CN114427462B - 急倾斜薄矿脉中深孔配矿式采矿方法 - Google Patents
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Abstract
急倾斜薄矿脉中深孔配矿式采矿方法，合理规划采掘工程布置，采用中深孔爆破，降低采掘工程量，增加高品位矿石的可采矿块数，加快高品位矿石的利用，实现采场配矿式开采，包括：将矿体按照沿深方向划分为分段与根据矿岩稳固性来确定高度，斜坡道将各分段连接串通；在分段下部矿体内沿矿体走向布置即为分段矿体爆破的自由空间又为该分段矿石的主要运输道路的沿脉巷道，沿脉巷道掘进提前采出副产矿石；将各分段的矿体沿走向划分为高中低品位分区及对应开采矿房，设置开采矿房最小长度限值，调节矿房长度；优先对各分段内高品位分区设置开采矿房，其次设置中品位开采矿房，各开采矿房通过矿房错车道与沿脉巷道连接形成各开采矿房的脉外运输通道，它具有极大提高了急倾斜薄矿脉单循环矿石爆破量和矿山采矿能力，可实现急倾斜薄矿脉的规模化开采等优点。
Description
技术领域
本发明涉及采矿方法，尤其涉及一种急倾斜薄矿脉中深孔配矿式采矿方法。
背景技术
急倾斜薄矿脉采矿技术，目前主要有浅孔留矿法、削壁充填法、分层充填法。其一浅孔留矿法；将矿块划分为矿房、矿柱，先采矿房、后采矿柱；在矿房中自下而上回采，每次放出1/3崩落矿石(局部放矿)，其余部分存留于采场中作为继续上采的工作平台，待整个矿房采完后再全部放出(集中出矿)；矿房矿石全部放出后，回采矿柱，并处理采空区。其优点是结构及生产工艺简单，管理方便，可利用矿石自重放矿，采准工程量小。其缺点为工人在较大空区下作业，安全性差；平场工作量大，难以实现机械化；积压大量矿石，影响资金运转；其二削壁充填法也是开采极薄矿脉的一种干式充填法；在回采过程中分别崩落围岩和矿石，采下矿石经溜井放出；崩落的废石则存留在采空区进行充填，支撑围岩并作为回采工作平台。分层回采时依次完成打眼、装药崩矿，通风，放矿，顶板管理，平场、辅助作业等工作形成一个回采循环。在落矿之前，应铺设垫板，以防粉矿落入充填料中。优点损失贫化率较低，缺点由于铺设垫板质量达不到要求，矿石损失率、贫化率较高，工艺复杂，效率低，劳动强度大；分层充填法；根据矿岩稳固性分为上向充填法、下向充填法，将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱；矿房自下而上或自上而下分层回采，依次分层充填以维护上下盘围岩，并创造上采或下采的采矿作业条件；在采完若干矿房或全阶段矿房后，再进行回采矿柱；回采空间和范围可以控制，人员设备在暴露的顶板下作业，需有效地控制顶板；其优点使用的回采方案多，布置灵活，适应多种开采技术条件的需要；损失率和贫化率低；有利于地压管理，安全性好，其缺点是增加了充填工序，回采作业管理复杂，成本高，效率低。
这三类传统采矿方法存在普遍共性的问题是均采用浅孔爆破，采矿能力极低，表现在采掘工程大，难以实现规模化采矿，采矿成本高，矿山经济效益较差。
针对急倾斜薄矿脉开采技术存在的通病，如何提高采矿效率，降低采矿成本是业内亟待解决的问题。
为此研发一种急倾斜薄矿脉中深孔配矿式采矿方法就显得尤为迫切和意义重大。
发明内容
本发明的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种急倾斜薄矿脉中深孔配矿式采矿方法，它既能实现对急倾斜薄矿脉的高效率回采，降低采掘工程量，增加高品位矿石可采矿块数，加快高品位矿石的回采进度，又能实现动态采场配矿式开采的要求，大幅提高矿山经济效益。
本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：
