CN112746847A - 缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，包括如下步骤：盘区布置：沿矿体走向和倾向将缓倾斜至倾斜中厚矿体划分为多个盘区作为回采生产单元，沿矿体走向将每个盘区划分为多个采场，沿上下方向将每个采场划分为多个分段，沿矿体走向将每个分段划分为多个矿房；采准工程：每个分段内布置有沿矿体走向延伸的分段凿岩巷道，在矿房内掘进倾斜的切割天井作为爆破自由空间；回采出矿：在矿房内凿出上向扇形炮孔，在上向扇形炮孔内装药、分次爆破。本发明具有开采矿体安全性高、生产能力大、爆破效率高及矿石贫化率和损失率低等优点。

Description

缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，具体涉及一种缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法。

背景技术

相关技术中，缓倾斜至倾斜中厚矿体主要采用房柱法、有底部结构的分段空场法、分层充填法、进路充填法等。采用房柱法、分段空场法，采场生产能力大，但采场边界不易控制，矿柱不易回收，矿石的损失率、贫化率大，尤其在稀贵金属矿山，势必会造成资源较大的浪费；采用分层充填法、进路充填法，矿石的贫化率、损失率较低，但采矿工序循环频繁，采场生产规模小，采切工程量大，工作面作业危险，且无法发挥大型机械化采掘设备的生产能力，也不适合采用自动化采矿设备连续作业。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法。

根据本发明实施例的一种缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，包括如下步骤：

盘区布置：沿矿体走向和倾向将缓倾斜至倾斜中厚矿体划分为多个盘区作为回采生产单元，沿所述矿体走向将每个所述盘区划分为多个采场，沿上下方向将每个所述采场划分为多个分段，沿所述矿体走向将每个所述分段划分为多个矿房，所述矿房的垂直于所述矿体走向的截面为第一截面，所述第一截面在第一水平方向上的长度从其下端到其上端先增大后减小，其中所述第一水平方向和所述第一截面均位于同一平面内；

采准工程：每个所述分段内布置有沿所述矿体走向延伸的分段凿岩巷道，所述分段凿岩巷道位于所述矿房的下端部的下方，所述分段凿岩巷道在上下方向上邻近所述矿房，在所述矿房内掘进倾斜的切割天井作为爆破自由空间；

回采出矿：在所述矿房内钻凿上向扇形炮孔，在所述上向扇形炮孔内装药、分次爆破。

因此，根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法具有开采矿体安全性高、生产能力大、爆破效率高及矿石贫化率和损失率低等优点。

在一些实施例中，所述采准工程还包括：

每个所述盘区下端部在矿体脉外沿矿体走向布置中段沿脉运输巷道；

在矿体脉外下盘沿矿体倾向设置S形的采准斜坡道；

从所述采准斜坡道沿矿体走向掘进分段联络道；

从每个所述分段联络道沿第一水平方向掘进出矿巷道4至相应的所述分段内的所述分段凿岩巷道。

在一些实施例中，所述采准工程还包括：

在矿体脉外下盘设置多个溜井，多个所述溜井的下端部与所述中段沿脉运输巷道连通，每个所述出矿巷道与一个所述溜井连通；

在矿体脉外下盘设置充填管缆井，所述充填管缆井的下端部与所述中段沿脉运输巷道连通，所述充填管缆井的上端部与上方相邻所述盘区内的所述中段沿脉运输巷道连通，每个所述分段联络道与一个所述充填管缆井相连；

在所述矿房内沿着第一水平方向掘进充填回风联络道，所述充填回风联络道贯穿所述矿房，所述矿房内的所述充填回风联络道与下方相邻的所述矿房内的切割天井连通。

在一些实施例中，所述第一截面为平行四边形，所述第一截面的一组对边的延伸方向与矿体倾向垂直，所述第一截面的另一组对边的延伸方向与矿体倾向平行。

在一些实施例中，所述缓倾斜至倾斜中厚矿体的倾向与水平面的夹角在20度至55度之间。

根据本发明实施例的一种缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法还包括

充填：待所述矿房出矿结束后，充填体11通过所述充填通风联络道充填已采空的矿房。

在一些实施例中，所述溜井包括第一溜井和第二溜井，所述第一溜井的长度小于所述第二溜井，多个所述划分为第一分段组和第二分段组，所述第一分段组的高度低于所述第二分段组内的高度，所述第一溜井与所述第一分段组内的所述分段联络道连接，所述第二溜井与所述第二分段组内的所述分段联络道连接。

