CN110374601B - 一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，特别适用于矿岩稳固、下层矿体厚度≥15m、上层矿体厚度≥8m的急倾斜双层矿体的回采。先采下层矿体，下层矿体矿块垂直于矿体走向布置，划分为矿房矿柱分两步进行回采；再采上层矿体，上层矿体矿块沿矿体走向布置，矿块内划分为矿房和间柱，只采矿房，留设间柱进行顶板管理与地压控制。上层矿体、下层矿体回采均采用阶段大直径深孔爆破落矿，崩落矿石在底部结构中采用铲运机出矿，空区嗣后充填。本发明具有作业安全、采切比少、采场生产能力大、效率高、地压控制效果好等优点。
Description
技术领域
本发明属于地下采矿领域，特别涉及一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，特别适用于矿岩稳固、下层矿体厚度≥15m、上层矿体厚度≥8m的急倾斜双层矿体的回采。
背景技术
当矿体呈层状产出且上下层矿体间的夹石层厚度较小时，则此时该矿体的回采难度将大大增加。
若将上下层矿体即中间夹石层统一作为一层完整的矿体考虑，即不剔除夹石层，将上下层矿体及夹石层一起进行回采，此时没有上下层矿体回采顺序相互制约以及工程布置方面的问题，但无法有效剔除夹石，大量废石混入将大大增加矿石贫化，降低出矿品位，影响矿石开采整体经济效益；若将上下层矿体分别考虑，则可有效剔除夹石，提高出矿品位，但此时将面临双层矿体回采顺序相互制约的问题，若不采取有效的技术手段和措施，则某一层矿体回采时将破坏另一层矿体的开采环境，造成另一层矿体后续难以回采或造成大的损失贫化，此外，上下两层矿体各自的采准切割工程布置难度大，一种可行的办法是在上下盘分别布置运输巷道和底部出矿结构，由此可解决工程布置与回采顺序的难题，但采用这种布置形式将在上盘增加大量的采准工程，且上下两层矿体回采时往往无法进行充分利用，导致采准切割工程重复布置，采准切割工程量大，成本高。
为此，本发明提供了一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，旨在解决矿岩稳固、下层矿体厚度≥15m、上层矿体厚度≥8m的急倾斜双层矿体回采时面临的上述回采顺序相互制约、采切工程无法有效充分利用等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其包括以下步骤：
步骤a.先采下层矿体，再采上层矿体，下层矿体矿块于矿体走向布置，矿块划分为矿房与矿柱分两步进行回采，上层矿体矿块沿矿体走向布置，矿块划分为矿房和间柱；
步骤b.在中段水平上沿矿体走向施工中段运输巷，自中段运输巷施工一段上向斜坡道，上向斜坡道落平点标高较中段运输巷抬高8-10m，然后自上向斜坡道落平点沿矿体走向施工下盘沿脉运输巷，并每隔100-150m布置一条溜矿井连通中段运输巷与下盘沿脉运输巷；
步骤c.垂直于下盘沿脉运输巷在下层矿体一步骤矿房、二步骤矿柱中心线位置施工垂直走向拉底凿岩巷，垂直走向拉底凿岩巷施工至下层矿体与夹石层交界处，然后自下盘沿脉运输巷垂直于矿体走向在相邻两条垂直走向拉底凿岩巷中间施工出矿穿脉，出矿穿脉穿过夹石层至上层矿体脉内，然后采用沿走向拉底凿岩巷将上层矿体矿房两端出矿穿脉连通，形成上层矿体回采时的底部出矿结构；自出矿穿脉每隔10-12m施工一条出矿进路与垂直走向拉底凿岩巷连通，形成下层矿体回采时的底部出矿结构；
步骤d.沿下层矿体矿房或矿柱中心线垂直于上中段的中段运输巷施工凿岩硐室联络巷至下层矿体下盘边界，然后在下层矿体矿房或矿柱顶部施工形成凿岩硐室；
步骤e.回采下层矿体，下层矿体回采时分两步回采，第一步回采矿房，采空区采用胶结充填体充填，第二步回采矿柱，采空区底部及顶部采用胶结充填体充填，其余位置采用非胶结充填体充填，矿房或矿柱回采时采用潜孔钻机在凿岩硐室中施工大直径阶段深孔，人工装药爆破，崩落矿石在底部出矿结构中采用铲运机出矿；