急倾斜薄矿脉中深孔配矿式采矿方法，针对急倾斜薄矿脉开采，合理规划采掘工程布置，采用中深孔爆破，降低采掘工程量，增加高品位矿石的可采矿块数，加快高品位矿石的利用，实现采场配矿式开采，它包括但不限于以下步骤与条件：
A.将矿体按照沿深方向划分为分段，各分段根据矿岩稳固性来确定高度，通过斜坡道将各分段连接串通；
B.在分段下部矿体内沿矿体走向布置沿脉巷道，沿脉巷道依据矿体的走向变化而变化，该沿脉巷道即为分段矿体爆破的自由空间，又为该分段矿石的主要运输道路，沿脉巷道掘进过程中提前采出副产矿石；
C.根据矿山资源模型，将各分段的矿体沿走向按照矿石品位值划分为高、中、低品位分区并划分出高、中、低品位开采矿房，设置开采矿房最小长度限值，当其中任一品位区间矿房的长度小于开采矿房最小长度时，按照最小矿房长度作为最小开采单元设置为开采矿房，当其长度不超过最小矿房长度3倍时按照实际长度作为最小开采单元设置为开采矿房，当其长度超过最小矿房长度3倍时，根据最小矿房长度的2倍作为最小开采单元设置为开采矿房，以保证各开采矿房回采作业的效率；
D.根据矿山供矿品位及矿石量的需求情况，优先对各分段内高品位分区设置开采矿房，每个分段沿走向根据矿体品位的分布，可布置一个或多个高品位开采矿房，若供矿量的需求较大，将分段中各中品位分区设置为中品位开采矿房，可增加各分段同时可以回采的开采矿房数量，各开采矿房通过矿房错车道与沿脉巷道连接，建立各开采矿房的脉外运输通道，形成相对独立的开采矿房回采条件。
本发明与现有技术相比，具有以下优点或效果：
(1)可以有效降低急倾斜薄矿脉采掘工程量，降低脉外工程量，沿脉巷道即作为矿石爆破的自由空间，又作为出矿巷道，有效的适应急倾斜薄矿脉单分段矿量较少的实际问题，按照各矿房的矿石品位高低划分回采优先级以及脉外工程布置的优先级，低品位区域无需布置矿房错车道，中品位区域视供矿量需求情况考虑矿房错车道布置数量，高品位区域优先考虑布置矿房错车道，按照效益原则降低采掘比。
(2)将各分段的矿体沿走向按照品位值进行高、中、低品位分区，并确定开采矿房，可通过有计划有优先级的布置矿房错车道，提前形成开采矿房的开采条件，加快了各分段高品位矿石的回采进度，以及各分段中可同时回采的矿块数量，增加各分段中可同时回采的矿块数量，根据生产计划的需求，灵活调整当期采矿品位及采矿量，实现矿房配矿式开采。
(3)通过设置矿房错车道，取代开采矿房的沿脉巷道部分作为分段运输通道，保证高品位开采矿房或中品位开采矿房回采完毕后，分段中低品位矿石采用后退式回采逐步全部回采出来，保证了矿石资源的最大化利用。
(4)通过设置矿房错车道，保证高品位开采矿房或中品位开采矿房回采完毕后，分段中低品位矿石采用后退式回采时，通风通道的畅通。
总之，本发明将中深孔爆破工艺应用到急倾斜薄矿脉的开采中，改变了传统浅孔爆破工艺的众多弊端，极大的提高了急倾斜薄矿脉单循环矿石爆破量，大幅提高矿山采矿能力，可实现急倾斜薄矿脉的规模化开采。
附图说明
图1是依据本发明提出的一种急倾斜薄矿脉中深孔配矿式采矿方法布局Ι-Ι向主视示意图。
图2是图1的Ⅱ-Ⅱ向剖视示意图。
附图中各标识分别表示：
1.矿体 11.高品位开采矿房 12.低品位矿体 2.巷道 21.沿脉巷道 22.矿房错车道 3.炮孔
以下结合附图对说明作进一步详细地描述。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明的一种急倾斜薄矿脉中深孔配矿式采矿方法，针对急倾斜薄矿脉开采，合理规划采掘工程布置，采用中深孔爆破，降低采掘工程量，增加高品位矿石的可采矿块数，加快高品位矿石的利用，实现采场配矿式开采，它包括但不限于以下步骤与条件：
A.将矿体按照沿深方向划分为分段，各分段根据矿岩稳固性来确定高度，通过斜坡道将各分段连接串通；