在一些实施例中，在所述回采出矿步骤中，以所述切割天井为自由面拉槽中深孔，分次爆破，后退式回采，每次爆破3-4排炸药。

在一些实施例中，在所述充填步骤中，所述矿房回采完毕后，每个所述采场内最下方的所述分段采用灰砂比为1∶4的胶结充填料充填，其他所述分段采用胶结充填料分两次进行充填，第一次采用灰砂比为1:10的所述胶结充填料进行充填，第二次所述胶结充填料的灰砂比为1:20。

根据本发明实施例的一种缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法还包括

采场支护：所述分段凿岩巷道采用锚网支护，所述分段凿岩巷道局部破碎地方采用锚网加锚索或锚网加钢拱架联合支护形式。

附图说明

图1是根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法主视图的示意图。

图2是根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法俯视图的示意图。

图3是根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法侧视图的示意图。

图4是根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法的三维示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1至图4来描述根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体1000的采矿方法。

如图1至图4所示，根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体1000的采矿方法，包括如下步骤：

盘区100布置：沿矿体走向和倾向将缓倾斜至倾斜中厚矿体1000划分为多个盘区100作为回采生产单元，沿矿体走向将每个盘区100划分为多个采场110，沿上下方向将每个采场110划分为多个分段120，沿矿体走向将每个分段120划分为多个矿房130。矿房130的垂直于矿体走向的截面为第一截面，第一截面在第一水平方向上的长度从其下端到其上端先增大后减小，其中第一水平方向和第一截面均位于同一平面内。

采准工程：每个分段120内布置有沿矿体走向延伸的分段凿岩巷道240，分段凿岩巷道240位于矿房130的下端部的下方，分段凿岩巷道240在上下方向上邻近矿房130，在矿房130内掘进倾斜的切割天井131作为爆破自由空间。

回采出矿：在矿房130内钻凿上向扇形炮孔132，在上向扇形炮孔132内装药、分次爆破。

根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体1000的采矿方法沿矿体走向将每个盘区100划分为多个采场110，沿上下方向将每个采场110划分为多个分段120，沿矿体走向将每个分段120划分为多个矿房130，因此矿房130为最小的开采单元。

分段凿岩巷道240位于矿房130的下端部的下方，分段凿岩巷道240在上下方向上邻近矿房130。因此可以使得工作人员在分段凿岩巷道240内操作设备，便于在矿房130内掘进倾斜的切割天井131作为爆破自由空间并钻凿上向扇形炮孔132。矿房130爆破之后，爆下的矿石顺着矿房130的下端部的爆破开口落入分段凿岩巷道240内，从而使得可在分段凿岩巷道240内使用自动化铲运机将矿石运走。凿岩、出矿作业均在巷道中作业，设备、人员不进入空区，充分发挥自动化铲运机的高效出矿能力，使得开采矿体的安全性能够得到有效保障，提高开采矿体的效率。

上向扇形炮孔132是从分段凿岩巷道240内向矿房130凿出，且矿房130的第一截面在水平方向上的长度从其下端到其上端先增大后减小，即矿房130的下端部是一个向下逐渐收缩的结构，从而使得上向扇形炮孔132可以爆破整个矿房130，降低矿石的损失率和贫化率，扇形中深孔爆破效率高。矿房130内无需设置矿柱，矿石损失率低。在分段凿岩巷道240内施工上向扇形炮孔132具有爆破效率高、顶板安全的优点

因此，根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体1000的采矿方法具有开采矿体安全性高、生产能力大、爆破效率高及矿石贫化率和损失率低等优点。

