CN111005721A - 一种急倾斜中厚矿体的采矿方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种急倾斜中厚矿体的采矿方法。本发明采用长矿房连续回采、各分段单独出矿、分段式采准切割、中深孔连续爆破后退式落矿、铲运机连续出矿的开采方法进行急倾斜中厚矿体的开采。该方法缩短了采场的回采时间，实现高强度和大规模集中开采，利于对深部地压的管理及控制，采矿人员作业安全条件好。本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，生产能力大，很大程度上减少了采准切割工程量，提高了矿山生产效率；且该采矿方法回收率高，有利于保护地表，而且克服了分层充填繁杂作业循环的特点；同时，该采矿方法采用中深孔爆破，工艺简单、效率高。

Description

一种急倾斜中厚矿体的采矿方法

技术领域

本发明涉及矿山开采技术领域，尤其涉及一种急倾斜中厚矿体的采矿方法。

背景技术

我国工业发展和经济发展越来越迅速，对矿产资源的需求量也越来越多，因此，需要加大矿产资源开采力度，获取更多的矿产资源。急倾斜中厚矿体的开采在国内外矿山开采中较为常见。急倾斜中厚矿体指厚度4～15m，倾角大于55°的矿体。目前，对于急倾斜中厚矿体开采，依据矿岩稳固程度，分别可采用无底柱分段崩落法、阶段空场法以及嗣后充填法进行采矿。

无底柱分段崩落法主要在覆岩下放矿，而对于露天转地下矿山矿体上部为露天坑底，采用无底柱分段崩落法需要崩落围岩形成覆盖层，而在露天坑底崩落围岩极易诱发露天坑上下盘围岩产生大规模移动，造成地表塌陷冲击井下采场，给井下开采造成安全隐患；同时对于黄金等贵金属开采，矿石损失贫化大。采用阶段空场法开采，主要采用分段凿岩，阶段出矿，采准、切割工程量大，需留设顶柱、间柱造成矿石损失，采场形成生产能力时间长。嗣后充填法开采适合任何矿体形态及矿岩稳固程度的矿体开采，但是对于尾砂不能充填的矿山，采用该方法具有一定的困难。

申请号为CN201510160343.9的发明专利公开了一种两步骤分段空场嗣后充填采矿方法。该方法将矿体沿走向划分为矿块，将矿块划分为间柱与矿房，并进行间柱采准切割和矿房采准切割；然后回采间柱，嗣后高强度胶结充填；接着回采矿房，嗣后废石或尾砂充填。该方法虽然在一定程度上解决了急倾斜中厚矿体开采过程产能、充填及安全的问题，不足之处在于：矿柱的损失贫化大、采准工程量大。

申请号为CN201910226526.4的发明专利公开了一种适用于急倾斜薄中厚矿体的分段凿岩阶段出矿嗣后充填法。该方法沿矿体走向布置采场，采场中矿房和矿柱间隔布置，矿块共用矿石溜井和通风天井，矿石溜井和通风天井分别通过出矿穿脉和凿岩穿脉与出矿联巷、拉底巷道相通，出矿联巷位于矿体下盘；凿岩采用液压凿岩台车钻凿上向扇形中深孔，排与排之间炮孔错开布置，每次爆破1～2排炮孔。但是该方法的不足之处在于：矿柱矿量比例大、矿柱的损失贫化大、采准工程量大，且矿山生产效率不高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是为减少采准切割工程量，提高矿山生产效率，依据急倾斜中厚矿体的形貌特征，提供了一种急倾斜中厚矿体的采矿方法。

本发明为了解决上述发明目的，本发明提供了一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，包括如下步骤：

S1、采场参数：采用各分段单独出矿方式；在每个分段内将矿体沿走向划分为等宽的矿块，所述矿体厚度＜10m时所述矿块沿矿体走向布置；所述矿体厚度≥10m时所述矿块沿垂直矿体走向布置；所述矿块沿走向长为40～60m，分段高度为15～25m；

S2、采准切割：在所述每个分段内，设有脉内巷、下部凿岩出矿巷、上部充填巷、切割巷、切割天井以及设置于所述矿块两侧并用以沟通脉外分段巷的穿脉巷；其中，所述下部凿岩出矿巷布置在所述矿体的靠近下盘处；所述切割巷巷道布置在所述矿体的端部；所述切割天井布置在采场的端部；

S3、凿岩爆破：进入所述矿房的切顶水平，在所述矿房顶部设置切割槽，刷帮高度为3～5m，形成凿岩硐室，且在所述矿房一侧向相对一侧进行退采；首先在所述切割巷中钻凿上向平行孔，炮孔排距1.0～1.5m，平行炮孔间距1.5m，炮孔孔深5～15m，利用所述切割天井作为爆破自由面，采用平行加密布置的深孔爆破形成切割槽；所述矿房落矿时选用铵油炸药，采用非电导爆管雷管配合导爆索的方法形成起爆网络；在各分段下部凿岩出矿巷中钻凿上向炮孔，炮孔排距1.8～2.2m，孔距1.5m，炮孔直径60～90mm，向先行开凿的切割槽崩落矿石，单次次爆破3～5排；