步骤f.下层矿体回采完毕且充填体强度达到设计要求后，开始回采上层矿体，上层矿体回采时只回采矿房，间柱作为永久矿柱不回采，上层矿体矿房回采时，首先垂直于上中段的中段运输巷施工新的凿岩硐室联络巷穿过下层矿体胶结充填体与夹石层至上层矿体矿房下盘边界，然后在矿房顶部施工形成凿岩硐室，采用潜孔钻机在凿岩硐室中施工大直径阶段深孔，人工装药爆破，崩落矿石在底部出矿结构中采用铲运机出矿，采空区底部采用胶结充填体充填，其余采空区采用非胶结充填体充填。
所述步骤a中，下层矿体矿房沿走向跨度为10-15m，下层矿体矿柱沿走向跨度为15-20m，上层矿体矿房沿走向长度为40-50m，上层矿体间柱沿走向长度为8-10m。
所述下层矿体矿房、矿柱及上层矿体矿房回采时，均采用深孔爆破成井的方法形成切割天井，切割天井形成后以切割天井为自由面阶段全孔侧向爆破形成切割槽。
所述上层矿体矿房回采时，切割天井的井底应位于上层矿体矿房底部中间位置的出矿穿脉与沿走向拉底凿岩巷的相交处，切割天井角度为90°。
所述步骤e中，下层矿体矿房或矿柱回采后，采空区底部充填的胶结充填体28天单轴抗压强度应大于等于3.0Mpa,充填高度为8-10m；采空区顶部充填的胶结充填体28天单轴抗压强度应大于等于5.0Mpa，充填高度为4-6m。
所述步骤f中，上层矿体矿房回采时，崩落矿石采用铲运机经出矿穿脉铲装后卸入所述溜矿井，然后经溜矿井底部振动放矿机装入有轨矿车或无轨矿用卡车中，采场残余矿石采用遥控铲运机进行出矿。
所述步骤f中，上层矿体矿房回采后，采空区底部充填的胶结充填体28天单轴抗压强度应大于等于3.0Mpa，充填高度为8-10m。
所述步骤f中，凿岩硐室联络巷的条数为2条，分别位于上层矿体矿房的左右端部。
有益效果
与现有技术和方法相比，本发明提供的一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法具有以下有益效果：(1)作业安全性好。人员设备不用暴露在大面积空区下，作业安全有保障；(2)上下层矿体回采共用一套采准出矿系统，工程重复利用率高，综合采切比低；(3)采用阶段大直径深孔爆破崩矿，一次爆破量大，采场生产能力大，生产效率高；(4)采用充填体与永久间柱共同进行空区管理与地压控制，地压控制效果进一步得到加强。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明下层矿体回采时的正视图；
图2为本发明下层矿体回采时的侧视图；
图3为本发明上层矿体回采时的正视图；
图4为本发明上层矿体回采时的侧视图；
图5为本发明的俯视图。
图中：1-下层矿体；2-夹石层；3-上层矿体；4-中段运输巷；5-下盘沿脉运输巷；6-溜矿井；7-垂直走向拉底凿岩巷；8-出矿穿脉；9-沿走向拉底凿岩巷；10-出矿进路；11-凿岩硐室联络巷；12-凿岩硐室；13-胶结充填体；14-阶段大直径深孔；15-崩落矿石；16-切割天井。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明提供的一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其包含以下步骤：
步骤a.先采下层矿体1，再采上层矿体3，下层矿体1矿块于矿体走向布置，矿块划分为矿房与矿柱分两步进行回采，上层矿体3矿块沿矿体走向布置，矿块划分为矿房和间柱。下层矿体1矿房沿走向跨度为10-15m，下层矿体1矿柱沿走向跨度为15-20m，上层矿体3矿房沿走向长度为40-50m，上层矿体3间柱沿走向长度为8-10m。
步骤b.在中段水平上沿矿体走向施工中段运输巷4，自中段运输巷施工一段上向斜坡道，上向斜坡道落平点标高较中段运输巷抬高8-10m，然后自上向斜坡道落平点沿矿体走向施工下盘沿脉运输巷5，并每隔100-150m布置一条溜矿井6连通中段运输巷4与下盘沿脉运输巷5。
