CN112196537B - 急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺。在矿房上部中段、垂直矿房走向的位置布置顶部切割横巷；在下部中段对应顶部切割横巷的位置、布置底部切割横巷。然后在矿体上盘施工一条与矿体倾角相同的贯穿顶部切和底部切割横巷的切割井。在底部切割横巷内钻凿上向中深孔，以切割井为自由面，对其进行爆破形成中深孔拉底切割槽。在顶部切割横巷内、矿体上盘的切割井周围，布置中直径平行倾斜深孔；在顶部切割横巷内、矿体下盘，布置中直径扇形倾斜深孔。先进行中直径平行倾斜深孔破井拉槽爆破，再进行中直径扇形倾斜深孔爆破，即得到一条切割立槽。本发明能最大可能减少切割横巷的宽度、长度和暴露面积，更利于切割横巷的自稳。

Description

急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，尤其涉及一种急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺。

背景技术

在国内有色金属地下开采矿山中，厚大矿体多数采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法，如凡口铅锌矿、安庆铜矿、铜绿山铜矿、阿舍勒铜矿等。在黑色金属矿山中，厚大矿体也多采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法，如草楼铁矿、李楼铁矿、周油坊铁矿等。提高采矿效率、降低劳动强度，必由之路是提高采矿凿岩深度和精度，实现高阶段高效采矿。

采准和切割工程是采矿作业的两个必经工程。采准工程是在已完成开拓工作的矿体中，掘进必要的井巷工程，并解决回采单元的人行、通风、运输、充填等问题。切割工程是在完成采准工作的回采单元中，掘进切割井(两端都有出口的井下垂直或倾斜井筒)和切割巷道，并形成必要的回采空间。采准与切割工艺和所采用的采矿方法密切相关。

其中应用最广泛的切割方式为：切割巷道和切割井联合拉槽法，采用沿回采进路端部矿体边界处，掘进切割巷，根据切割巷的长度及爆破的需要，在适当的位置向上掘进一个或几个切割井。在切割巷道内，向上钻凿中深孔拉底和向下钻凿垂直的或平行的深孔拉槽，以切割井为自由面后退逐排爆破，形成切割槽。该方法缺点为，一是使用的凿岩设备大、切割巷暴露面积大、炮孔直径大(钻孔直径φ120mm～165mm、布置垂直或平行深孔)、孔网参数3～5m×3～4m，爆破后矿岩块度大、凿岩硐室断面大、中等稳固性以下井巷支护成本高等问题；二是当矿体上盘边界不规整，切割巷道布置接近矿体上盘边缘时，会增加矿石贫化，增加矿石加工成本；切割巷道远离矿体上盘边缘时，会导致矿石损失率升高，此拉槽法矿石贫化与损失不能兼顾；三是一般采用间隔装药、装药工艺复杂、装药质量要求高、凿岩爆破质量不好时，易形成悬顶，为此要适当增加拉槽宽度，加密炮孔，故增加采场拉槽成本；四是大孔采矿仅适用厚大矿体、大型采矿装备矿山的高效采矿，而不适用于急倾斜中厚矿体、中小型采矿装备的矿山高效采矿。

有鉴于此，有必要设计一种改进的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺。在切割横巷内留设矿柱，分上、下盘两个区域进行拉槽，尽最大可能减少切割横巷的宽度、长度和暴露面积，更利于切割横巷的自稳。同时采用直径90mm和长40m以上深孔、布置下向平行倾斜孔破井拉槽、下向扇形倾斜孔复合扩槽，利用2～3次侧向爆破，实现40m以上高阶段高效拉槽。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，包括以下步骤：

S1.在矿房上部中段、垂直矿房走向的位置布置顶部切割横巷，在顶部切割横巷中部留设宽不少于2m的条形矿柱支撑顶板；在矿房下部中段对应矿房上中段顶部切割横巷的位置，平行布置底部切割横巷；然后在矿体上盘施工一条与矿体倾角相同的切割井，使之贯穿所述顶部切割横巷和底部切割横巷。