S4、回采处理：在分段所述下部凿岩出矿巷中装矿时，将爆下的矿石通过所述下部凿岩出矿巷、所述穿脉巷装运至分段巷道内卡车装矿点，然后拉运到地表矿石堆场，铲运机装矿点至装车点的距离≤200m；

S5、采场充填：矿房宽度取15～20m，所述矿房自一侧向相对一侧退采，待形成充填空间后，采用坑内卡车将废石通过所述充填巷倒入采场至足够高度，形成初始废石堆，所述坑内卡车在废石堆上排废石；所述废石堆随矿房退采逐步向前推进，并与出矿工作面保持4～6m的距离，形成下分段爆破、出矿，上分段充填的工作方式；在矿房两侧宽4～6m，对采空区进行废石胶结或尾砂胶结充填，形成一定厚度的人工隔层，然后在其上部进行废石充填，用以作为采空区的隔离层；对局部破碎带采用管缝式锚杆与铁丝网联合方式对顶板进行支护；

S6、采场通风：利用矿井主风流进行通风，新鲜风流由所述分段巷经所述穿脉巷，沿着所述下部凿岩出矿巷进入采场，污风通过所述上部充填巷、所述穿脉巷回风至上部分段，汇集至回风井中经风机排出地表。

进一步地，在步骤S1中，所述矿块的宽度为矿体平均水平厚度。

进一步地，在步骤S1中，所述分段高度为20m。

进一步地，在步骤S2中，所述下部凿岩出矿巷和所述上部充填巷的布置原则为以最小的矿量损失率和矿石贫化率来确定巷道的位置。

进一步地，在步骤S2中，所述上部充填巷设有2个安全出口；其中，第一个出口为经过所述上部充填巷、矿块一侧的所述穿脉巷到达本分段所述脉外分段巷；第二个出口为经过采场到达所述下部凿岩出矿巷、矿块另一侧的所述穿脉巷道到达下分段脉外分段巷。

进一步地，在步骤S2中，所述下部凿岩出矿巷设有2个安全出口；其中，第一个出口为经过所述下部凿岩出矿巷、矿块一侧的所述穿脉巷道到达本分段所述脉外分段巷；第二个出口为经过采场到达所述上部充填巷、矿块另一侧的所述穿脉巷道到达上分段脉外分段巷。

进一步地，在步骤S3中，所述刷帮高度为3.5m。

进一步地，在步骤S3中，所述切割槽网度为1.5m×1.3m。

进一步地，在步骤S5中，所述凿岩硐室采用点柱支撑顶板。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，采用各分段单独出矿、分段采准切割，采用中深孔连续爆破后退式落矿，连续出矿的开采方法进行急倾斜中厚矿体的的开采。该方法缩短了采场的回采时间，实现高强度和大规模集中开采，利于对深部地压的管理及控制，提高矿石回收率，减少矿产资源的损失量，而且采矿人员作业安全条件好。

2.本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，采用长矿房连续回采，提高了出矿和矿块回采率，增加采场废石充填料的使用率，解决嗣后废石充填回收率低的问题，也节省了运输费用。

3.本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，生产能力大，很大程度上减少了采准切割工程量，提高了矿山生产效率；且该采矿方法回收率高，有利于保护地表，而且克服了分层充填繁杂作业循环的特点；同时，该采矿方法采用中深孔爆破，工艺简单、效率高。

附图说明

图1为本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法图(图1中Ⅰ-Ⅰ为剖面图，图1中Ⅱ-Ⅱ为俯视图，图1中Ⅲ-Ⅲ为侧视图)。

图2为本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的长矿房连续回采方法示意图。

附图标记：

101、切割天井；102、废石充填料；103、矿石；104、爆破炮孔；105、下部凿岩出矿巷；106、分段巷；107、切割巷；108、废石充填料；109、矿石；110、下部凿岩出矿巷；1、矿石；2、人工胶结充填隔层；3、废石充填料；4、爆破炮孔。

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。

请参阅图1-2所示，本发明提供了一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，包括如下步骤：

S1、采场参数：在垂直方向采用自下而上的回采顺序，在水平方向采用自回风井方向后退式开采顺序。采用各分段单独出矿方式；在每个分段内将矿体沿走向划分为等宽的矿块，所述矿体厚度＜10m时所述矿块沿矿体走向布置；所述矿体厚度≥10m时所述矿块沿垂直矿体走向布置；所述矿块沿走向长为40m，分段高度为20m。本发明实施例中，共布置4个采切矿块，3用1备。

