CN111963175B - 一种厚大矿体采矿方法 - Google Patents

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Abstract

一种厚大矿体采矿方法，包括如下步骤：采场垂直矿体走向布置，在垂高上划分为阶段，采场中央布置采准天井，采场底部布置堑沟出矿结构的环形运输道，采场顶部布置提升硐室；潜孔钻机从天井两侧钻凿环形水平深孔，集中凿岩，分次爆破，强化出矿，嗣后充填。本发明采切工程量少，机械化作业程度高，生产效率高，生产能力大，人员无需进入采场作业，安全条件好。

Description

一种厚大矿体采矿方法
技术领域
本发明涉及采矿技术领域，尤其是一种厚大矿体采矿方法，该方法主要适用于矿体较规则且要求生产能力大、效率高的急倾斜厚矿体和缓倾斜极厚矿体开采。
背景技术
厚大矿体常用VCR法、分段空场法或上向分层充填法开采。采用VCR开采时，通过采场上部凿岩硐室施工下向大直径深孔，凿岩设备采用ROC－306型潜孔钻机、KYD－200型地下牙轮钻机及Simba 261型潜孔钻机专用设备等；人工装填粉状硝铵炸药或乳化炸药，崩落矿石自底部结构采用铲运机出矿。一般矿房采用VCR法拉槽，柱状药包侧向梯段崩矿，矿柱则采用VCR法单层或双层崩矿；采用人工装药的方式，装药工序复杂，对爆破工艺特别是拉槽爆破的技术水平要求相当高，同时该方法其对矿体产状规整性要求高。分段空场法回采时，分段高度一般为10-12m，凿岩设备一般采用YGZ-90型凿岩机，采用电耗或铲运机出矿，存在凿岩效率低、采准比大，采场生产小等不足；分层充填采矿法，是一种自上而下顺序分层回采、分层充填，在分层的人工护顶保护下进行作业的采矿方法，由于作业人员必须进入采场，作业环节多，回采工艺复杂，造成安全条件差、生产效率低，劳动强度大，采矿成本高、矿山生产能力小等不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对厚大矿体采用VCR、分段空场法或上向分层充填采矿法开采时存在的不足，提供一种厚大矿体采矿法，其作业安全、机械化程度高、劳动强度小、生产能力大、回采效率高。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种厚大矿体采矿法，包括如下步骤：
(1)采场垂直矿体走向布置划分为一步骤采场和二步骤采场，一步骤采场采后废石胶结充填，二步骤采场采后废石充填；
(2)在采场底部布置上、下盘运输道，上、下盘运输道由一、二步采场之间的出矿巷道联结形成环形运输系统；在采场底部中央布置拉底巷道，拉底巷道与出矿巷道之间用装矿进路联结；在采场顶部中央布置提升硐室，提升硐室与下盘脉外运输道采用联络道联结；采场中央布置采准天井；
(3)在拉底巷道上方采用水平深孔逐孔爆破拉底，形成集矿堑沟；
(4)从采准天井内钻凿水平环形深孔，集中凿岩；装药机装药，自下而上分次爆破，铲运机出矿；
(5)一步采场回采出矿后，封闭装矿进路，采用废石胶结充填采空区。再回采二步采场，采后废石充填采空区；
(6)下个阶段的采场布置与上阶段采场交错布置；
(7)下个阶段采场提升硐室布置在本阶段的出矿巷道内。
所述采场宽度为15-20m，采场长度为矿体厚度，阶段高度为80-100m。
所述装矿进路间距8-12m，装矿进路在出矿巷道两侧交错布置。
所述从采准天井内钻凿水平环形深孔的孔径为60-110mm，孔深5-25m。
所述采用废石胶结充填采空区的胶结充填料灰砂比为1:4～1:6。
