右侧空区，采用分段微差起爆进行定向抛掷爆破，炮孔起爆顺序为自伪倾斜工作面的上方向下方依次逐排起爆，切底废石主要利用爆力抛掷于空区一侧，少量废石采用电耙向空区一侧进行运搬，耙子反向安装，耙运方向沿工作面向上，废石在自重作用上沿底板滑滚至斜下方废石堆；
S4：采矿：崩矿爆破前，在工作面靠空区一侧的废石上先铺上一层橡胶垫，减少崩落矿石混入废石堆中，橡胶垫采用顺坡搭接；崩矿炮孔沿矿体走向平行布置，与切底炮孔呈垂直关系，爆破指向为矿体底板及采区下方，采用分段微差起爆进行定向抛掷爆破，起爆顺序是自伪倾斜工作面的下方向上方依次逐排起爆；崩落矿石掉在橡胶垫上，采用电耙向下耙运至下方超前切割平巷，再用电耙水平耙运至后方矿石溜井中；矿石耙运完成，回收像胶垫作二次使用；
S5：空区管理：采空区采用切底废石进行充填，中段矿柱不回收，通往空区的通道采用木板进行密闭。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明将矿体沿走向以采区为单位进行连续回采，减少了间柱占用资源量，相对矿块式开采减少了切割上山、顶沿等采切工程量，采矿成本相应下降；将工作面设置为前倾式伪倾斜布置，使切底废石抛弃在工作面的斜下方，避免了松动废石威胁下方人员及设备的安全；优化切底炮孔及崩矿炮孔的布置，充分利用爆力作用来抛弃及矿石运搬，减少了人工劳动强度，采矿工效得以提升。
本发明适用于开采矿体上盘围岩中等以上稳固的倾斜极薄矿体。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：
图1为本发明一实施例采场正视图；
图2为本发明一实施例采场Ⅰ-Ⅰ横剖面图。
图中：1-中段运输平巷；2-人行井；3-矿石溜井；4-超前切割平巷；5-电耙绞车；6-钢绳；7-电耙耙子；8-切割上山；9-废石；10-中段矿柱；11-切底炮孔；12-崩矿炮孔；13-橡胶垫；14-安全通道；15-木板；16-矿体。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例所述的一种开采倾斜极薄矿脉的采矿方法，矿体倾角40°，厚度0.6m，上盘岩石中等以上稳固。采用本发明提供的采矿方法进行开采，其主要工艺如下：
采区设置：沿矿体走向每500m划分为一个采区，采区内沿走向从一端向另一端回采。中段高25m，中段运输平巷1掘在矿体下盘脉外，距离矿体底板3m，沿矿体走向每隔50m用人行井2与采区联络。中段间留设厚为3m的中段矿柱10。
采准与切割：自中段运输平巷1，沿矿体走向每隔50m向矿体掘人行井2、矿石溜井3至矿体内。在采区底部沿走向掘进超前切割平巷4。在采区端部沿矿体向上呈伪倾斜角掘进切割上山8，并与上中段运输平巷贯通。切割上山8的轴线真倾角应控制在28°以内，以利于人员行走、作业安全。
回采：将矿体沿走向划分为伪倾斜分条，以分条为单位进行开采，分条真宽度为2m。分条内，先进行切底，再采矿，切底厚度根据矿体厚度而定，保证切底厚度+矿体厚度≥1.6m。切底炮孔11沿矿体倾向平行布置，爆破指向为右侧空区，采用分段微差起爆进行定向抛掷爆破，炮孔起爆顺序为自伪倾斜工作面的上方向下方依次逐排起爆。崩矿炮孔12沿矿体走向平行布置，与切底炮孔11呈垂直关系，爆破指向为矿体底板及采区下方，采用分段微差起爆进行定向抛掷爆破，起爆顺序是自伪倾斜工作面的下方向上方依次逐排起爆。崩矿爆破前，在工作面靠空区一侧的废石9上先铺上一层橡胶垫13，减少崩落矿石混入废石堆中，橡胶垫采用顺坡搭接。
抛废与出矿：切底废石主要利用爆力抛掷于空区一侧，少量废石采用电耙7向空区一侧进行运搬，耙子反向安装，耙运方向沿工作面向上，废石在自重作用上沿底板滑滚至斜下方废石堆9。崩落矿石掉在橡胶垫13上，采用电耙向下耙运至下方超前切割平巷4，再用电耙水平耙运至后方矿石溜井3中。
空区管理：采空区采用切底废石9进行充填，中段矿柱10不回收，通往空区的通道采用木板14进行密闭。