步骤c.垂直于下盘沿脉运输巷5在下层矿体1一步骤矿房、二步骤矿柱中心线位置施工垂直走向拉底凿岩巷7，垂直走向拉底凿岩巷7施工至下层矿体1与夹石层2交界处，然后自下盘沿脉运输巷5垂直于矿体走向在相邻两条垂直走向拉底凿岩巷7中间施工出矿穿脉8，出矿穿脉8穿过夹石层2至上层矿体3脉内，然后采用沿走向拉底凿岩巷9将上层矿体3矿房两端出矿穿脉8连通，形成上层矿体3回采时的底部出矿结构；自出矿穿脉8每隔10-12m施工一条出矿进路10与垂直走向拉底凿岩巷7连通，形成下层矿体1回采时的底部出矿结构。
步骤d.沿下层矿体1矿房或矿柱中心线垂直于上中段的中段运输巷4施工凿岩硐室联络巷11至下层矿体1下盘边界，然后在下层矿体1矿房或矿柱顶部施工形成凿岩硐室12，凿岩硐室12断面规格为(4-6)m×3.8m，相邻凿岩硐室12之间留设1.5m-2m宽条柱。
步骤e.回采下层矿体1，下层矿体1回采时分两步回采，第一步回采矿房，采空区采用胶结充填体13充填，第二步回采矿柱，采空区底部及顶部采用胶结充填体13充填，其余位置采用非胶结充填体充填，矿房或矿柱回采时采用T-150潜孔钻机在凿岩硐室12中施工大直径阶段深孔14，炮孔孔径165mm，孔网参数为3m×3m，人工装填粉状硝铵炸药，非电导爆管雷管起爆。崩落矿石15在底部出矿结构中采用2m3铲运机出矿。下层矿体1矿房或矿柱回采后，采空区底部充填的胶结充填体13的28天单轴抗压强度应大于等于3.0Mpa,充填高度为8-10m；采空区顶部充填的胶结充填体13的28天单轴抗压强度应大于等于5.0Mpa，充填高度为4-6m。
步骤f.下层矿体1回采完毕且充填体强度达到设计要求后，开始回采上层矿体3，上层矿体3回采时只回采矿房，间柱作为永久矿柱不回采，上层矿体3矿房回采时，首先垂直于上中段的中段运输巷4施工2条新的凿岩硐室联络巷11穿过下层矿体1胶结充填体13与夹石层2至上层矿体3矿房下盘边界，凿岩硐室联络巷11的条数为2条，分别位于上层矿体矿房的左右端部。然后在矿房顶部施工形成凿岩硐室12，凿岩硐室12断面规格为(4-6)m×3.8m，相邻凿岩硐室12之间留设1.5m-2m宽条柱。采用T-150潜孔钻机在凿岩硐室12中施工大直径阶段深孔14，炮孔孔径165mm，孔网参数为3m×3m，人工装药爆破，崩落矿石15采用2m3铲运机经出矿穿脉8铲装后卸入所述溜矿井6，然后经溜矿井6底部振动放矿机装入有轨矿车或无轨矿用卡车中，采场残余矿石采用遥控铲运机进行出矿。
所述下层矿体1矿房、矿柱及上层矿体3矿房回采时，均采用深孔爆破成井的方法形成切割天井16，其断面规格为3m×3m，切割天井16形成后以切割天井16为自由面阶段全孔侧向爆破形成切割槽。
所述上层矿体矿房回采时，切割天井16的井底应位于上层矿体3矿房底部中间位置的出矿穿脉8与沿走向拉底凿岩巷9的相交处，切割天井16角度为90°。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其特征在于包括以下步骤：
步骤a.先采下层矿体，再采上层矿体，下层矿体矿块于矿体走向布置，矿块划分为矿房与矿柱分两步进行回采，上层矿体矿块沿矿体走向布置，矿块划分为矿房和间柱；
步骤b.在中段水平上沿矿体走向施工中段运输巷，自中段运输巷施工一段上向斜坡道，上向斜坡道落平点标高较中段运输巷抬高8-10m，然后自上向斜坡道落平点沿矿体走向施工下盘沿脉运输巷，并每隔100-150m布置一条溜矿井连通中段运输巷与下盘沿脉运输巷；
步骤c.垂直于下盘沿脉运输巷在下层矿体一步骤矿房、二步骤矿柱中心线位置施工垂直走向拉底凿岩巷，垂直走向拉底凿岩巷施工至下层矿体与夹石层交界处，然后自下盘沿脉运输巷垂直于矿体走向在相邻两条垂直走向拉底凿岩巷中间施工出矿穿脉，出矿穿脉穿过夹石层至上层矿体脉内，然后采用沿走向拉底凿岩巷将上层矿体矿房两端出矿穿脉连通，形成上层矿体回采时的底部出矿结构；自出矿穿脉每隔10-12m施工一条出矿进路与垂直走向拉底凿岩巷连通，形成下层矿体回采时的底部出矿结构；
