CN112177611A - 一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法 - Google Patents

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陈资南
赵锐
张仁忠
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Abstract

本发明公开了一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法,针对坚硬稳固的倾斜/急倾斜坚硬薄矿体,沿矿体走向划分采场及间柱,采场阶段高度15~60m,分段高度5~20m。采场整体回采顺序,由采场中段向两端或由一端向另一端开采。在凿岩巷道内施工上向或下向中深孔,矿岩界限处中深孔实现矿岩预裂,中部中深孔实现预裂后的落矿。预裂炮孔超前破岩炮孔爆破一个步距,步距的宽度为3~5m。预裂炮孔爆破超前通过炮孔之间的贯通形成预裂缝,达到矿岩界限分离及爆破作用阻断的效果。采场中部布置破岩炮孔,改变矿体稳固性状况,使其产生自然冒落。采场开采结束后的采空区采用尾砂充填或者封闭设施封闭。

Description

一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法
技术领域:
本发明涉及一种坚硬稳固的极薄矿体采矿的方法,具体地说是一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法。
背景技术:
据不完全统计,我国开采的薄矿体的金属矿山有100多座,另外大部分矿山厚大主矿体开采结束后,均转入薄矿体及边角矿体的开采。其中山东黄金玲珑金矿、驰宏锌锗荣达矿业、河南发恩德公司、云铜桂花铜矿、招金矿业滴水铜矿等矿山均以开采薄矿体为主,这部分矿山矿体厚度薄,矿岩稳固性好,开采过程中的损失贫化率难以控制,采矿成本较高,极大的限制了矿山的开采规模及经济效益。可以预计,在今后10~20年内,我国金属矿山将面临大规模的薄矿体开采难题。
薄矿体开采与厚大开采的明显区别在于,薄矿体厚度小作业空间狭小,炮孔布置困难,爆破时采矿的边界控制困难,难以实现薄矿体的精细化开采,导致开采过程中的损失贫化严重,尤其是贫化率极高,造成开采的原矿品位急剧下降。另外采用常规的薄矿体采矿方法,开采效率极低,矿山的生产规模难以保障。
发明内容:
为克服现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法,能够有效的控制采矿边界,保障回采过程的效率,降低损失贫化率。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法,其包括以下步骤:
A、针对倾斜/急倾斜薄矿体,沿矿体走向布置若干采场,采场间预留间柱,沿采场高度方向上划分阶段及分段;
B、脉外布置盘区斜坡道,通过斜坡道施工分段巷道及中段巷道连接矿体;
C、矿岩分界处布置预裂炮孔,通过预裂爆破形成矿岩分离的切割缝,阻断采场中部破岩炮孔爆破对围岩的影响;
D、矿体内布置若干破岩炮孔,通过爆破改变矿体稳固性状态,矿体内部裂缝与矿岩界限切割缝贯通,采场矿体稳固性改变后,产生自然冒落至受矿底部结构;
E、崩落矿石通过中段运输或分段巷道及出矿进路铲出运至阶段或分段溜井;
所述倾斜/急倾斜坚硬薄矿体是指倾角为45°~90°,厚度为0.5~2m的矿体。
作为优选,进一步地,所述分段采场的阶段高度15m至60m,分段高度5m至20m。
作为优选,进一步地,采用两步骤爆破方式,步骤C中预裂炮孔先爆破形成切割缝;步骤D破岩炮孔后爆破,改变矿体稳固性状态,矿体改性后产生自然冒落;
预裂炮孔爆破超前破岩炮孔爆破,超前步距3至5m;
作为优选,进一步地,所述预裂炮孔的孔径
Figure BDA0002706366300000021
按照3~5倍孔径距离布置单排预裂炮孔,所述预裂炮孔深度与分段高度相同;所述破岩炮孔
Figure BDA0002706366300000022
作为优选,进一步地,从采场中部向两端或一端向另一端连续推进,采完后的采空区充填或封闭。
与已有技术相比,本发明的有益效果体现在:
根据坚硬薄矿体采矿的方法,从整体上对矿岩界限处进行预裂爆破,形成矿岩分离的预裂缝。中部破岩炮孔爆破后,使得炮孔之间及矿体内构造互相贯通,岩石稳固性状况下降产生自然冒落。通过矿岩界限的预裂爆破分离,以及中部炮孔爆破促使岩石稳固性状况的改变,能够有效的控制采矿边界,从而保障回采过程的效率,降低损失贫化率。
本发明具有机械化程度高、贫损指标控制好、工人劳动强度低、采切工程量小的优点,从而解决现阶段薄矿体回采效率低、贫化率高、生产成本高、资源回收率低等问题;
现采用浅孔留矿采矿法开采,采用水平浅孔落矿,采场采宽1.5m,矿石损失率15%,矿石贫化率50%,采场生产能力约50t/d。经实践表明,此种坚硬薄矿体采矿的方法能够很好的应用于坚硬倾斜/急倾斜薄矿体的开采,能够有效的降低损失贫化率,提高采场生产效率。
附图说明:
图1为本发明实施例中采矿方法的剖面布置示意图;
图2为本发明实施例中预裂炮孔及破岩炮孔的平面布置示意图;
图3为采准工程布置图。
图中标号:1凿岩巷道,2冒落矿石,3采场间柱,4联络巷道,5矿岩分界处,6预裂炮孔,7破岩炮孔。
以下通过具体实施方式,并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式:
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见附图1和2,本发明倾斜/急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法,其包括以下步骤:
A、针对倾斜/急倾斜薄矿体,沿矿体走向布置若干采场,采场间预留间柱,沿采场高度方向上划分阶段及分段;
B、脉外布置盘区斜坡道,通过斜坡道施工分段巷道及中段巷道连接矿体;
C、矿岩分界处布置预裂炮孔,通过预裂爆破形成矿岩分离的切割缝,阻断采场中部破岩炮孔爆破对围岩的影响;
D、矿体内布置若干破岩炮孔,通过爆破改变矿体稳固性状态,矿体内部裂缝与矿岩界限切割缝贯通,采场矿体稳固性改变后,产生自然冒落至受矿底部结构;
E、崩落矿石通过中段运输或分段巷道及出矿进路铲出运至阶段或分段溜井;
所述倾斜/急倾斜坚硬薄矿体是指倾角为45°~90°,厚度为0.5~2m的矿体。
所述分段采场的阶段高度15m至60m,分段高度5m至20m。
采用两步骤爆破方式,步骤C中预裂炮孔先爆破形成切割缝;步骤D破岩炮孔后爆破,改变矿体稳固性状态,矿体改性后产生自然冒落;
预裂炮孔爆破超前破岩炮孔爆破,超前步距3至5m;
所述预裂炮孔的孔径
Figure BDA0002706366300000031
按照3~5倍孔径距离布置单排预裂炮孔,所述预裂炮孔深度与分段高度相同;所述破岩炮孔
Figure BDA0002706366300000032
从采场中部向两端或一端向另一端连续推进,采完后的采空区充填或封闭。
本发明实施例提供的坚硬薄矿体采矿的方法,通过布置预裂爆破炮孔,通过炮孔之间的贯通形成预裂缝(切割缝),达到矿岩界限分离及爆破作用阻断的效果。采场中部布置破岩炮孔,改变矿体稳固性状况,使其产生自然冒落。该技术特别适合倾斜/急倾斜薄矿体,矿岩中等稳固以上非煤矿山高效开采。
本发明实例说明:
(1)针对坚硬倾斜/急倾斜薄矿体,沿矿体走向方向布置采场及采场间柱3,阶段高度15~60m,分段高度5~20m。脉外布置中段运输巷道及斜坡道,分段巷道4施工至矿体内的凿岩巷道1,凿岩在脉内的分段巷道,出矿水平位于中段巷道。巷道内布置上向或下向中深孔,矿石自然崩落后形成冒落矿石2落入阶段受矿底部结构;采准工程布置如图3所示,此个例为某一铜矿坚硬薄矿体开采,该矿体平均厚度1.0m,平均倾角65°。
(2)在上述前提下沿采场矿岩分界处5布置预裂炮孔6,采场内布置破岩炮孔7。炮孔采用上向或下向凿岩,孔径
Figure BDA0002706366300000033
按照3~5倍孔径距离布置单排预裂炮孔,即孔距0.5~1.0m,破岩炮孔孔径
Figure BDA0002706366300000034
呈“梅花型”交错布置;
(3)预裂炮孔超前采场破岩炮孔爆破,超前步距为3~5m。预裂炮孔爆破后形成矿岩分离的预裂缝(切割缝),并阻断中间破岩炮孔爆破作用对两侧围岩的影响。中间破岩炮孔爆破后,采场炮孔及预裂缝互相贯通,改变采场稳固性状况,矿体与围岩分离后自然崩落至底部结构内;
(4)矿石落入底部结构后,由铲运机或装岩机等设备运至采场溜井,采场出矿结束后的采空区进行充填或者封闭。
需要说明的是,本发明中未详细阐述部分属于本领域公知技术,或可直接从市场上采购获得,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得,其具体的连接方式在本领域或日常生活中有着极其广泛的应用,此处不再详述。
此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法,其特征在于包括以下步骤:
A、针对倾斜/急倾斜薄矿体,沿矿体走向布置若干采场,采场间预留间柱,沿采场高度方向上划分阶段及分段;
B、脉外布置盘区斜坡道,通过斜坡道施工分段巷道及中段巷道连接矿体;
C、矿岩分界处布置预裂炮孔,通过预裂爆破形成矿岩分离的切割缝,阻断采场中部破岩炮孔爆破对围岩的影响;
D、矿体内布置若干破岩炮孔,通过爆破改变矿体稳固性状态,矿体内部裂缝与矿岩界限切割缝贯通,采场矿体稳固性改变后,产生自然冒落至受矿底部结构;
E、崩落矿石通过中段运输或分段巷道及出矿进路铲出运至阶段或分段溜井;
所述倾斜/急倾斜坚硬薄矿体是指倾角为45°~90°,厚度为0.5~2m的矿体。
2.根据权利要求1所述的一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法,其特征在于,所述分段采场的阶段高度15m至60m,分段高度5m至20m。
3.根据权利要求1所述的一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法,其特征在于,采用两步骤爆破方式,步骤C中预裂炮孔先爆破形成切割缝;步骤D破岩炮孔后爆破,改变矿体稳固性状态,矿体改性后产生自然冒落;
预裂炮孔爆破超前破岩炮孔爆破,超前步距3至5m。
4.根据权利要求3所述的一种倾斜或急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法,其特征在于,
所述预裂炮孔的孔径
Figure FDA0002706366290000011
按照3~5倍孔径距离布置单排预裂炮孔,所述预裂炮孔深度与分段高度相同;所述破岩炮孔
Figure FDA0002706366290000012
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的倾斜/急倾斜坚硬薄矿体采矿的方法,其特征在于,从采场中部向两端或一端向另一端连续推进,采完后的采空区充填或封闭。
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