S2.在步骤S1所述的底部切割横巷内钻凿上向中深孔。在所述顶部切割横巷内、矿体上盘的切割井周围，布置中直径平行倾斜深孔；在顶部切割横巷内、矿体下盘，布置中直径扇形倾斜深孔。

S3.以步骤S1所述的切割井为自由面爆破，首先对所述上向中深孔进行爆破形成中深孔拉底切割槽；待中深孔拉底切割槽形成后，进行中直径平行倾斜深孔破井拉槽爆破，最后进行中直径扇形倾斜深孔爆破，即得到一条切割立槽。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述上向中深孔包括上向垂直中深孔和上向扇形中深孔，且所述上向垂直中深孔在靠近所述切割井一侧。

作为本发明的进一步改进，所述上向中深孔采用YGZ-90钻机钻孔，先施工所述上向扇形中深孔，再按步距1.0～1.2m定位所述上向垂直中深孔。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，对所述上向中深孔进行爆破时，先沿所述上向垂直中深孔向所述上向扇形中深孔的方向，依次对所述上向垂直中深孔进行爆破；再沿所述上向垂直中深孔向所述上向扇形中深孔的方向，依次对所述上向扇形中深孔进行爆破。

作为本发明的进一步改进，步骤S2所述上向中深孔的孔径为60mm，孔深10～20m。

作为本发明的进一步改进，步骤S2所述上向扇形中深孔的孔底距为2.0～2.2m，所述上向垂直中深孔孔网参数为1.0～1.2m×1.0～1.2m。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述顶部切割横巷的断面为4.5m×2.6m；所述底部切割横巷的断面为3.0～4.0m×2.5m；所述切割井的直径为1～1.5m。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述中直径平行倾斜深孔的直径为90mm，孔深40～50m，倾角与矿体倾角同，孔网参数为1.5～2.0m×2.0～3.0m。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述中直径扇形倾斜深孔的直径为90mm，孔深6～55m，孔排距为1.5～2.2m，孔口距为0.3～0.8m，孔底距为3.0～4.0m。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，所述切割立槽的宽为3～4m、阶段高为50～60m。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，在矿房上部中段和下部中段、垂直矿房走向的位置分别布置平行的顶部切割横巷和底部切割横巷；然后在矿体上盘施工一条与矿体倾角相同的贯穿顶部和底部切割横巷的切割井。在底部切割横巷内钻凿上向中深孔，以切割井为自由面，对其进行爆破形成中深孔拉底切割槽。在顶部切割横巷内、矿体上盘的切割井周围，布置中直径平行倾斜深孔；在顶部切割横巷内、矿体下盘，布置中直径扇形倾斜深孔。先进行中直径平行倾斜深孔破井拉槽爆破，再进行中直径扇形倾斜深孔爆破，能够得到一条宽约3～4m、阶段高约50～60m的切割立槽。本发明通过上述技术方案，(1)在切割横巷内留设矿柱，分上、下盘两个区域进行拉槽，尽最大可能减少切割横巷的宽度、长度和暴露面积，更利于切割横巷的自稳。(2)采用直径90mm和长40m以上的深孔，布置下向平行倾斜孔破井拉槽和下向扇形倾斜孔复合扩槽，利用2～3次侧向爆破，能够实现40m以上高阶段高效拉槽。(3)爆破时，连续装填散装乳化粒状铵油炸药或卷装乳化炸药，装药结构简单、作业人数少、劳动强度低、装药效率高。(4)充分利用上、下中段已有的小断面巷道工程，减少切割拉槽的工程量。(5)能够将深孔崩矿块度控制在500mm以内，适用中小型采矿设备，利于大型矿山减少采准工程，更利于中小型矿山高效采矿。

附图说明

图1为本发明急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺的矿房横剖面图。

图2为本发明急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺的矿房纵剖面图。

附图标记

10-拉底巷；11-凿岩中心一；30-出矿巷；40-沿脉巷；50-切割井；60-凿岩硐室；61-凿岩中心二；70-顶部切割横巷；81-上向中深孔；811-扇形中深孔；812-垂直中深孔；82-下向中直径深孔；821-中直径扇形倾斜深孔；822-中直径平行倾斜深孔；90-底部切割横巷；91-中深孔拉槽区；110-穿脉巷；120-装矿进路；140-凿岩联巷。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1和2所示，本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，包括以下步骤：