B.在分段下部矿体内沿矿体(1)走向布置沿脉巷道(21)，沿脉巷道(21)依据矿体(1)的走向变化而变化，该沿脉巷道(21)即为分段矿体爆破的自由空间，又为该分段矿石的主要运输道路，沿脉巷道(21)掘进过程中提前采出副产矿石；
C.根据矿山资源模型，将各分段的矿体(1)沿走向按照矿石品位值划分为高、中、低品位分区并划分出高、中、低品位开采矿房，设置开采矿房最小长度限值，当其中任一品位区间矿房的长度小于开采矿房最小长度时，按照最小矿房长度作为最小开采单元设置为开采矿房，当其长度不超过最小矿房长度3倍时按照实际长度作为最小开采单元设置为开采矿房，当其长度超过最小矿房长度3倍时，根据最小矿房长度的2倍作为最小开采单元设置为开采矿房，以保证各开采矿房回采作业的效率；
D.根据矿山供矿品位及矿石量的需求情况，优先对各分段内高品位分区设置开采矿房，每个分段沿走向根据矿体品位的分布，可布置一个或多个高品位开采矿房(11)，若供矿量的需求较大，将分段中各中品位分区设置为中品位开采矿房，可增加各分段同时可以回采的开采矿房数量，各开采矿房通过矿房错车道(22)与沿脉巷道(21)连接，建立各开采矿房的脉外运输通道，形成相对独立的开采矿房回采条件。
本发明的工艺可以进一步是：
所述矿房错车道(22)的长度应大于开采矿房长度，且开采矿房应位于矿房错车道(22)中间，即开采矿房前后两侧均与矿房错车道(22)的进出口保留一定间距，以保证开采矿房开采完毕后不会对矿房错车道(22)的进出口造成破坏。
所述矿房错车道(22)的脉外巷部分距离沿脉巷道(21)的距离，应根据开采矿房矿岩稳固性及开采矿房的大小以及开采矿房开采完毕后的充填时间，结合岩石力学进行稳定性分析，确定合理的安全距离，以保证开采矿房开采完毕后不会对矿房错车道(22)造成破坏。
所述矿房错车道(22)掘进应在沿脉巷道(21)掘进到该位置时与沿脉巷道(21)同时掘进或在沿脉巷道(21)掘进到位后，再根据计划需求掘进矿房错车道(22)，其中某个开采矿房的矿房错车道(22)形成后，便可进行开采矿房回采。
所述开采矿房回采前先在开采矿房中布置切割槽，应根据开采矿房长度以及及采用的上向中深孔爆破还是下向中深孔爆破方式，确定效益最高的回采方式，以后退式回采为主，即切割槽布置在开采矿房后端，条件允许时采用中间往两侧推进的回采方式，以提高开采矿房的出矿能力，但不限于分段凿岩分段出矿的回采方式，也可以应用到分段凿岩阶段出矿的回采方式，即上分段与下分段呈阶梯型前后接替推进。
所述下分段超前上分段1-2个作业循环，爆破崩落的矿石均由底部沿脉巷道(21)运出，开采矿房回采时或回采结束后，沿脉巷道(21)中车辆行驶至矿房错车道(22)时沿矿房错车道(22)行驶，保证了各分段中运输作业不受开采矿房回采的影响，开采矿房回采完毕后，尽快将已回采完毕的矿房及时充填，以避免矿房空区地压显现对矿房错车道(22)造成破坏。
所述分段中沿脉巷道(21)掘进到矿体(1)末端时，整体回采顺序采用后退式回采，自沿脉巷道(21)尽头后退回采至进口位置，若分段中仍有未回采完毕但已布置矿房错车道(22)的开采矿房，可与分段中矿体的后退式回采同时进行。
实施例
某矿山矿体平均厚度为0.7m，矿体倾角85-90度，矿体长度变化较大平均在200-1000m之间，各分段可采矿脉数量平均在1-3条，矿脉之间的间距在3m以上，无法实现多矿脉同时爆破崩落回采，为控制贫化仅能考虑单一矿脉逐条进行回采，与急倾斜薄矿脉矿山的基本情况基本一致，该实例的应用可以帮助解决常规急倾斜薄矿脉的普遍开采难题，具体技术应用为：
如图1示出了根据本发明的一个实施例的急倾斜薄矿脉中深孔配矿式高效采矿技术，将矿体按照沿深方向划分为分段，分段高度根据矿岩稳固性来确定，通过斜坡道将各分段连接串通，在分段下部矿体内沿矿体走向布置沿脉巷道(21)，沿脉巷道(21)根据矿体的走向变化而变化，该沿脉巷道(21)即作为分段矿体爆破的自由空间，又作为该分段矿石的主要运输道路，沿脉巷道(21)掘进过程中可以提前采出副产矿石。
