CN110388210A - 适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式 - Google Patents
适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式，沿矿体垂直方向每隔10～15m交替布置下分段采场(2)和上分段采场(3)，下分段采场(2)和上分段采场(3)组合成一个回采单元(1)，在回采单元(1)端部划出间柱(4)；下分段采场(2)内以切割天井(10)为自由面形成切割槽，矿石落入堑沟(9)，利用铲运机在装矿进路(8)中装矿，经出矿巷道(7)运搬至矿石溜井(11)中，再下放至运输巷道(12)装车运出。本发明将两个分段采场划成一个回采单元开采，共用出矿巷道、矿石溜井、斜坡道联络道等工程，降低了采准成本，节省了采准工作准备时间，提高了开采效率。采出废石既可加工成建材销售，又为尾砂充填新增堆存空间。
Description
技术领域
本发明属于地下矿山开采技术领域，具体涉及一种缓倾斜中厚矿体开采的采场结构布置。
背景技术
缓倾斜中厚矿体为倾角5°～30°，厚度4～15m的矿体。由于其固有的开采技术条件，一直被视为难采矿体。因矿体倾角较小，采用运搬设备进入采场出矿，作业很不安全，或开掘下盘底部结构装矿，因矿体厚度相对不大，造成采切工程量大、采矿成本高。
国内外矿山在缓倾斜中厚矿体开采方面，大多数仍主要采用房柱法或下盘底部结构的空场法开采。该两种方法难以兼顾缓倾斜中厚矿体的安全和低成本开采。主要表现在：
(1)采用房柱法开采缓倾斜中厚矿体，因矿体倾角较小，崩落矿石不能完全借助于自重放出，必须使用运搬设备进入采场内出矿，随着顶板暴露面积逐渐扩大，在尚无成熟可靠的顶板检护设备条件下，作业很不安全；且矿块内需留设点柱、顶底柱及间柱，矿量损失量大。
(2)沿垂直方向每隔10～15m将矿体划分分段，采用下盘底部结构的空场法开采缓倾斜中厚矿体。该方法需在每个分段均布置出矿底部结构，包括出矿巷道、装矿进路、堑沟、溜井及联络道等工程，因矿体厚度不大，造成采切比大、采矿成本大幅度提高。
可见，目前针对缓倾斜中厚矿体开采尚无安全、低成本的开采方法。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，充分结合缓倾斜中厚矿体赋存特点，而提供一种适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式。
为实现本发明的上述目的，本发明适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式采用以下技术方案：
本发明利用组合开采理念，将两个分段划成一个单元统一开采，单元内采场结构工程布置统筹设计，兼顾服务两个分段。采场结构布置方式具体方式为：沿矿体垂直方向交替布置下分段采场和上分段采场，相邻的一个下分段采场和一个上分段采场组成一个回采单元，在回采单元端部划出间柱，采区斜坡道布置在矿体下盘，斜坡道联络道布置在矿体下盘间柱中部，斜坡道联络道与采区斜坡道联通；出矿巷道布置在回采单元下部中央，下分段采场和上分段采场的下部中间区域各自布置堑沟，出矿巷道和堑沟之间设装矿进路，在下分段采场内以切割天井为自由面形成切割槽，切割天井的下端与堑沟联通；矿石溜井布置在间柱内出矿巷道的一侧，矿石溜井的下部与运输巷道联通，运输巷道布置在矿体脉外的下盘，矿石经矿石溜井下放至运输巷道装车运出；回采结束采用尾砂胶结充填采场，形成充填体。
所述的回采单元的长度60～100m、高度20～30m，回采单元的长度以80～100m为佳；所述的间柱宽9～12m，一般采用10m。
所述的下分段采场和上分段采场共用斜坡道联络道、出矿巷道和矿石溜井。
上分段采场采掘的下盘废石加工成建材外卖，并为尾砂充填新增堆存空间，实现绿色开采。
本发明适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式采用以上技术方案后，具有下列积极效果：
(1)采用下盘布置底部结构的出矿方案，避免了人工及运搬设备直接进入采场顶板作业，作业安全得到保障；
(2)将两个分段划成一个回采单元，两个分段采场共同利用斜坡道联络道、出矿巷道、溜井等其它联络道工程，采准工程量比传统单分段采矿法降低了20～30％，并省去部分采切工程准备时间，降低了采矿成本，提高了生产效率；
(3)上分段采场因其底部结构布置在下盘岩石中，虽造成矿石贫化率增加，但一方面可通过分采或大块抛尾方式，将废石分离并加工成建材外卖，由于国家禁止采石场运行，建材类废石价格高达每吨80～100元，多采废石作为建材销售，不仅可抵销其回采成本，而且会带来巨大的经济效益；另一方面，采掘下盘岩石为尾砂充填新增堆存空间，进一步减少地表尾砂堆存量，实现绿色开采。
附图说明
图1为本发明适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式的主视图。
图2为本发明适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式的底部结构布置图。
图3为本发明适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式的生产工艺流程图。