步骤d.沿下层矿体矿房或矿柱中心线垂直于上中段的中段运输巷施工凿岩硐室联络巷至下层矿体下盘边界，然后在下层矿体矿房或矿柱顶部施工形成凿岩硐室；
步骤e.回采下层矿体，下层矿体回采时分两步回采，第一步回采矿房，采空区采用胶结充填体充填，第二步回采矿柱，采空区底部及顶部采用胶结充填体充填，其余位置采用非胶结充填体充填，矿房或矿柱回采时采用潜孔钻机在凿岩硐室中施工大直径阶段深孔，人工装药爆破，崩落矿石在底部出矿结构中采用铲运机出矿；
步骤f.下层矿体回采完毕且充填体强度达到设计要求后，开始回采上层矿体，上层矿体回采时只回采矿房，间柱作为永久矿柱不回采，上层矿体矿房回采时，首先垂直于上中段的中段运输巷施工新的凿岩硐室联络巷穿过下层矿体胶结充填体与夹石层至上层矿体矿房下盘边界，然后在矿房顶部施工形成凿岩硐室，采用潜孔钻机在凿岩硐室中施工大直径阶段深孔，人工装药爆破，崩落矿石在底部出矿结构中采用铲运机出矿，采空区底部采用胶结充填体充填，其余采空区采用非胶结充填体充填。
2.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其特征在于：所述步骤a中，下层矿体矿房沿走向跨度为10-15m，下层矿体矿柱沿走向跨度为15-20m，上层矿体矿房沿走向长度为40-50m，上层矿体间柱沿走向长度为8-10m。
3.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其特征在于：所述下层矿体矿房、矿柱及上层矿体矿房回采时，均采用深孔爆破成井的方法形成切割天井，切割天井形成后以切割天井为自由面阶段全孔侧向爆破形成切割槽。
4.根据权利要求3所述的一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其特征在于：所述上层矿体矿房回采时，切割天井的井底应位于上层矿体矿房底部中间位置的出矿穿脉与沿走向拉底凿岩巷的相交处，切割天井角度为90°。
5.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其特征在于：所述步骤e中，下层矿体矿房或矿柱回采后，采空区底部充填的胶结充填体28天单轴抗压强度应大于等于3.0Mpa,充填高度为8-10m；采空区顶部充填的胶结充填体28天单轴抗压强度应大于等于5.0Mpa，充填高度为4-6m。
6.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其特征在于：所述步骤f中，上层矿体矿房回采时，崩落矿石采用铲运机经出矿穿脉铲装后卸入所述溜矿井，然后经溜矿井底部振动放矿机装入有轨矿车或无轨矿用卡车中，采场残余矿石采用遥控铲运机进行出矿。
7.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其特征在于：所述步骤f中，上层矿体矿房回采后，采空区底部充填的胶结充填体28天单轴抗压强度应大于等于3.0Mpa，充填高度为8-10m。
8.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体安全高效采矿法，其特征在于：所述步骤f中，凿岩硐室联络巷的条数为2条，分别位于上层矿体矿房的左右端部。
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- 2019-07-25 CN CN201910677841.9A patent/CN110374601B/zh active Active
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