所述从采准天井内钻凿水平环形深孔是利用提升设备沿采准天井下放凿岩机组至作业面，潜孔钻机钻凿水平环形深孔。
所述采准天井上部布置4m×5m×4.5m(长×宽×高)提升硐室，提升硐室与上中段下盘脉外运输道联通；
本发明的有益效果是：
①方案简单，采切工程量小
采场中央只有一条采准天井，采准、切割、凿岩、爆破和通风全部通过该天井进行，采切工程量极少；下个阶段采场提升硐室布置在本阶段的出矿巷道内,下阶段的采场联络道(回风道)也是利用本阶段的出矿巷道和上、下盘脉外运输道，也更加节约了采切工程量。
②机械化程度高、生产能力大
采用潜孔钻机机组凿岩，装药机组装药，铲运机出矿，采场机械化程度高，可实现对采场的连续开采，生产能力大，生产效率高，成本低。
③有利于实现地压管理
回采过程中，大量矿石暂留在采场中，对采场围岩起到部分支撑作用；高强度出矿后立即进行填充，一步采场采用废石胶结充填,二步采场采用废石充填，有效控制采场围岩位移，上、下阶段采场交错布置，更有利于实现地压管理。
附图说明
图1是采场纵投影图Ⅰ。
图2是沿图1中的Ⅱ-Ⅱ线剖视图。
图3是沿图1中的Ⅲ-Ⅲ线剖视图。
图4是沿图1中的Ⅳ-Ⅳ线剖示图。
图5是沿图1中的Ⅴ-Ⅴ线剖示图。
图中标记为：上盘运输巷道1、出矿巷道2、拉底巷道3、装矿进路4、下盘运输巷道5、提升硐室6、采准天井7、提升设备8、潜孔钻机组9、环形深孔10、装药机组11、胶结充填体12、矿石13。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本实施例为本发明所述的厚大矿体采矿法的一个实例，包括如下步骤：
(1)采场垂直矿体走向布置，划分为一步骤采场和二步骤采场，采场宽15-20m，长为矿体厚度；阶段高度80-100m。
(2)在距矿体10-15m的上、下盘围岩中沿矿体走向掘进脉外运输道1和5，用布置在一步骤采场和二步骤采场之间的出矿巷道2联通，在采场底部中央布置拉底巷道3，用间距为8-12m的装矿进路4联通出矿平巷2与拉底巷道3。
(3)从提升硐室6沿采准天井7用提升设备8下放潜孔钻机凿岩机组9至凿岩工作面，潜孔钻机凿岩机组9包括潜孔钻机、工作平台和固定装置等。在采准天井7内固定好凿岩机组后开始凿岩，采用潜孔钻机钻凿环形深孔10，孔深5-25m左右。每排的炮孔数视矿体厚度而异，其中，孔径为60-110mm，排距为1.2-2.5m，孔底距1.5-3.5m。打完一排炮眼后，按炮孔排距要求，提升设备将凿岩机组提升至新的工作排面。所有炮孔自下而上集中完成。
(4)从提升硐室6沿采准天井7下放装药机组11至装药工作面，装药机组11包括装药罐、工作平台和固定装置等。装药机组装填粉状铵油炸药。
集矿堑沟爆破时以拉底巷道3为自由面采用逐孔起爆技术，即最先起爆拉底巷道上方的炮孔，然后起爆其它方向炮孔，每次起爆1-2排；自下而上多次爆破最终形成集矿堑沟，集矿堑沟高度8m～12m，堑沟坡面角50°-55°。
崩矿采用多排微差爆破方式，每次爆破3-5排，直到采场全部回采完成。
(5)爆破下来的矿石13，采用2-4m3铲运机通过装矿进路4、出矿巷道2运至阶段矿石溜井。为减少爆破对底部结构的冲击破坏，每次出矿量控制在每次崩矿的1/3-1/2，其余留存采场。回采结束后再进行大量出矿，残矿采用遥控铲运机出矿。
(6)一步骤采场回采出矿后，封闭装矿进路4和拉底巷道3，采用灰砂比为1:4～1:6的废石胶结料充填采空区。再回采二步骤采场，采后废石充填采空区，但底部堑沟8m～12m高度内需要充填1:4～1:6的废石胶结充填料。
(7)下个阶段的采场布置与上阶段采场交错布置。下个阶段采场提升硐室布置在本阶段的出矿巷道内。

