CN112502711A - 一种硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，包括以下步骤：1）采准切割，先掘上、下两条阶段运输巷道，然后根据地质条件，在下一个阶段巷道内，选择合适的位置定点挂线，沿矿体底板反掘轮子坡与上阶段运输平巷贯通；2）回采及落矿，整个轮子坡上的各矿块由上而下逐个回采，每个矿块的回采顺序为后退式，从切割上山一侧向外沿矿体走向平推，一次采矿石全高；3）矿石运搬；4）采面通风；5）采面及平巷支护；6）采空区处理。本发明采矿方法更加趋于简单，实现了单平巷采准，单上山切割。采准布置变双巷为单巷，采准工程量减少50%，不仅节省了大量掘进费，还缩短了盘区采准期。
Description
技术领域
本发明涉及采矿技术领域，具体是一种硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法。
背景技术
目前，硬质耐火粘土矿采用传统长壁式采矿法，开采效率低，安全性和经济型不高，资源浪费大，而采矿方法向低成本、高效化、安全性好、资源利用率高方向发展，显然，传统长壁式采矿法跟不上时代的发展规律。
目前国内采用长壁式采矿法的非煤矿山，主要集中在硬质耐火粘土矿等缓倾斜薄矿体的开采。巷道一般采用脉内双巷布置，两巷道间留8m矿柱，作为下分段回采时的顶柱；每隔30m掘进一联络巷，作为回风和联络巷；此外，还要平行于提升上山掘进一回风行人上山。此法采准工程量大，工期长，矿柱一般不予回采，矿石回采率低。且采矿工作面连续推进，采空区逐渐加大，支护量大且不安全；双巷采准基建工期长，投入巨大，且造成矿柱损失，造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，包括以下步骤：
1）采准切割
设置阶段高度40m，每个阶段划成若干个分段，每个分段斜长40～50m，矿块走向长度以断层为准，长度为300～400m；
采准工作包括掘进提升放矿轮子坡及分段运输平巷，采准工程为脉内布置，巷道规格均为2.5m×2.5m；采准施工顺序如下：
先掘上、下两条阶段运输巷道，然后根据地质条件，在下一个阶段巷道内，选择合适的位置定点挂线，沿矿体底板反掘轮子坡与上阶段运输平巷贯通；贯通后继续上掘绳道，然后再施工绞车房及上部车场甩道，形成提升能力；轮子坡形成提升能力后，根据地质条件及技术要求开始定点施工分段运输平巷岔点，岔点施工完后形成正式迎头，进入分段平巷施工阶段；
切割上山是采面回采时的自由面，在分段运输平巷施工完后，退出该平巷迎头4～6m；
2）回采及落矿
整个轮子坡上的各矿块由上而下逐个回采，每个矿块的回采顺序为后退式，从切割上山一侧向外沿矿体走向平推，一次采矿石全高；
3）矿石运搬
矿石运搬的设备包括电耙绞车、0.3m3耙斗及辅助工具，辅助工具包括簸箕、单滑子和双滑子；电耙绞车安放在距采面9～11m的预先打好的电耙窝内，电耙窝设在平巷下壁；矿石采用直接装车方式；回采前先在平巷上壁打好预制块垛底，作为安放簸箕的底座，垛底距铁路20cm，安放好簸箕后，用两棵门柱夹住簸箕两边固定好；拉矿时簸箕口与矿车对正，矿石通过簸箕直接装入矿车；
4）采面通风
新鲜风流从下阶段运输巷道，经轮子坡直接进入分段运输巷道；轮子坡上设有风门，放炮时关闭风门，新鲜风流清洗工作面后，污风通过上平巷排走；轮子坡提升时打开风门；
5）采面及平巷支护
采面支护形式为木支护，木柱规格为∮14～∮20cm；采面支护采用三排密集与一排普通支柱，支柱排距为1.2m，每排支柱留2个0.4～0.6m的安全出口；回柱时用回柱绞车，回柱绞车安装在上平巷内，回柱采用“见四回一”的方式，由下而上进行；随着工作面的推进，在已打好的垛底上再加上砼预制块接到顶板上，同时架上木棚子，使砼垛与木棚联合支护平巷；
6）采空区处理
在采面开采初期，逐渐加大放顶距，随着采空区暴露面积的增加，回柱后顶板便自行冒落。
作为本发明进一步的方案：步骤1）所述分段斜长即矿块斜长。
作为本发明再进一步的方案：步骤1）所述绳道的坡度比轮子坡小4～6°。
作为本发明再进一步的方案：步骤2）回采及落矿过程中，工作面打眼时采用TY～24凿岩机，钎杆长度为1.8m，钎头为“一”字型合金头，直径为38mm，炮孔深度为1.2～1.5m，最小抵抗线为1.2m，炮眼为平行或三角布置。
作为本发明再进一步的方案：步骤2）回采及落矿过程中，爆破时采用2号岩石乳胶炸药，药卷直径为32mm，采用毫秒导爆管雷管起爆。
作为本发明再进一步的方案：步骤3）中的簸箕是铁板制品，规格为后宽1.3m，前宽1.1m，两边铁板高为0.3m，长1.7m。
