CN110388209A - 一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，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，再采上层矿体，下层矿体采场垂直于矿体走向布置，划分为矿房与矿柱分两步进行回采，上层矿体采场沿矿体走向布置，同样划分为矿房和矿柱分两步进行回采。上层矿体、下层矿体回采均采用阶段大直径深孔爆破落矿，均是先采矿房，再采矿柱，矿房、矿柱回采后空区底部6m‑10m、顶部4m‑6m范围内采用高强度胶结充填体充填,矿房其余空区采用胶结充填体充填，矿柱其余空区采用低强度胶结充填体或非胶结充填体充填。本发明具有作业安全性好、采准切割工程量少、采场准备时间短、采场生产能力大、效率高等优点。
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阶段深孔采矿法，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
非煤矿山特别是有色金属矿山矿体赋存条件千变万化，常常呈层状产出，中间赋存有夹石层，特别是急倾斜双层矿体，该类型矿体在层状产出矿体中占了相当大一部分比例。
当上下层矿体间隔距离较远，即夹石层厚度较大时，其回采难度较小，此时可将上下层矿体视为两条互不影响的独立矿体，分别考虑其采矿方法、工程布置，其彼此之间的回采顺序对另外一条矿体的回采也不会造成大的影响。
当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，同时，上下两层矿体各自的采准切割工程布置难度大，往往需增加大量的采准切割工程。
为此，本发明提供了一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，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阶段深孔采矿法，其包括以下步骤：
步骤a.先采下层矿体，再采上层矿体，下层矿体采场垂直于矿体走向布置，划分为矿房与矿柱分两步进行回采，上层矿体采场沿矿体走向布置，同样划分为矿房和矿柱分两步进行回采。
步骤b.在中段水平上沿下层矿体走向施工下盘中段运输巷，自下盘中段运输巷道施工一段上向斜坡道，上向斜坡道落平点标高较下盘中段运输巷道抬高8m-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，在同一标高水平在上层矿体上盘围岩中沿矿体走向施工一条上盘沿脉运输巷。
步骤c.垂直于上盘沿脉运输巷每隔15m-20m施工一条出矿进路至上层矿体脉内，并采用沿走向拉底凿岩巷将各出矿进路连通，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，出矿穿脉连通下盘沿脉运输巷与沿走向拉底凿岩巷，然后自出矿穿脉每隔10m-12m施工一条出矿进路与垂直走向拉底凿岩巷连通，并每隔100m-150m布置一条溜矿井连通下盘中段运输巷与下盘沿脉运输巷，由此形成上层矿体、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下盘中段运输巷施工下盘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对应范围施工形成凿岩硐室，自上中段的上盘沿脉运输巷施工上盘凿岩硐室联络巷至上层矿体上盘边界，然后在上层矿体矿房或矿柱顶部对应范围施工形成凿岩硐室。
步骤e.上层矿体、下层矿体回采均采用阶段大直径深孔爆破落矿，均是先采矿房，然后再采矿柱，矿房、矿柱回采后空区底部6m-10m、顶部4m-6m范围内采用高强度胶结充填体充填,矿房其余空区采用胶结充填体充填，矿柱其余空区采用低强度胶结充填体或非胶结充填体充填。
优选地，所述步骤a中，上层矿体、下层矿体划分矿房和矿柱时，均采用“小矿房、大矿柱”的原则，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10-15m，上层矿体矿柱沿走向长度为35-40m。
优选地，所述步骤b中，上向斜坡道坡度小于等于15％。
优选地，所述步骤d中，上盘凿岩硐室联络巷与上中段的上盘沿脉运输巷呈伪倾斜布置，其坡度≤15％。
优选地，所述步骤e中，上层矿体、下层矿体回采时，均采用潜孔钻机在顶部的凿岩硐室中施工下向大直径深孔，炮孔直径120mm-165mm，孔网参数2.8m×2.8m-3.5m×4m(排距×孔距)，人工装填粉状硝铵炸药或卷装乳化炸药，采用VCR法或分段侧向进行爆破，崩落矿石在底部结构中采用铲运机进行出矿。