如图1至图4所示，根据本发明实施例的缓倾斜至倾斜中厚矿体1000的采矿方法包括盘区100布置步骤、采准工程步骤、回采出矿步骤、支护步骤和充填步骤。

盘区100布置步骤包括：沿矿体走向和倾向将缓倾斜至倾斜中厚矿体1000划分为多个盘区100作为回采生产单元，沿矿体走向将每个盘区100划分为多个采场110，沿上下方向将每个采场110划分为多个分段120，沿矿体走向将每个分段120划分为多个矿房130。矿房130的垂直于矿体走向的截面为第一截面，第一截面在第一水平方向上的长度从其下端到其上端先增大后减小，其中第一水平方向和所述第一截面均位于同一平面内。开采时在每个盘区100内不同的采场110从位于最下方的分段120开始开采，在每个分段120开采时以矿房130为最小的开采单元，。

在一些实施例中，缓倾斜至倾斜中厚矿体1000的倾角与水平面的夹角通常在20度(包括20度)至55度(包括55度)之间，缓倾斜至倾斜中厚矿体1000的水平厚度在15m至30m之间。缓倾斜矿体指的是倾角大于等于20度且小于等于35度的矿体，倾斜矿体指的是倾角大于35度且小于等于55度的矿体，即本申请的矿体属于缓倾斜至倾斜中厚的矿体。沿矿体走向划分矿房130，且第一截面在水平方向上的长度从其下端到其上端先增大后减小，使得矿体下端部为一个水平截面逐渐收缩(水平截面的面积逐渐减小)的结构，便于在矿体下端布置采准结构，方便出矿，分段凿岩巷道240位于矿房130的下端部的下方，分段凿岩巷道240在上下方向上邻近矿房130，在爆破作业过程中，炮孔按照矿体的轮廓布置，使得矿石贫化率降低。

如图3所示，在一些实施例中，第一截面为平行四边形，第一截面的一组对边的延伸方向与矿体倾向垂直，第一截面的另一组对边的延伸方向与矿体倾向平行。第一截面为平行四边形便于矿房130的划分和排列布置，方便矿体依次开采。其中，第一水平方向如图3中箭头A所示，上下方向如图3中箭头B所示，矿体倾向如图3中箭头C所示，矿体走向如图2中箭头D所示。

采准工程步骤包括：每个盘区100下端部在矿体脉外沿矿体走向布置中段沿脉运输巷道210。可从中段沿脉运输巷道210开始在矿体脉外下盘沿矿体1000倾向设置S形的采准斜坡道310，采准斜坡道310可以兼做探矿，减少探矿巷道施工费用。

每个采场110的每个分段120从采准斜坡道310沿矿体走向掘进分段联络道220，每个分段联络道220与采准斜坡道310连通。每个分段120内布置有沿矿体走向延伸的分段凿岩巷道240，从每个分段联络道220沿矿体第一水平方向掘进出矿巷道230至相应的分段120内的分段凿岩巷道240。例如，一个盘区100划分为两个采场110，采准斜坡道310可位于盘区100中间位置处，两个采场110共用一个采准斜坡道310，可节省采准工程量。其次，采准系统布置相对独立，有利于充分发挥各种设备如中深孔凿岩台车、锚杆台车、撬毛台车、装药车和自动化铲运机等先进设备在采场内进行自动化作业。

分段凿岩巷道240位于矿房130的下端部的下方，分段凿岩巷道240在上下方向上邻近矿房130。因此可以使得工作人员在分段凿岩巷道240内操作设备，便于在矿房130内掘进倾斜的切割天井131作为爆破自由空间并钻凿上向扇形炮孔132。分段凿岩巷道240位于矿房130的下端部的下方，矿房130爆破之后，爆下的矿石顺着矿房130的下端部的爆破开口落入分段凿岩巷道240内，从而使得可在分段凿岩巷道240内使用自动化铲运机将矿石运走。凿岩、出矿作业均在巷道中作业，设备、人员不进入空区，使得开采矿体的安全性能够得到有效保障，提高开采矿体的效率。