作为本发明再进一步的方案：步骤6）采空区处理过程中，当采空区不能自行冒落时，采用强制放顶办法，在靠空区的一排密集支柱附近朝空区方向打挑顶眼，放炮使其强制冒落。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.采矿方法更加趋于简单，实现了单平巷采准，单上山切割。采准布置变双巷为单巷，采准工程量减少50%，不仅节省了大量掘进费，还缩短了盘区采准期。
2.上、下两矿块间不留矿柱(原双巷采准，其间留8m矿柱)，不仅提高了矿块回采率，减少了矿石损失，充分利用了矿产资源，延长了矿山寿命，还彻底改变了原先为回采矿柱，在极不安全的条件下操作的状况。
3.切割工程仅需掘进一条上山，便可回采，方便了技术管理和观场施工。
4.采场生产能力大，由改进前3000t/月，提高到5000～6000t/月。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例
一种硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）采准切割
设置阶段高度40m，每个阶段划成若干个分段，每个分段斜长40～50m，分段斜长即矿块斜长；矿块走向长度以断层为准，长度为300～400m；
采准工作包括掘进提升放矿轮子坡及分段运输平巷，采准工程为脉内布置，巷道规格均为2.5m×2.5m；采准施工顺序：先掘上、下两条阶段运输巷道，然后根据地质条件，在下一个阶段巷道内，选择合适的位置定点挂线，沿矿体底板反掘轮子坡与上阶段运输平巷贯通；贯通后继续上掘绳道，但绳道坡度要比轮子坡小5°左右，优选4～6°；然后再施工绞车房及上部车场甩道，形成提升能力；轮子坡形成提升能力后，根据地质条件及技术要求开始定点施工分段运输平巷岔点，岔点施工完后形成正式迎头，进入分段平巷施工阶段；
切割上山是采面回采时的自由面，在分段运输平巷施工完后，退出该平巷迎头5m左右，优选4～6m；根据具体情况，如按照断层的方向，沿矿石底板与上分段运输平巷贯通，规格为宽2m，高度以矿厚而定。
2）回采及落矿
整个轮子坡上的各矿块由上而下逐个回采，每个矿块的回采顺序为后退式，从切割上山一侧向外沿矿体走向平推，一次采矿石全高；工作面打眼采用TY～24凿岩机，钎杆长度为1.8m，钎头为“一”字型合金头，直径∮38mm，炮孔深度1.2～1.5m，最小抵抗线1.2m，炮眼为平行或三角布置；爆破采用2号岩石乳胶炸药，药卷直径∮32mm，采用毫秒导爆管雷管起爆。
3）矿石运搬
矿石运搬的设备包括电耙绞车、0.3m3耙斗及辅助工具，辅助工具包括簸箕、单滑子和双滑子；电耙绞车安放在距采面10m左右（优选9～11m）的预先打好的电耙窝内，电耙窝设在平巷下壁；矿石采用直接装车方式；回采前先在平巷上壁打好预制块垛底，作为安放簸箕的底座，垛底距铁路20cm，安放好簸箕后，用两棵门柱夹住簸箕两边固定好；拉矿时簸箕口与矿车对正，矿石便通过簸箕直接装入矿车；簸箕是铁板制品，规格为后宽1.3m，前宽1.1m，两边铁板高为0.3m，长1.7m。
4）采面通风
新鲜风流从下阶段运输巷道，经轮子坡直接进入分段运输巷道；轮子坡上设有风门，放炮时关闭风门，新鲜风流清洗工作面后，污风通过上平巷排走。轮子坡提升时打开风门。
5）采面及平巷支护
采面支护形式为木支护，木柱规格为∮14～∮20cm；采面支护采用三排密集与一排普通支柱，支柱排距为1.2m，每排支柱留2个0.5m左右（优选0.4～0.6m）的安全出口。回柱时用回柱绞车，回柱绞车安装在上平巷内，回柱采用“见四回一”的方式，由下而上进行；随着工作面的推进，在已打好的垛底上再加上砼预制块接到顶板上，同时架上木棚子，使砼垛与木棚联合支护平巷；通过实践证明该人工底柱能够很好地保护平巷的安全。
6）采空区处理
在采面开采初期，由于采面跨度不大，空区顶板不易冒落，因此，逐渐加大放顶距，随着采空区暴露面积的增加，回柱后顶板便自行冒落。如果采空区迟迟不能自行冒落，采用强制放顶办法，即在靠空区的一排密集支柱附近朝空区方向打挑顶眼，放炮使其强制冒落，达到地压处理的目的。
本发明综合考虑安全、技术、经济三个因素，使其达到安全可靠、技术可行、经济合理。以最少的采准、切割工作量为基准，尽量少留矿柱。即将传统的长壁法中的装矿巷道和运输巷道合二为一，省略所有联络道和安全道，切割工作只保留1 条切割上山。为解决安全及通风问题，上阶段矿房回采后，用人工底柱保留好下平巷，作为下阶段矿房回采时的上安全道和排风巷。
