CN114000880A - 一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿物采掘技术领域，具体涉及一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，包括：拉底进路回采、侧向崩落矿石、上下盘围岩分采、拉底进路充填四个步骤。基于复杂难采缓倾斜薄矿脉的具体特征，通过拉底进路回采为侧向中深孔落矿创造自由空间，矿石崩落所形成的空区又为上下盘围岩崩落提供了自由面，进而可实现缓倾斜薄矿脉的机械化、高效率、低成本分采。本发明可有效解决现有缓倾斜薄矿脉浅孔落矿效率低、劳动强度大、电耙耙运工艺复杂、采场生产能力小、采矿成本高、难以实现矿岩分采的技术问题，为提高缓倾斜薄矿脉的机械化开采水平和综合生产效率、降低开采成本和矿石损失贫化开辟了新的途径。
Description
技术领域
本发明属于矿物采掘技术领域，具体涉及一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺。
背景技术
在地下固体矿床的采掘过程中，倾角在5°~30°的缓倾斜、厚度≤2m的薄矿脉是典型的难采矿体之一。主要原因为矿体倾角较缓，崩落的矿石难以靠自重放出，需要采用电耙线性耙运、辅助出矿，导致采场出矿工艺复杂、效率低下且存窿矿损失量大。其次，由于矿脉较薄、采幅受限，往往只能采用小型风动凿岩机凿岩、有轨装岩机出矿，导致工人劳动强度大、采掘效率低、生产能力小、采矿成本高等诸多问题。此外，采用传统的浅孔落矿工艺虽然可以实现缓倾斜薄矿脉的矿岩分采，但是需要成倍地增加凿岩、爆破、通风和出矿工程量和作业循环，导致采场生产能力进一步降低、采矿成本成倍增加。
随着采矿工艺技术和采掘装备的高速发展，设备外形尺寸更小、机械化程度更高、灵活性更好的中深孔凿岩台车开始在中小型矿山大量使用。与炮孔深度≤5m的浅孔相比，5m＜炮孔深度≤15m的中深孔落矿工艺简单、单次爆破量大、效率更高、作业工程量和循环更少。因此，基于典型难采缓倾斜薄矿脉的具体特征，利用小型化的中深孔凿岩台车和铲运机，开发一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，可有效解决现有风动凿岩机劳动强度大、浅孔落矿效率低、电耙耙运工艺复杂、采场生产能力小、采矿成本高、难以实现矿岩分采等诸多问题，为提高缓倾斜薄矿脉的综合生产效率、降低开采成本开辟了新的途径。
发明内容
为解决复杂难采缓倾斜薄矿脉浅孔落矿效率低、劳动强度大、电耙耙运工艺复杂、采场生产能力小、采矿成本高、难以实现矿岩分采等技术问题，本发明提供了一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，具有工艺简单、机械化程度高、作业循环少、采场生产能力大、损失贫化小、采矿成本低等优点。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，
一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，包括以下步骤：
步骤一，拉底进路回采。采用下盘脉外采准工艺，自盘区斜坡道经分段联络平巷和分层联络道进入采场，利用浅孔凿岩机和小型铲运机，采用独头掘进的方式完成拉底进路回采；
步骤二，侧向崩落矿石。采用中深孔凿岩台车沿回采进路长度方向钻凿水平布置的中深炮孔，利用已回采结束的拉底进路作为自由面侧向崩落矿石并将其抛掷到拉底进路内，使用小型铲运机沿拉底进路将崩落矿石运搬至脉外溜井；
步骤三，上下盘围岩分采。采用中深孔凿岩台车沿回采进路长度方向，分别在上下盘三角区域围岩内施工水平布置的中深炮孔，以侧向崩落矿石所形成的空区为自由面崩落上下盘围岩，实现矿岩分采；
步骤四，拉底进路充填。利用小型铲运机将崩落在回采进路内的上下盘围岩铲卸至拉底进路内作为废石充填骨料，在回采进路和拉底进路边界架设隔离挡板，采用低强度胶结充填料浆充填拉底进路剩余空区。待充填体养护结束后，循环步骤二至四，采用上行式的开采方式直至所有分段的未动进路回采完毕。
所述的一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，所述的步骤一中，沿矿体走向方向布置进路采场，根据小型中深孔凿岩台车和铲运机的外形尺寸，进路长度应≤15m、宽度应≥2.5m、高度应≥3m。
所述的一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，所述的步骤二中，应采用中深孔预裂爆破技术，控制侧向崩落矿石对上下盘围岩的扰动、减少矿石贫化。
所述的一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，所述的步骤四中，低强度胶结充填体的7d抗压强度应≥0.2MPa，并可达到稳定自立的状态。
本发明的有益效果在于，通过拉底进路的回采，为缓倾斜薄矿脉的侧向中深孔落矿创造了自由空间，矿石崩落所形成的空区又为上下盘围岩的崩落提供了自由面，进而可实现缓倾斜薄矿脉的机械化、高效率、低成本分采，不仅解决了现有浅孔落矿效率低、劳动强度大、电耙耙运工艺复杂、采场生产能力小、采矿成本高、难以实现矿岩分采的技术问题，还具有工艺简单、机械化程度高、作业循环少、采场生产能力大、损失贫化小、采矿成本低等诸多优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为拉底进路回采示意图；