本发明适用于开采矿体上盘围岩中等以上稳固的倾斜极薄矿体。本发明将矿体沿走向以采区为单位进行连续回采，减少了间柱占用资源量，相对矿块式开采减少了切割上山、顶沿等采切工程量，采矿成本相应下降；将工作面设置为前倾式伪倾斜布置，使切底废石抛弃在工作面的斜下方，避免了松动废石威胁下方人员及设备的安全；优化切底炮孔及崩矿炮孔的布置，充分利用爆力作用来抛弃及矿石运搬，减少了人工劳动强度，采矿工效得以提升。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (6)

1.一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法，其特征在于，沿矿体走向划分采区进行连续回采，工作面沿矿体走向呈前倾式伪倾斜布置，以伪倾斜分条为单位进行开采，各分条内先切底，再采矿，采用平行浅孔微差抛掷爆破，切底废石抛入采空区，在工作面靠空区一侧的废石上铺上橡胶垫减少矿石混入废石中，具体步骤为：
S1：采区设置：沿矿体走向每500～1000m划分为一个采区，采区内沿走向从一端向另一端回采，中段运输平巷掘在矿体下盘脉外，沿矿体走向每隔40～60m用人行井与采区联络，中段间留设厚为2～4m的中段矿柱；
S2：采准与切割：自中段运输平巷沿矿体走向每隔40～60m向矿体掘人行井、矿石溜井至矿体内；在采区底部沿走向掘进超前切割平巷；在采区端部沿矿体向上呈伪倾斜角掘进切割上山，并与上中段运输平巷贯通，切割上山轴线真倾角应控制在28°以内，以利于人员行走、作业安全；
S3：切底：回采分条内，先进行切底，切底炮孔沿矿体倾向平行布置，爆破指向为右侧空区，采用分段微差起爆进行定向抛掷爆破，炮孔起爆顺序为自伪倾斜工作面的上方向下方依次逐排起爆，切底废石主要利用爆力抛掷于空区一侧，少量废石采用电耙向空区一侧进行运搬，耙子反向安装，耙运方向沿工作面向上，废石在自重作用上沿底板滑滚至斜下方废石堆；
S4：采矿：崩矿爆破前，在工作面靠空区一侧的废石上先铺上一层橡胶垫，减少崩落矿石混入废石堆中，橡胶垫采用顺坡搭接；崩矿炮孔沿矿体走向平行布置，与切底炮孔呈垂直关系，爆破指向为矿体底板及采区下方，采用分段微差起爆进行定向抛掷爆破，起爆顺序是自伪倾斜工作面的下方向上方依次逐排起爆；崩落矿石掉在橡胶垫上，采用电耙向下耙运至下方超前切割平巷，再用电耙水平耙运至后方矿石溜井中；矿石耙运完成，回收像胶垫作二次使用；
S5：空区管理：采空区采用切底废石进行充填，中段矿柱不回收，通往空区的通道采用木板进行密闭。
2.根据权利要求1所述的一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法，其特征在于，工作面轴线与矿体走向的夹角根据矿体倾角而定，工作面轴线真倾角控制在不大于28度。
3.根据权利要求1所述的一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法，其特征在于，切底炮孔沿矿体倾向平行布置，爆破指向为空区一侧，崩矿炮孔沿矿体走向平行布置，与切底炮孔垂直，爆破指向为矿体底板及采区下方。
4.根据权利要求1所述的一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法，其特征在于，切底厚度根据矿体厚度而定，保证切底厚度+矿体厚度≥1.6m。
5.根据权利要求1所述的一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法，其特征在于，崩落矿石之前需在工作面靠空区一侧的废石堆上铺上橡胶垫，橡胶垫采用顺坡搭接。
6.根据权利要求1所述的一种回采倾斜极薄矿脉的采矿方法，其特征在于，矿体倾角大于30°，矿体厚度小于1.0m。
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