经实际检验，本发明采矿方法更加趋于简单，实现了单平巷采准，单上山切割。采准布置变双巷为单巷，采准工程量减少50%，不仅节省了大量掘进费，还缩短了盘区采准期；上、下两矿块间不留矿柱(原双巷采准，其间留8m矿柱)，不仅提高了矿块回采率，减少了矿石损失，充分利用了矿产资源，延长了矿山寿命，还彻底改变了原先为回采矿柱，在极不安全的条件下操作的状况；.切割工程仅需掘进一条上山，便可回采，方便了技术管理和观场施工；采场生产能力大，由改进前3000t/月，提高到5000～6000t/月。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）采准切割
设置阶段高度40m，每个阶段划成若干个分段，每个分段斜长40～50m，矿块走向长度以断层为准，长度为300～400m；
采准工作包括掘进提升放矿轮子坡及分段运输平巷，采准工程为脉内布置，巷道规格均为2.5m×2.5m；采准施工顺序如下：
先掘上、下两条阶段运输巷道，然后根据地质条件，在下一个阶段巷道内，选择合适的位置定点挂线，沿矿体底板反掘轮子坡与上阶段运输平巷贯通；贯通后继续上掘绳道，然后再施工绞车房及上部车场甩道，形成提升能力；轮子坡形成提升能力后，根据地质条件及技术要求开始定点施工分段运输平巷岔点，岔点施工完后形成正式迎头，进入分段平巷施工阶段；
切割上山是采面回采时的自由面，在分段运输平巷施工完后，退出该平巷迎头4～6m；
2）回采及落矿
整个轮子坡上的各矿块由上而下逐个回采，每个矿块的回采顺序为后退式，从切割上山一侧向外沿矿体走向平推，一次采矿石全高；
3）矿石运搬
矿石运搬的设备包括电耙绞车、0.3m3耙斗及辅助工具，辅助工具包括簸箕、单滑子和双滑子；电耙绞车安放在距采面9～11m的预先打好的电耙窝内，电耙窝设在平巷下壁；矿石采用直接装车方式；回采前先在平巷上壁打好预制块垛底，作为安放簸箕的底座，垛底距铁路20cm，安放好簸箕后，用两棵门柱夹住簸箕两边固定好；拉矿时簸箕口与矿车对正，矿石通过簸箕直接装入矿车；
4）采面通风
新鲜风流从下阶段运输巷道，经轮子坡直接进入分段运输巷道；轮子坡上设有风门，放炮时关闭风门，新鲜风流清洗工作面后，污风通过上平巷排走；轮子坡提升时打开风门；
5）采面及平巷支护
采面支护形式为木支护，木柱规格为∮14～∮20cm；采面支护采用三排密集与一排普通支柱，支柱排距为1.2m，每排支柱留2个0.4～0.6m的安全出口；回柱时用回柱绞车，回柱绞车安装在上平巷内，回柱采用“见四回一”的方式，由下而上进行；随着工作面的推进，在已打好的垛底上再加上砼预制块接到顶板上，同时架上木棚子，使砼垛与木棚联合支护平巷；
6）采空区处理
在采面开采初期，逐渐加大放顶距，随着采空区暴露面积的增加，回柱后顶板便自行冒落。
2.根据权利要求1所述的硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，其特征在于，步骤1）所述分段斜长即矿块斜长。
3.根据权利要求1所述的硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，其特征在于，步骤1）所述绳道的坡度比轮子坡小4～6°。
4.根据权利要求1所述的硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，其特征在于，步骤2）回采及落矿过程中，工作面打眼时采用TY～24凿岩机，钎杆长度为1.8m，钎头为“一”字型合金头，直径为38mm，炮孔深度为1.2～1.5m，最小抵抗线为1.2m，炮眼为平行或三角布置。
5.根据权利要求1所述的硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，其特征在于，步骤2）回采及落矿过程中，爆破时采用2号岩石乳胶炸药，药卷直径为32mm，采用毫秒导爆管雷管起爆。
6.根据权利要求1所述的硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，其特征在于，步骤3）中的簸箕是铁板制品，规格为后宽1.3m，前宽1.1m，两边铁板高为0.3m，长1.7m。
7.根据权利要求1所述的硬质耐火粘土矿山地下开采的安全经济型采矿方法，其特征在于，步骤6）采空区处理过程中，当采空区不能自行冒落时，采用强制放顶办法，在靠空区的一排密集支柱附近朝空区方向打挑顶眼，放炮使其强制冒落。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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