图2为侧向崩落矿石示意图；
图3为上下盘围岩分采示意图；
图4为拉底进路充填示意图。
图中：1-分段联络平巷，2-分层联络道，3-矿体，4-围岩，5-拉底进路，6-回采进路，7-未动进路，8-中深孔炮孔，9-崩落矿石，10-崩落废石，11-充填体，12-隔离挡板。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
本发明的一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，包括以下步骤：
步骤一，拉底进路回采。采用下盘脉外采准工艺，自盘区斜坡道经分段联络平巷1和分层联络道2进入采场，利用浅孔凿岩机和小型铲运机，采用独头掘进的方式完成拉底进路5的回采，见图1；
步骤二，侧向崩落矿石。采用中深孔凿岩台车沿回采进路6长度方向，钻凿水平布置的中深炮孔8，利用已回采结束的拉底进路5作为自由面侧向崩落矿体3并将其抛掷到拉底进路5内，使用小型铲运机沿拉底进路5将崩落矿石9运搬至脉外溜井，见图2；
步骤三，上下盘围岩分采。采用中深孔凿岩台车沿回采进路6长度方向，分别在上下盘三角区域围岩4内施工水平布置的中深炮孔8，以侧向崩落矿石9所形成的空区为自由面崩落上下盘围岩4，实现矿岩分采，见图3；
步骤四，拉底进路充填。利用小型铲运机将崩落在回采进路6内的上下盘废石10铲卸至拉底进路5内作为废石充填骨料，在回采进路6和拉底进路5边界架设隔离挡板12，采用低强度胶结充填料浆充填拉底进路5剩余空区。待充填体11养护结束后，循环步骤二至四，采用上行式的开采方式直至所有分段的未动进路7回采完毕，见图4。
以某矿山缓倾斜薄矿脉为例，其平均厚度为2m，平均倾角为20°，矿岩稳固性好，采用本发明所述的一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺进行开采。
首先，拉底进路回采。根据矿体厚度和倾角，设置阶段高度32m、分段高度8m、分层高度2m，即每个阶段包含四个分段，每个分段负责四个分层矿体的回采。根据凿岩台车和铲运机的外形尺寸，设置进路长度15m、宽度4m、高度4m。利用浅孔凿岩机和小型铲运机，采用独头掘进的方式完成拉底进路回采；
其次，侧向崩落矿石。利用中深孔凿岩台车沿回采进路长度方向，钻凿水平布置的中深炮孔，炮孔长度15m、孔距1m，采用预裂爆破的方式将已回采结束的拉底进路作为自由面，侧向崩落矿石并将其抛掷到拉底进路内，使用小型铲运机沿拉底进路将崩落矿石运搬至盘区内布置的脉外溜井；
然后，上下盘围岩分采。采用中深孔凿岩台车沿回采进路长度方向，分别在上下盘三角区域围岩内施工水平布置的中深炮孔，炮孔长度15m、孔距1m，以侧向崩落矿石所形成的空区为自由面崩落上下盘围岩，实现矿岩分采；
最后，拉底进路充填。利用小型铲运机将崩落在回采进路内的上下盘围岩铲卸至拉底进路内作为废石充填骨料，在回采进路和拉底进路边界架设木质隔离挡板，采用7d抗压强度达到0.2MPa的低强度胶结充填体充填拉底进路剩余空区。待充填体养护结束后，循环步骤二至四，采用上行式的开采方式直至所有分段的未动进路回采完毕。
所述实施例的回采率高达95%，贫化率低于5%，采场生产能力超过200t/d。
上例所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，拉底进路回采：采用下盘脉外采准工艺，自盘区斜坡道经分段联络平巷和分层联络道进入采场，利用浅孔凿岩机和小型铲运机，采用独头掘进的方式完成拉底进路回采；
步骤二，侧向崩落矿石：采用中深孔凿岩台车沿回采进路长度方向钻凿水平布置的中深炮孔，利用已回采结束的拉底进路作为自由面侧向崩落矿石并将其抛掷到拉底进路内，使用小型铲运机沿拉底进路将崩落矿石运搬至脉外溜井；
步骤三，上下盘围岩分采：采用中深孔凿岩台车沿回采进路长度方向，分别在上下盘三角区域围岩内施工水平布置的中深炮孔，以侧向崩落矿石所形成的空区为自由面崩落上下盘围岩，实现矿岩分采；
步骤四，拉底进路充填：利用小型铲运机将崩落在回采进路内的上下盘围岩铲卸至拉底进路内作为废石充填骨料，在回采进路和拉底进路边界架设隔离挡板，采用低强度胶结充填料浆充填拉底进路剩余空区；待充填体养护结束后，循环步骤二至四，采用上行式的开采方式直至所有分段的未动进路回采完毕。
2.根据权利要求1所述的一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，其特征在于，所述的步骤一中，沿矿体走向方向布置进路采场，根据小型中深孔凿岩台车和铲运机的外形尺寸，进路长度应≤15m、宽度应≥2.5m、高度应≥3m。
3.根据权利要求1所述的一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，其特征在于，所述的步骤二中，应采用中深孔预裂爆破技术，控制侧向崩落矿石对上下盘围岩的扰动、减少矿石贫化。
4.根据权利要求1所述的一种适用于缓倾斜薄矿脉的中深孔落矿机械化分采工艺，其特征在于，所述的步骤四中，低强度胶结充填体的7d抗压强度应≥0.2MPa，并可达到稳定自立的状态。
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