S2、采准切割：如图1中Ⅰ-Ⅰ和Ⅲ-Ⅲ所示，在所述每个分段内，设有脉内巷、下部凿岩出矿巷110、上部充填巷、切割巷107、切割天井101以及设置于所述矿块两侧并用以沟通脉外分段巷106的穿脉巷；其中，所述下部凿岩出矿巷110布置在所述矿体的靠近下盘处；所述切割巷107巷道布置在所述矿体的端部；所述切割天井101布置在采场的端部。本发明中，所述下部凿岩出矿巷和所述上部充填巷的布置原则为以最小的矿量损失率和矿石贫化率来确定巷道的位置。

S3、凿岩爆破：进入所述矿房的切顶水平，采用潜孔钻机，在切顶水平的凿岩硐室内施工下向中深孔；在所述矿房顶部设置切割槽，刷帮高度为3.5m，形成凿岩硐室，且在所述矿房一侧向相对一侧进行退采；

采场中深孔施工完成后，对每个炮孔均进行网度、深度和倾角参数验收，并在实行中深孔爆破前，根据炮孔测量结果视需要调整装药设计参数。首先在所述切割巷中钻凿上向平行孔，炮孔排距1.5m，平行炮孔间距1.5m，炮孔孔深10m，利用所述切割天井作为爆破自由面，采用平行加密布置的深孔爆破形成切割槽；

所述矿房落矿时选用铵油炸药，采用非电导爆管雷管配合导爆索的方法形成起爆网络，炮孔直径与药卷直径相等，采用连续、耦合的装药结构，用专用炮泥填塞孔口；

在各分段下部凿岩出矿巷中钻凿上向炮孔，炮孔排距1.8m，孔距1.5m，炮孔直径80mm，向先行开凿的切割槽崩落矿石，单次次爆破4排，所述切割槽网度为1.5m×1.3m。

S4、回采处理：在分段所述下部凿岩出矿巷中装矿时，将爆下的矿石通过所述下部凿岩出矿巷、所述穿脉巷装运至分段巷道内卡车装矿点，然后拉运到地表矿石堆场，铲运机装矿点至装车点的距离≤200m。

S5、采场充填：为了有效控制采场地压，保证安全作业，提高回采率，需要对采场进行充填后续处理。本发明中矿房宽度取15m，所述矿房自一侧向相对一侧退采，待形成充填空间后，采用坑内卡车将废石通过所述充填巷倒入采场至足够高度，形成初始废石堆，所述坑内卡车在废石堆上排废石；所述废石堆随矿房退采逐步向前推进，并与出矿工作面保持5m的距离，形成下分段爆破、出矿，上分段充填的工作方式；

在矿房两侧宽5m，对采空区进行废石胶结或尾砂胶结充填，形成一定厚度的人工隔层，然后在其上部进行废石充填，用以作为采空区的隔离层。

对局部破碎带采用管缝式锚杆与铁丝网联合方式对顶板进行支护。

S6、采场通风：为了实现采场安全高效回采，顺畅的采场通风是必要的。本发明利用矿井主风流进行通风，新鲜风流由所述分段巷经所述穿脉巷，沿着所述下部凿岩出矿巷进入采场，污风通过所述上部充填巷、所述穿脉巷回风至上部分段，汇集至回风井中经风机排出地表。

为保证凿岩作业时的空气质量能符合规程要求的标准，在作业面附近布置局部扇风机来加强通风，排走炮烟。

在步骤S1中，所述矿块的宽度为矿体平均水平厚度。

在步骤S2中，所述上部充填巷设有2个安全出口；其中，第一个出口为经过所述上部充填巷、矿块一侧的所述穿脉巷到达本分段所述脉外分段巷；第二个出口为经过采场到达所述下部凿岩出矿巷、矿块另一侧的所述穿脉巷道到达下分段脉外分段巷。

在步骤S2中，所述下部凿岩出矿巷设有2个安全出口；其中，第一个出口为经过所述下部凿岩出矿巷、矿块一侧的所述穿脉巷道到达本分段所述脉外分段巷；第二个出口为经过采场到达所述上部充填巷、矿块另一侧的所述穿脉巷道到达上分段脉外分段巷。

在步骤S5中，所述凿岩硐室采用点柱支撑顶板。

如图2所示，本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，采场能够从两端进入，采场的前端用于出矿、钻孔、装药和爆破，采场的后端用于充填空区，将充填工作面与回采工作面紧密地衔接在一起，使该采场处于全部充填状态。