上向扇形炮孔132是从分段凿岩巷道240向矿房130凿出，且矿房130的第一截面在水平方向上的长度从其下端到其上端先增大后减小，即矿房130的下端部是一个向下逐渐收缩的结构，从而使得上向扇形炮孔132可以爆破整个矿房130，降低矿石的损失率和贫化率，扇形中深孔爆破效率高。矿房130内无需设置矿柱，矿石损失率低。在分段凿岩巷道240内施工上向扇形炮孔132，具有爆破效率高、顶板安全的优点。

如图2和图3所示，在一些实施例中，采准工程步骤还包括：

在矿体1000脉外下盘设置多个溜井320，每个溜井320的下端部与中段沿脉运输巷道210连通，每个出矿巷道230与一个溜井连通。溜井320便于矿石滑落到中段沿脉运输巷道210中运走。

在矿体1000脉外下盘设置充填管缆井330，充填管缆井330的下端部与中段沿脉运输巷道210连通，充填管缆井330的上端部与上方相邻盘区100内的中段沿脉运输巷道210连通，每个分段联络道220与相应的充填管缆井330相连，即每个采场110设置一个充填管缆井330，采场110内的每个分段联络道220与采场110内的充填管缆井330相连。充填管缆井330具有充填、回风、泄水等功能。

在矿房130内沿着第一水平方向掘进充填回风联络道250，充填回风联络道250贯穿矿房130。矿房130内的充填回风联络道250与下方相邻的矿房130内的切割天井131连通，采场内的污风通过切割天井131回风到充填回风联络道250及主回风路中，改善采场作业环境。

在一些实施例中，溜井320包括第一溜井321和第二溜井322，第一溜井321的长度小于第二溜井322，每个采场110内的多个分段120构成第一分段组和第二分段组，第一分段组包括至少一个分段120，第二分段组包括至少一个分段120。第一分段组位于第二分段组的下方，第一分段120组内的分段凿岩巷道240与第一溜井321连接，第二溜井322与第二分段120组内的分段凿岩巷道240连接。多个相邻的分段120内的矿体公用一个溜井320，有利于节约工程投资成本。

上述采准工程步骤的各种巷道工程的步骤位置不但节省了掘进工程量，同时每个盘区100的的采准切割和回采作业相互独立，不同采场之间影响较小，可以选择安全、高效的自动化采矿设备实现连续出矿，提高矿房130回采效率。

回采出矿步骤包括：在矿房130内钻凿上向扇形炮孔132，在上向扇形炮孔132内装药、分次爆破。具体地，在一些实施例中，在回采出矿步骤中，以切割天井131为自由面拉槽中深孔，分次爆破，后退式回采，每次爆破3-4排炸药。这样，有利于提高回采效率。

爆破落矿后，新鲜风流经中段沿脉运输巷道210进入采准斜坡道310内。通过设置采准斜坡道310上的局扇和风筒将新鲜风流经分段联络道220、出矿巷道230和分段凿岩巷道240压入采场工作面，污风通过上方相邻的分段120的充填回风联络道250、出矿巷道230、分段联络道220进入充填管缆井330排出，最后至地表。

盘区内各采场之间通过采准斜坡道310连接，各采场的采准、回风系统较为独立，可在分段联络道2设置安全门禁，爆下的矿石通过自动化铲运机实现连续、高效出矿，矿石经凿岩巷道、出矿巷道4搬运至脉外矿石溜井。当矿体倾角较缓矿石难以完全自溜时，可采用遥控式挖掘机配合铲运机进行出矿。

采场支护步骤包括：分段凿岩巷道240采用锚网支护，分段凿岩巷道240局部破碎地方采用锚网加锚索或锚网加钢拱架联合支护形式，提高采场开采时的安全性。充填步骤包括：待矿房130出矿结束后，充填体11通过充填通风联络道充填已采空的矿房130。每个采场内最下方的分段120内的已采空的矿房130的底部采用灰砂比为1∶4的胶结充填料充填，作为下分段回采充填假顶。其他分段120已采空的矿房130分两次进行填充，第一次采用灰砂比为1∶10的胶结充填料充填已采空的矿房130的下半段，第二次采用灰砂比为1∶20的胶结充填料充填已采空的矿房130的上半段，可提高填充效率并使得充填后的矿房130上方的施工地面较为平整。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。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 (10)