S1.在矿房上部中段、沿矿房走向布置凿岩硐室60；在矿房上部中段、垂直矿房走向的位置布置顶部切割横巷70，在顶部切割横巷70中部留设宽不少于2m的条形矿柱支撑顶板；在矿房下部中段对应矿房上部中段顶部切割横巷70的位置，平行布置底部切割横巷90。然后在矿体上盘施工一条与矿体倾角相同的切割井50，使之贯穿所述顶部切割横巷70和底部切割横巷90。

S2.在步骤S1所述的底部切割横巷90内钻凿上向中深孔81。在所述顶部切割横巷70内、矿体上盘的切割井50周围，布置中直径平行倾斜深孔822(拉槽大孔)；在顶部切割横巷70内、矿体下盘，布置中直径扇形倾斜深孔821(拉槽大孔)。

S3.以步骤S1所述的切割井50为自由面爆破，首先对所述上向中深孔81进行爆破形成中深孔拉底切割槽。待中深孔拉底切割槽形成后，进行中直径平行倾斜深孔822破井拉槽爆破；最后进行中直径扇形倾斜深孔821爆破，即得到一条切割立槽。所述切割立槽的宽为3～4m、阶段高为50～60m。

通过采用上述技术方案，在切割横巷内留设矿柱，分上、下盘两个区域进行拉槽，尽最大可能减少切割横巷的宽度、长度和暴露面积，更利于切割横巷的自稳。爆破时，能够连续装填散装乳化粒状铵油炸药或卷装乳化炸药，装药结构简单、作业人数少、劳动强度低、装药效率高。

在步骤S2中，所述上向中深孔81包括上向垂直中深孔812和上向扇形中深孔811，且所述上向垂直中深孔812在靠近所述切割井50一侧。

所述上向中深孔81采用YGZ-90钻机钻孔，先施工所述上向扇形中深孔811，再按步距1.0～1.2m定位所述上向垂直中深孔812。所述上向中深孔81的孔径为60mm，孔深10～20m。所述上向扇形中深孔811的孔底距为2.0～2.2m，所述上向垂直中深孔812的孔网参数1.0～1.2m×1.0～1.2m。在步骤S3中，对所述上向中深孔81进行爆破时，先沿所述上向垂直中深孔812向所述上向扇形中深孔811的方向，依次对所述上向垂直中深孔812进行爆破；再沿所述上向垂直中深孔812向所述上向扇形中深孔811的方向，依次对所述上向扇形中深孔811进行爆破。

在步骤S1中，所述顶部切割横巷70断面为4.5m×2.6m；所述底部切割横巷90的断面为3.0～4.0m×2.5m；所述切割井50的直径为1～1.5m。

在步骤S2中，所述中直径平行倾斜深孔822的直径为90mm，倾角与矿体倾角同，孔深40～50m，孔网参数为1.5～2.0m×2.0～3.0m。所述中直径扇形倾斜深孔821的直径为90mm，孔深6～55m，孔排距为1.5～2.2m，孔口距为0.3～0.8m，孔底距为3.0～4.0m。

本发明采用直径90mm和长40m以上深孔、布置下向平行倾斜孔破井拉槽、下向扇形倾斜孔复合扩槽，利用2～3次侧向爆破，就能实现40m以上高阶段高效拉槽。

实施例1

请参阅图1和2所示，一种急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺。该矿体为东西走向，倾向北，倾角约83°，走向长50m，平均宽10.9m。东西两侧均留4.5m宽间柱，回采走向长约41m；不留顶柱。在进行拉槽前，先对矿体进行采准，在采场上部中段有沿脉巷40及穿脉巷110(利旧)、凿岩硐室60(带连续间柱)、顶部切割横巷70、140-凿岩联巷。采场下部中段有沿脉巷40及穿脉巷110(利旧)、出矿巷30、装矿进路120、拉底巷10；然后进行切割拉槽，包括以下步骤：