综上所述，本发明提供了一种急倾斜中厚矿体的采矿方法。本发明采用长矿房连续回采、各分段单独出矿、分段式采准切割、中深孔连续爆破后退式落矿、铲运机连续出矿的开采方法进行急倾斜中厚矿体的开采。该方法缩短了采场的回采时间，实现高强度和大规模集中开采，利于对深部地压的管理及控制，采矿人员作业安全条件好。本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，生产能力大，很大程度上减少了采准切割工程量，提高了矿山生产效率；且该采矿方法回收率高，有利于保护地表，而且克服了分层充填繁杂作业循环的特点；同时，该采矿方法采用中深孔爆破，工艺简单、效率高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (8)

1.一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、采场参数：采用各分段单独出矿方式；在每个分段内将矿体沿走向划分为等宽的矿块，所述矿体厚度＜10m时所述矿块沿矿体走向布置；所述矿体厚度≥10m时所述矿块沿垂直矿体走向布置；所述矿块沿走向长为40～60m，分段高度为15～25m；

S2、采准切割：在所述每个分段内，设有脉内巷、下部凿岩出矿巷、上部充填巷、切割巷、切割天井以及设置于所述矿块两侧并用以沟通脉外分段巷的穿脉巷；其中，所述下部凿岩出矿巷布置在所述矿体的靠近下盘处；所述切割巷巷道布置在所述矿体的端部；所述切割天井布置在采场的端部；

S3、凿岩爆破：进入所述矿房的切顶水平，在所述矿房顶部设置切割槽，刷帮高度为3～5m，形成凿岩硐室，且在所述矿房一侧向相对一侧进行退采；首先在所述切割巷中钻凿上向平行孔，炮孔排距1.0～1.5m，平行炮孔间距1.5m，炮孔孔深5～15m，利用所述切割天井作为爆破自由面，采用平行加密布置的深孔爆破形成切割槽；所述矿房落矿时选用铵油炸药，采用非电导爆管雷管配合导爆索的方法形成起爆网络；在各分段下部凿岩出矿巷中钻凿上向炮孔，炮孔排距1.8～2.2m，孔距1.5m，炮孔直径60～90mm，向先行开凿的切割槽崩落矿石，单次次爆破3～5排；

S4、回采处理：在分段所述下部凿岩出矿巷中装矿时，将爆下的矿石通过所述下部凿岩出矿巷、所述穿脉巷装运至分段巷道内卡车装矿点，然后拉运到地表矿石堆场，铲运机装矿点至装车点的距离≤200m；

S5、采场充填：矿房宽度取15～20m，所述矿房自一侧向相对一侧退采，待形成充填空间后，采用坑内卡车将废石通过所述充填巷倒入采场至足够高度，形成初始废石堆，所述坑内卡车在废石堆上排废石；所述废石堆随矿房退采逐步向前推进，并与出矿工作面保持4～6m的距离，形成下分段爆破、出矿，上分段充填的工作方式；在矿房两侧宽4～6m，对采空区进行废石胶结或尾砂胶结充填，形成预定厚度的人工隔层，在其上部进行废石充填，用以作为采空区的隔离层；对局部破碎带采用管缝式锚杆与铁丝网联合方式对顶板进行支护；

S6、采场通风：利用矿井主风流进行通风，新鲜风流由所述分段巷经所述穿脉巷，沿着所述下部凿岩出矿巷进入采场，污风通过所述上部充填巷、所述穿脉巷回风至上部分段，汇集至回风井中经风机排出地表。

2.根据权利要求1所述的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：在步骤S1中，所述矿块的宽度为矿体平均水平厚度。

3.根据权利要求1所述的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：在步骤S1中，所述分段高度为20m。

4.根据权利要求1所述的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：在步骤S2中，所述下部凿岩出矿巷和所述上部充填巷的布置原则为以最小的矿量损失率和矿石贫化率来确定巷道的位置。

5.根据权利要求1所述的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：在步骤S2中，所述上部充填巷设有2个安全出口；其中，第一个出口为经过所述上部充填巷、矿块一侧的所述穿脉巷到达本分段所述脉外分段巷；第二个出口为经过采场到达所述下部凿岩出矿巷、矿块另一侧的所述穿脉巷道到达下分段所述脉外分段巷。

6.根据权利要求1所述的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：在步骤S2中，所述下部凿岩出矿巷设有2个安全出口；其中，第一个出口为经过所述下部凿岩出矿巷、矿块一侧的所述穿脉巷道到达本分段所述脉外分段巷；第二个出口为经过采场到达所述上部充填巷、矿块另一侧的所述穿脉巷道到达上分段所述脉外分段巷。

7.根据权利要求1所述的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：在步骤S3中，所述刷帮高度为3.5m；所述切割槽网度为1.5m×1.3m。

8.根据权利要求1所述的一种急倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于：在步骤S5中，所述凿岩硐室采用点柱支撑顶板。

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