根据矿山资源模型，将各分段的矿体沿走向按照矿石品位值进行高、低品位分区，并划分出高品位矿房，为保证各矿房回采作业的效率，矿房设置最小长度为30m，当某个品位区间矿房的长度小于矿房最小长度30m时，按照最小矿房长度作为最小开采单元设置为开采矿房，其长度不超过最小矿房长度3倍时按照实际长度作为最小开采单元设置为开采矿房，当其长度超过最小矿房长度3倍时，根据最小矿房长度的2倍作为最小开采单元设置为开采矿房。
根据该矿山供矿品位及矿石量的需求情况，对各分段内高品位分区设置开采矿房(11)，每个分段沿走向根据矿体品位的分布，可布置一个或多个高品位开采矿房，各高品位开采矿房(11)通过布置矿房错车道(22)与沿脉巷道(21)连接，建立各高品位开采矿房(11)的脉外运输通道，形成相对独立的矿房回采条件，矿房错车道(22)的长度应大于高品位开采矿房(11)长度，且高品位开采矿房(11)应位于矿房错车道(22)中间，即高品位开采矿房(11)前后两侧均与矿房错车道(22)的进出口保留5m以上的安全间距，保证高品位开采矿房(11)开采完毕后不会对矿房错车道(22)的进出口造成破坏，矿房错车道(22)的脉外巷部分距离沿脉巷道(21)的距离，应根据开采矿房矿岩稳固性及开采矿房的大小，以及开采矿房开采完毕后的充填时间，结合岩石力学进行稳定性分析，确定合理的安全距离，以保证高品位开采矿房(11)开采完毕后不会对矿房错车道(22)造成破坏为基本原则，通过综合分析，该矿山决定矿房错车道(22)的脉外巷部分距离沿脉巷道(21)的距离为8m。
高品位开采矿房(11)的矿房错车道(22)掘进选择在沿脉巷道(21)掘进到该位置时与沿脉巷道(21)同时掘进，当高品位开采矿房(11)的矿房错车道(22)形成后，该高品位开采矿房(11)基本具有开采条件，便可以组织该高品位开采矿房(11)的回采工作，根据该矿山基本情况，确定高品位开采矿房(11)的开采采用后退式回采，即切割槽布置在开采矿房后端，根据各中段的开拓情况及各分段矿体赋存条件，灵活选用上向中深孔爆破或下向中深孔爆破方式，以及分段凿岩阶段出矿的回采方式，图1为选用上向孔爆破(3)的回采方式，高品位开采矿房(11)回采时或回采结束后，沿脉巷道(21)中车辆行驶至矿房错车道(22)时沿矿房错车道(22)行驶，保证了各分段中运输作业不受高品位开采矿房(11)回采的影响，高品位开采矿房(11)回采完毕后，尽快组织充填工作将已回采完毕的高品位开采矿房(11)及时充填，避免矿房空区地压显现对矿房错车道(22)造成破坏，分段中沿脉巷道(21)掘进到矿体末端时，整体回采顺序采用后退式回采，自沿脉巷道(21)尽头后退式回采至沿脉巷道(21)进口位置，图1中沿脉巷道(21)掘进到尽头后，右侧高品位开采矿房(11)尚未回采完毕，此时右侧高品位开采矿房(11)的回采与低品位矿体(12)的后退式回采同步进行，增加了该中段同时作业矿块数量。
如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明最佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.急倾斜薄矿脉中深孔配矿式采矿方法，针对急倾斜薄矿脉开采，其特征在于合理规划采掘工程布置，采用中深孔爆破，降低采掘工程量，增加高品位矿石的可采矿块数，加快高品位矿石的利用，实现采场配矿式开采，它包括以下步骤：
A. 将矿体按照延伸方向划分为分段，各分段根据矿岩稳固性来确定高度，通过斜坡道将各分段连接串通；