S1.在矿房上部中段、沿矿房走向布置凿岩硐室60(断面4.5m×2.6m)；在矿房上部中段、垂直矿房走向的位置布置顶部切割横巷70(断面4.5m×2.6m)，在顶部切割横巷70中部留设宽不少于2m的条形矿柱支撑顶板；在矿房下部中段对应矿房上部中段顶部切割横巷70的位置，平行布置底部切割横巷90(断面3.0～4.0m×2.5m)；然后在矿体上盘施工一条与矿体倾角相同的切割井50(直径约为1～1.5m)，使之贯穿所述顶部切割横巷70和底部切割横巷90。

S2.在步骤S1所述的底部切割横巷90内采用YGZ-90钻机钻凿上向中深孔81。在所述顶部切割横巷70内、矿体上盘的切割井50周围，采用低矮型潜孔钻机钻凿中直径平行倾斜深孔822(直径为90mm，孔深约45m，倾角与矿体倾角同，孔网参数为1.5～2.0m×2.0～3.0m)；在顶部切割横巷70内、矿体下盘，沿凿岩中心二61钻凿中直径扇形倾斜深孔821(直径为90mm，孔深6～50m，孔排距为1.5～2.0m，孔口距为0.3～0.8m，孔底距为3.0～4.0m)。

其中，所述上向中深孔81包括上向垂直中深孔812(孔径为60mm，孔深约15m，孔网参数1.0～1.2m×1.0～1.2m)和上向扇形中深孔811(孔排距1.0～1.2m，孔底距为2.0～2.2m)，且所述上向垂直中深孔812在靠近所述切割井50一侧；采用YGZ-90钻机钻孔，沿凿岩中心一11，先施工所述上向扇形中深孔811，再按步距1.0～1.2m定位所述上向垂直中深孔812。

S3.以步骤S1所述的切割井50为自由面爆破，首先对所述上向中深孔81进行爆破形成中深孔拉底切割槽。待中深孔拉底切割槽形成后，进行中直径平行倾斜深孔822破井拉槽爆破；再进行中直径扇形倾斜深孔821爆破，即得到一条切割立槽(宽约3～4m、阶段高约50～60m)。最后进行矿房正常生产爆破。

特别，对所述上向中深孔81进行爆破时，先沿所述上向垂直中深孔812向所述上向扇形中深孔811的方向，依次对所述上向垂直中深孔812、扇形中深孔811进行爆破，形成受矿V型受矿堑沟。干孔采用BQF-100装药器装填散装乳化粒状铵油炸药，水孔采用人工连续装填卷状乳化炸药。同排边孔堵塞1.2m，其他孔按1.2m和2.5m交替堵塞。采用孔底起爆(配起爆具)，同排微差爆破。

再沿所述下向中直径平行倾斜深孔822向所述下向扇形中直径深孔821的方向，以步骤S1所述的切割井50为自由面，依次对所述下向中直径深孔82进行爆破，形成切割槽。水孔采用Φ70mm卷装乳化炸药，干孔采用散装乳化粒状铵油炸药。孔底设铁丝悬吊堵头，堵塞炮孔后灌砂1.6～2.4m；装完药后，孔口堵塞1.6～2.4m。每次爆破2～4排；孔内中部装双发毫秒延时导爆管雷管(配起爆具)起爆。自采场宽度向的立槽向采场端部，实行逐孔分段延时复式起爆。

最后进行回采作业，以切割立槽为自由面，由矿房东部向西部实施全断面侧向崩矿回采。为确保在采场爆破临空面附近作业安全，须在临空面凿岩硐室两帮拉3根钢丝绳形成高1.2m的安全护栏。