附图标记为：
1－回采单元；2－下分段采场；3－上分段采场；4－间柱；5－采区斜坡道；6－斜坡道联络道；7－出矿巷道；8－装矿进路；9－堑沟；10－切割天井；11－矿石溜井；12－运输巷道；13-充填体。
具体实施方式
为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式做进一步详细描述。
由图1所示的本发明适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式的主视图并结合图2看出，本发明适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式为：沿矿体垂直方向交替布置下分段采场2和上分段采场3，相邻的一个下分段采场2和一个上分段采场3组成一个回采单元1，在回采单元1端部划出间柱4；回采单元1的长度60～100m、高度20～30m，间柱4宽为10m。采区斜坡道5布置在矿体下盘，斜坡道联络道6布置在矿体下盘间柱4中部，斜坡道联络道6与采区斜坡道5联通；出矿巷道7布置在回采单元1下部中央，下分段采场2和上分段采场3的下部中间区域各自布置堑沟9，出矿巷道7和堑沟9之间设装矿进路8，在下分段采场2内以切割天井10为自由面形成切割槽，切割天井10的下端与堑沟9联通；下分段采场2和上分段采场3共用斜坡道联络道6、出矿巷道7和矿石溜井11。矿石溜井11布置在间柱4内出矿巷道7的一侧，矿石溜井11的下部与运输巷道12联通，运输巷道12布置在矿体脉外的下盘。矿石经矿石溜井11下放至运输巷道12装车运出；回采结束采用尾砂胶结充填采场，形成充填体13。
由图3所示的本发明适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式的生产工艺流程图看出，本发明在具体实施中采用以下工艺、步骤：
1)沿矿体垂直方向每隔10～15m交替布置下分段采场2和上分段采场3。
2)将将相邻的下分段采场2和上分段采场3组合成一个回采单元1，在回采单元1端部划出间柱4。
3)完成下分段采场2的采准工程，包括出矿巷道7、装矿进路8、堑沟9、矿石溜井11。
4)完成切割工程，在下分段采场2内利用切割天井10为自由面采用中深孔爆破，形成切割槽，切割天井10的下端与堑沟9联通；
5)采场落矿：以切割槽为自由面，采用中深孔向两侧后退式爆破，矿石落入堑沟9；
6)矿石运搬：采用铲运机将堑沟9中矿石经装矿进路8和出矿巷道7，卸入矿石溜井11后下放至位于矿体脉外下盘的运输巷道12运出；
7)采场出矿完毕：重复5)、6)工序，直至下分段采场2出矿完毕，在此过程中，控制下分段采场2采矿贫化率10％～18％，采出的废石作为建筑材料销售；
8)充填工作：对下分段采场2通道进行封闭，封闭墙强度满足设计要求后，保证充填接顶效果，形成充填体13；
9)回采并充填上分段采场3：依次重复3)、4)、5)、6)、7)、8)工序，并控制上分段采场3采矿贫化率20％～35％，采出的废石作为建筑材料销售，并为尾砂充填新增堆存空间，实现绿色开采。
本发明已在国内某200万吨地下铁矿开采中应用，每年降低采掘费用1000多万元，多采出建材用废石40万吨，增加销售收入3200万元，并解决了15万m3尾矿堆存空间，解决了此前全尾矿充填空间不足的难题，取得了意想不到的经济效益和社会、环境效益。
Claims (4)
1.一种适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式，其特征在于：沿矿体垂直方向交替布置下分段采场(2)和上分段采场(3)，相邻的一个下分段采场(2)和一个上分段采场(3)组成一个回采单元(1)，在回采单元(1)端部划出间柱(4)，采区斜坡道(5)布置在矿体下盘，斜坡道联络道(6)布置在矿体下盘间柱(4)中部，斜坡道联络道(6)与采区斜坡道(5)联通；出矿巷道(7)布置在回采单元(1)下部中央，下分段采场(2)和上分段采场(3)的下部中间区域各自布置堑沟(9)，出矿巷道(7)和堑沟(9)之间设装矿进路(8)，在下分段采场(2)内以切割天井(10)为自由面形成切割槽，切割天井(10)的下端与堑沟(9)联通；矿石溜井(11)布置在间柱(4)内出矿巷道(7)的一侧，矿石溜井(11)的下部与运输巷道(12)联通，运输巷道(12)布置在矿体脉外的下盘，矿石经矿石溜井(11)下放至运输巷道(12)装车运出；回采结束采用尾砂胶结充填采场，形成充填体(13)。
2.如权利要求1所述的适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式，其特征在于：所述的回采单元(1)的长度60～100m、高度20～30m，所述的间柱(4)宽9～12m。
3.如权利要求2所述的适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式，其特征在于：所述的间柱(4)宽为10m。
4.如权利要求1、2或所述的适于缓倾斜中厚矿体组合分段开采的采场结构布置方式，其特征在于：所述的下分段采场(2)和上分段采场(3)共用斜坡道联络道(6)、出矿巷道(7)和矿石溜井(11)。
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