B. 在分段下部矿体内沿矿体（1）走向布置沿脉巷道（21），沿脉巷道（21）依据矿体（1）的 走向变化而变化，该沿脉巷道（21）即为分段矿体爆破的自由空间，又为该分段矿石的主要 运输道路，沿脉巷道（21）掘进过程中提前采出副产矿石；
C. 根据矿山资源模型，将各分段的矿体（1）沿走向按照矿石品位值划分为高、中、低品位分区并划分出高、中、低品位开采矿房，设置开采矿房最小长度限值，当其中任一品位区间矿房的长度小于开采矿房最小长度时，按照最小矿房长度作为最小开采单元设置为开采矿房，当其长度不超过最小矿房长度3倍时按照实际长度作为最小开采单元设置为开采矿房，当其长度超过最小矿房长度3倍时，根据最小矿房长度的2倍作为最小开采单元设置为开采矿房，以保证各开采矿房回采作业的效率；
D. 根据矿山供矿品位及矿石量的需求情况，优先对各分段内高品位分区设置开采矿房，每个分段沿走向根据矿体品位的分布，布置一个或多个高品位开采矿房（11），若供矿量的需求较大，将分段中各中品位分区设置为中品位开采矿房，增加各分段同时回采的开采矿房数量，各开采矿房通过矿房错车道（22）与沿脉巷道（21）连接，建立各开采矿房的脉外运输通道，形成相对独立的开采矿房回采条件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述矿房错车道（22）的长度应大于开采矿房长度，且开采矿房应位于矿房错车道（22）中间，即开采矿房前后两侧均与矿房错车道（22）的进出口保留一定间距，以保证开采矿房开采完毕后不会对矿房错车道（22）的进出口造成破坏。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述矿房错车道（22）的脉外巷部分距离沿脉巷道（21）的距离，应根据开采矿房矿岩稳固性及开采矿房的大小以及开采矿房开采完毕后的充填时间，结合岩石力学进行稳定性分析，确定合理的安全距离，以保证开采矿房开采完毕后不会对矿房错车道（22）造成破坏。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述矿房错车道（22）掘进应在沿脉巷道（21）掘进到该位置时与沿脉巷道（21）同时掘进或在沿脉巷道（21）掘进到位后，再根据计划需求掘进矿房错车道（22），其中某个开采矿房的矿房错车道（22）形成后，便可进行该开采矿房回采。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是所述开采矿房回采前先在开采矿房中布置切割槽，应根据开采矿房长度以及采用的上向中深孔爆破还是下向中深孔爆破方式，确定效益最高的回采方式，以后退式回采为主，即切割槽布置在开采矿房后端，条件允许时采用中间往两侧推进的回采方式或分段凿岩分段出矿的回采方式，以提高开采矿房的出矿能力，该分段凿岩分段出矿的回采方式为上分段与下分段呈阶梯型前后接替推进。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述下分段超前上分段1-2个作业循环，爆破崩落的矿石均由底部沿脉巷道（21）运出，开采矿房回采时或回采结束后，沿脉巷道（21）中车辆行驶至矿房错车道（22）时沿矿房错车道（22）行驶，保证了各分段中运输作业不受开采矿房回采的影响，开采矿房回采完毕后，尽快将已回采完毕的矿房及时充填，以避免矿房空区地压显现对矿房错车道（22）造成破坏。
7.根据权利要求4或5或6所述的方法，其特征是所述分段中沿脉巷道（21）掘进到矿体（1）末端时，整体回采顺序采用后退式回采，自沿脉巷道（21）尽头后退回采至进口位置，若分段中仍有未回采完毕但已布置矿房错车道（22）的开采矿房，与分段中矿体的后退式回采同时进行。
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