综上所述，本发明提供的一种急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺。在矿房上部中段、垂直矿房走向的位置布置顶部切割横巷70；在矿房下部中段对应顶部切割横巷70的位置、平行布置底部切割横巷90。然后在矿体上盘施工一条与矿体倾角相同的贯穿顶部切割横巷70和底部切割横巷90的切割井50。在底部切割横巷90内钻凿上向中深孔81，以切割井50为自由面，对其进行爆破形成中深孔拉底切割槽。在顶部切割横巷70内、矿体上盘的切割井50周围，布置中直径平行倾斜深孔822；在顶部切割横巷70内、矿体下盘，布置中直径扇形倾斜深孔821。先进行中直径平行倾斜深孔822破井拉槽爆破，再进行中直径扇形倾斜深孔821爆破，即得到一条切割立槽。本发明能最大可能减少切割横巷的宽度、长度和暴露面积，更利于切割横巷的自稳。同时采用直径90mm和长40m以上深孔、布置下向平行倾斜孔破井拉槽、下向扇形倾斜孔复合扩槽，利用2～3次侧向爆破，实现40m以上高阶段高效拉槽，较好地控制崩矿块度500mm以下，适用中小型采矿设备作业，利于大型矿山减少采准和切割工程；更利于中小型矿山高效采矿。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在矿房上部中段、垂直矿房走向的位置布置顶部切割横巷，在顶部切割横巷中部留设宽不少于2m的条形矿柱支撑顶板；在矿房下部中段对应矿房上部中段顶部切割横巷的位置，平行布置底部切割横巷；然后在矿体上盘施工一条与矿体倾角相同的切割井，使之贯穿所述的顶部切割横巷和底部切割横巷；

S2.在步骤S1所述的底部切割横巷内钻凿上向中深孔；在步骤S1所述顶部切割横巷内、矿体上盘的切割井周围，布置中直径平行倾斜深孔；在顶部切割横巷内、矿体下盘，布置中直径扇形倾斜深孔；

S3.以步骤S1所述的切割井为自由面爆破，首先对所述上向中深孔进行爆破形成中深孔拉底切割槽；待中深孔拉底切割槽形成后，进行中直径平行倾斜深孔破井拉槽爆破；最后进行中直径扇形倾斜深孔爆破，即得到一条切割立槽。

2.根据权利要求1所述的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，在步骤S2中，所述上向中深孔包括上向垂直中深孔和上向扇形中深孔，且所述上向垂直中深孔在靠近所述切割井一侧。

3.根据权利要求2所述的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，所述上向中深孔采用YGZ-90钻机钻孔，先施工所述上向扇形中深孔，再按步距1.0～1.2m定位所述上向垂直中深孔。

4.根据权利要求3所述的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，在步骤S3中，对所述上向中深孔进行爆破时，先沿所述上向垂直中深孔向所述上向扇形中深孔的方向，依次对所述上向垂直中深孔进行爆破；再沿所述上向垂直中深孔向所述上向扇形中深孔的方向，依次对所述上向扇形中深孔进行爆破。

5.根据权利要求3所述的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，所述上向中深孔的孔径为60mm，孔深10～20m；所述上向扇形中深孔的孔底距为2.0～2.2m，所述上向垂直中深孔的孔网参数为1.0～1.2m×1.0～1.2m。

6.根据权利要求2所述的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，所述拉底切割槽的高度为10～15m。

7.根据权利要求1所述的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，在步骤S1中，所述顶部切割横巷的断面为4.5m×2.6m；所述底部切割横巷的断面为3.0～4.0m×2.5m；所述切割井的直径为1～1.5m。

8.根据权利要求1所述的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，在步骤S2中，所述中直径平行倾斜深孔的直径为90mm，孔深40～50m，倾角与矿体倾角同，孔网参数为1.5～2.0m×2.0～3.0m。

9.根据权利要求1所述的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，在步骤S2中，所述中直径扇形倾斜深孔的直径为90mm，孔深6～55m，孔排距为1.5～2.2m，孔口距为0.3～0.8m，孔底距为3.0～4.0m。

10.根据权利要求1所述的急倾斜中厚矿体的中直径深孔复合拉槽工艺，其特征在于，在步骤S3中，所述切割立槽的宽为3～4m、阶段高为50～60m。

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