Claims (10)

1.一种厚大矿体采矿方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）采场垂直矿体走向布置划分为一步骤采场和二步骤采场，一步骤采场采后废石胶结充填，二步骤采场采后废石充填；
（2）在采场底部布置上、下盘运输道，上、下盘运输道由一、二步采场之间的出矿巷道联结形成环形运输系统；在采场底部中央布置拉底巷道，拉底巷道与出矿巷道之间用装矿进路联结；在采场顶部中央布置提升硐室，提升硐室与下盘脉外运输道采用联络道联结；采场中央布置采准天井；
采场中央只有一条采准天井，采准、切割、凿岩、爆破和通风全部通过该天井进行，采切工程量极少；下个阶段采场提升硐室布置在本阶段的出矿巷道内,下阶段的采场联络道，即回风道，也是利用本阶段的出矿巷道和上、下盘脉外运输道，也更加节约了采切工程量；
（3）在拉底巷道上方采用水平深孔逐孔爆破拉底，形成集矿堑沟；
（4）从采准天井内钻凿水平环形深孔，集中凿岩；装药机装药，自下而上分次爆破，铲运机出矿；
（5）一步采场回采出矿后，封闭装矿进路，采用废石胶结充填采空区； 再回采二步采场，采后废石充填采空区；
（6）下个阶段的采场布置与上阶段采场交错布置；
（7）下个阶段采场提升硐室布置在本阶段的出矿巷道内。
2.根据权利要求1所述的厚大矿体采矿方法，其特征在于，所述采场宽度为15-20m，采场长度为矿体厚度，阶段高度为80-100m。
3.根据权利要求1所述的厚大矿体采矿方法，其特征在于，所述装矿进路间距8-12m。
4.根据权利要求1所述的厚大矿体采矿方法，其特征在于，所述从采准天井内钻凿水平环形深孔的孔径为60-110mm，孔深5-25m。
5.根据权利要求1所述的厚大矿体采矿方法，其特征在于，所述从采准天井内钻凿水平环形深孔的孔径为60-110mm，排距为1.2-2.5 m，孔底距1.5-3.5m，打完一排炮眼后，按炮孔排距要求，提升设备将凿岩机组提升至新的工作排面，所有炮孔自下而上集中完成，每排的炮孔数视矿体厚度而异。
6.根据权利要求1所述的厚大矿体采矿方法，其特征在于，所述采用废石胶结充填采空区的胶结充填料灰砂比为1:4～1:6。
7.根据权利要求1所述的厚大矿体采矿方法，其特征在于，所述从采准天井内钻凿水平环形深孔是利用提升设备沿采准天井下放凿岩机组至作业面，潜孔钻机钻凿水平环形深孔。
8.根据权利要求1所述的厚大矿体采矿方法，其特征在于，集矿堑沟爆破时以拉底巷道为自由面采用逐孔起爆技术，即最先起爆拉底巷道上方的炮孔，然后起爆其它方向炮孔，每次起爆1-2排，自下而上多次爆破最终形成集矿堑沟，集矿堑沟高度8m～12m,堑沟坡面角50o-55o。
9.根据权利要求1所述的厚大矿体采矿方法，其特征在于，崩矿采用多排微差爆破方式，每次爆破3-5排，直到采场全部回采完成。
10.根据权利要求1所述的厚大矿体采矿方法，其特征在于，爆破下来的矿石采用2-4m3铲运机通过装矿进路、出矿巷道运至阶段矿石溜井，为减少爆破对底部结构的冲击破坏，每次出矿量控制在每次崩矿的1/3-1/2，其余留存采场，回采结束后再进行大量出矿，残矿采用遥控铲运机出矿。
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