优选地，所述步骤e中，下层矿体回采时，崩落矿石全部采用铲运机经出矿穿脉、出矿进路进行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矿卡；所述上层矿体回采时，部分崩落矿石采用铲运机经出矿穿脉、出矿进路进行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卡中，另一部分崩落矿石采用铲运机经出矿进路进行铲装后直接在上盘沿脉运输巷中直接装入有轨矿车或无轨矿卡中。
优选地，所述步骤e中，高强度胶结充填体的28天单轴抗压强度应大于等于3.0Mpa,胶结充填体的28天单轴抗压强度应大于等于2.0Mpa。
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阶段深孔采矿法具有以下有益效果：
(1)作业安全有保障，作业环境好。本发明的采矿方法人员不用进入大暴露面积的采场中作业，安全有保障，同时采场通风效果好，环境好。
(2)采准切割工程量少，采场准备时间短，投产快。采用阶段深孔爆破的方式进行回采，只需要形成底部出矿结构与顶部凿岩硐室，无需形成其他分段工程，采准切割工程量相对其他分段采矿法工程量少，故采场准备时间短，能够快读投产。
(3)采场生产能力大，效率高。采场采用阶段大直径深孔爆破崩矿，一次爆破量大，崩落矿石在底部采用铲运机出矿，机械化程度高，采场生产能力大，生产效率高。
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-下盘中段运输巷；5-下盘沿脉运输巷；6-上盘沿脉运输巷；7-出矿进路；8-沿走向拉底凿岩巷；9-垂直走向拉底凿岩巷；10-出矿穿脉；11-溜矿井；12-下盘凿岩硐室联络巷；13-凿岩硐室；14-上盘凿岩硐室联络巷；15-阶段大直径深孔；16-高强度胶结充填体；17-崩落矿石；18-胶结充填体。
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。
一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，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采场垂直于矿体走向布置，划分为矿房与矿柱分两步进行回采，矿房沿矿体走向跨度为12m，矿柱沿矿体走向跨度为20m；上层矿体3采场沿矿体走向布置，同样划分为矿房和矿柱分两步进行回采，矿房沿矿体走向长度为10m，矿柱沿矿体走向长度为40m。
步骤b.在中段水平上沿下层矿体1走向施工下盘中段运输巷4，自下盘中段运输巷4施工一段上向斜坡道，上向斜坡道坡度为12％，上向斜坡道落平点标高较下盘中段运输巷4抬高8m-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，在同一标高水平在上层矿体上盘围岩中沿矿体走向施工一条上盘沿脉运输巷6。
步骤c.垂直于上盘沿脉运输巷6每隔15m-20m施工一条出矿进路7至上层矿体3脉内，并采用沿走向拉底凿岩巷8将各出矿进路7连通，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9，垂直走向拉底凿岩巷9施工至下层矿体与夹石层2交界处，然后在相邻两条垂直走向拉底凿岩巷9中间施工出矿穿脉10，出矿穿脉连通下盘沿脉运输巷5与沿走向拉底凿岩巷8，然后自出矿穿脉10每隔10m-12m施工一条出矿进路7与垂直走向拉底凿岩巷9连通，并每隔100m-150m布置一条溜矿井11连通下盘中段运输巷4与下盘沿脉运输巷5，由此形成上层矿体3、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下盘中段运输巷4施工下盘凿岩硐室联络巷12至下层矿体1下盘边界，然后在下层矿体1矿房或矿柱顶部对应范围施工形成凿岩硐室13，凿岩硐室断面规格为(4-6)m×3.8m，相邻凿岩硐室之间留设1.5m-2m宽条柱。自上中段的上盘沿脉运输巷6施工上盘凿岩硐室联络巷14至上层矿体3上盘边界，上盘凿岩硐室联络巷14与上中段的上盘沿脉运输巷6呈伪倾斜布置，其坡度≤15％。然后在上层矿体3矿房或矿柱顶部对应范围施工形成凿岩硐室13，凿岩硐室断面规格为(4-6)m×3.8m，相邻凿岩硐室之间留设1.5m-2m宽条柱。
步骤e.下层矿体1、上层矿体3回采时，均采用潜孔钻机在顶部的凿岩硐室13中施工下向大直径深孔15，炮孔直径120mm-165mm，孔网参数2.8m×2.8m-3.5m×4m(排距×孔距)，人工装填粉状硝铵炸药或卷装乳化炸药，采用VCR法或分段侧向进行爆破，崩落矿石17在底部结构中采用铲运机进行出矿。下层矿体1回采时，崩落矿石17全部采用铲运机经出矿穿脉10、出矿进路7进行铲装后卸入所述溜矿井11，然后经溜矿井11底部振动放矿机装入有轨矿车或矿卡；所述上层矿体3回采时，部分崩落矿石17采用铲运机经出矿穿脉10、出矿进路7进行铲装后卸入所述溜矿井11，然后经溜矿井11底部振动放矿机装入有轨矿车或无轨矿卡中，另一部分崩落矿石17采用铲运机经出矿进路7进行铲装后直接在上盘沿脉运输巷6中直接装入有轨矿车或无轨矿卡中。矿石出矿完毕后对采空区进行充填。矿房、矿柱回采后空区底部6m-10m、顶部4m-6m范围内采用高强度胶结充填体16充填,高强度胶结充填体16的28天单轴抗压强度应大于等于3.0Mpa,矿房其余空区采用胶结充填体18充填，胶结充填体18的28天单轴抗压强度应大于等于2.0Mpa，矿柱其余空区采用低强度胶结充填体或非胶结充填体充填。