1.一种缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，包括如下步骤：

盘区布置：沿矿体走向和倾向将缓倾斜至倾斜中厚矿体划分为多个盘区作为回采生产单元，沿所述矿体走向将每个所述盘区划分为多个采场，沿上下方向将每个所述采场划分为多个分段，沿所述矿体走向将每个所述分段划分为多个矿房，所述矿房的垂直于所述矿体走向的截面为第一截面，所述第一截面在第一水平方向上的长度从其下端到其上端先增大后减小，其中所述第一水平方向和所述第一截面均位于同一平面内；

采准工程：每个所述分段内布置有沿所述矿体走向延伸的分段凿岩巷道，所述分段凿岩巷道位于所述矿房的下端部的下方，所述分段凿岩巷道在上下方向上邻近所述矿房，在所述矿房内掘进倾斜的切割天井作为爆破自由空间；

回采出矿：在所述矿房内钻凿上向扇形炮孔，在所述上向扇形炮孔内装药、分次爆破。

2.根据权利要求1所述的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，所述采准工程还包括：

每个所述盘区下端部在矿体脉外沿矿体走向布置中段沿脉运输巷道；

在矿体脉外下盘沿矿体倾向设置S形的采准斜坡道；

从所述采准斜坡道沿矿体走向掘进分段联络道；

从每个所述分段联络道沿第一水平方向掘进出矿巷道4至相应的所述分段内的所述分段凿岩巷道。

3.根据权利要求2所述的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，所述采准工程还包括：

在矿体脉外下盘设置多个溜井，多个所述溜井的下端部与所述中段沿脉运输巷道连通，每个所述出矿巷道与一个所述溜井连通；

在矿体脉外下盘设置充填管缆井，所述充填管缆井的下端部与所述中段沿脉运输巷道连通，所述充填管缆井的上端部与上方相邻所述盘区内的所述中段沿脉运输巷道连通，每个所述分段联络道与一个所述充填管缆井相连；

在所述矿房内沿着第一水平方向掘进充填回风联络道，所述充填回风联络道贯穿所述矿房，所述矿房内的所述充填回风联络道与下方相邻的所述矿房内的切割天井连通。

4.根据权利要求1所述的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，所述第一截面为平行四边形，所述第一截面的一组对边的延伸方向与矿体倾向垂直，所述第一截面的另一组对边的延伸方向与矿体倾向平行。

5.根据权利要求1所述的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，所述缓倾斜至倾斜中厚矿体的倾向与水平面的夹角在20度至55度之间。

6.根据权利要求3任一项所述的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，还包括

充填：待所述矿房出矿结束后，充填体11通过所述充填通风联络道充填已采空的矿房。

7.根据权利要求3所述的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，所述溜井包括第一溜井和第二溜井，所述第一溜井的长度小于所述第二溜井，多个所述划分为第一分段组和第二分段组，所述第一分段组的高度低于所述第二分段组内的高度，所述第一溜井与所述第一分段组内的所述分段联络道连接，所述第二溜井与所述第二分段组内的所述分段联络道连接。

8.根据权利要求2所述的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，在所述回采出矿步骤中，以所述切割天井为自由面拉槽中深孔，分次爆破，后退式回采，每次爆破3-4排炸药。

9.根据权利要求6所述的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，在所述充填步骤中，所述矿房回采完毕后，每个所述采场内最下方的所述分段采用灰砂比为1∶4的胶结充填料充填，其他所述分段采用胶结充填料分两次进行充填，第一次采用灰砂比为1:10的所述胶结充填料进行充填，第二次所述胶结充填料的灰砂比为1:20。

10.根据权利要求7所述的缓倾斜至倾斜中厚矿体的采矿方法，其特征在于，还包括

采场支护：所述分段凿岩巷道采用锚网支护，所述分段凿岩巷道局部破碎地方采用锚网加锚索或锚网加钢拱架联合支护形式。

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