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 (7)
1.一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，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，下层矿体采场垂直于矿体走向布置，划分为矿房与矿柱分两步进行回采，上层矿体采场沿矿体走向布置，同样划分为矿房和矿柱分两步进行回采；
步骤b.在中段水平上沿下层矿体走向施工下盘中段运输巷，自下盘中段运输巷道施工一段上向斜坡道，上向斜坡道落平点标高较下盘中段运输巷道抬高8m-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，同一标高上在上层矿体的上盘围岩中沿矿体走向施工一条上盘沿脉运输巷；
步骤c.垂直于上盘沿脉运输巷每隔15m-20m施工一条出矿进路至上层矿体脉内，并采用沿走向拉底凿岩巷将各出矿进路连通，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，出矿穿脉连通下盘沿脉运输巷与沿走向拉底凿岩巷，然后自出矿穿脉每隔10m-12m施工一条出矿进路与垂直走向拉底凿岩巷连通，并每隔100m-150m布置一条溜矿井连通下盘中段运输巷与下盘沿脉运输巷，由此形成上层矿体、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下盘中段运输巷施工下盘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对应范围施工形成凿岩硐室，自上中段的上盘沿脉运输巷施工上盘凿岩硐室联络巷至上层矿体上盘边界，然后在上层矿体矿房或矿柱顶部对应范围施工形成凿岩硐室；
步骤e.上层矿体、下层矿体回采均采用阶段大直径深孔爆破落矿，均是先采矿房，然后再采矿柱，矿房、矿柱回采后空区底部6m-10m、顶部4m-6m范围内采用高强度胶结充填体充填,矿房其余空区采用胶结充填体充填，矿柱其余空区采用低强度胶结充填体或非胶结充填体充填。
2.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，其特征在于：所述步骤a中，上层矿体、下层矿体划分矿房和矿柱时，均采用“小矿房、大矿柱”的原则，下层矿体矿房沿走向跨度为10m-15m，下层矿体矿柱沿走向跨度为15m-20m，上层矿体矿房沿走向长度为10m-15m，上层矿体矿柱沿走向长度为35m-40m。
3.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，其特征在于：所述步骤b中，上向斜坡道坡度小于等于15％。
4.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，其特征在于：所述步骤d中，上盘凿岩硐室联络巷与上中段的上盘沿脉运输巷呈伪倾斜布置，其坡度小于等于15％。
5.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，其特征在于：所述步骤e中，上层矿体、下层矿体回采时，均采用潜孔钻机在顶部的凿岩硐室中施工下向大直径深孔，炮孔直径120mm-165mm，孔网参数2.8m×2.8m-3.5m×4m(排距×孔距)，人工装填粉状硝铵炸药或卷装乳化炸药，采用VCR法或分段侧向进行爆破，崩落矿石在底部结构中采用铲运机进行出矿。
6.根据权利要求1或5所述的一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，其特征在于：所述步骤e中，下层矿体回采时，崩落矿石全部采用铲运机经出矿穿脉、出矿进路进行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矿卡；所述上层矿体回采时，部分崩落矿石采用铲运机经出矿穿脉、出矿进路进行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卡中，另一部分崩落矿石采用铲运机经出矿进路进行铲装后直接在上盘沿脉运输巷中直接装入有轨矿车或无轨矿卡中。
7.根据权利要求1所述的一种急倾斜双层矿体阶段深孔采矿法，其特征在于：所述步骤e中，高强度胶结充填体的28天单轴抗压强度应大于等于3.0Mpa,胶结充填体的28天单轴抗压强度应大于等于2.0Mpa。
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