CN1458390A - 磷矿开采的锚杆护顶分段空场法 - Google Patents
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Abstract
磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，涉及磷矿床的地下开采方法，目的是提供一种适用于缓倾斜、倾斜中厚矿体磷矿开采方法，并在稳固性较差的矿体底板岩层中和矿体中提供锚杆护顶方式，同时实现无轨铲运机运输，坑内实现汽车运矿。该法先掘进平硐、主斜坡道，沿矿体走向掘出中段大巷，然后将矿体分为若干盘区，掘进盘区斜坡道，再将中段划为分段，之后通过分段平巷与切割上山把分段矿体划为小矿房，用锚杆挂金属网支护顶板；再以切割上山为自由面，用凿岩机具钻孔落矿；回采沿走向退采，尔后依次爆破残留矿柱，实现空区处理；矿石用铲运机装运至采场溜矿井，装入载重汽车运出。本发明对于矿体倾斜角0～90°、矿体厚度2～20m范围的磷矿床均可适用。
Description
技术领域
本发明涉及采矿方法，进一步来说，涉及磷矿床的地下开采方法。
背景技术
缓倾斜、倾斜中厚矿体的地下开采方法是一个世界性的难题，国内外都还没有成功的经验。目前国内普遍采用的采矿方法是由有底柱或无底柱分段崩落法演变形成的有底柱沿端部退采分段空场法或无底柱沿端部退采及进路退采分段空场法，例如中国专利85103513号“沿走向连续退采分段空场崩落采矿法”。这些方法虽然具有工艺简单、易于掌握的特点，但是由于开采工艺至今仍不够完善，无法控制直接顶板的冒落，一直存在着贫化损失大(据测定，损失率达41.12％，贫化率达12.04％)、采场生产能力低(平均每昼夜仅为100吨)、安全条件差等三大问题。同时，现有方法的井巷支护方式采用木材支护和混凝土发碹支护方式，出矿方式则采用低效的风动设备出矿。因此，现有的磷矿床地下开采，无论采矿方法、井巷支护方式，还是采掘技术装备都是比较落后的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种适用于缓倾斜、倾斜中厚矿体磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，另一个目的是在稳固性较差的矿体底板岩层中和矿体中提供一种效率高、成本低的支护方式——锚杆护顶方式，再一个目的是在矿石出矿和运输过程实现无轨铲运机运输，坑内实现汽车运矿。
为实现这些发明目的，发明人提供的具体技术方案如下：
首先，在矿段中央附近从地表掘进通往矿体的平硐，到达距离矿体底板50～100m位置，掘进主斜坡道至矿体中段标高位置，之后沿矿体走向距矿体底板30～50m掘进中段大巷；接着在中段大巷内将矿体沿走向每隔600～800m划分为若干盘区，在盘区中央沿矿体底板或顶板掘进盘区斜坡道与分段石门联通；沿盘区垂直方向将中段划分为几个分段，在分段标高位置沿矿体走向掘进脉内分段平巷；然后在分段平巷内沿走向每隔9m掘进切割上山把分段矿体划分为若干个小矿房，其间采用锚杆挂金属网支护顶板，加固巷道和矿房；此后以切割上山为自由面，用深孔凿岩台车或浅孔机具钻凿平行中深孔或浅孔落矿；回采时沿走向退采，尔后依次爆破残留矿柱，以实现空区处理；采下的矿石用内燃或电动铲运机装运至采场溜矿井，由溜矿井下部的振动放矿机装入载重汽车运至主溜井或直接运出平硐外。
本发明的采矿方法采用无轨运输设备运矿，为了发挥大型无轨设备的效率，主斜坡道坡度控制在5％～12％，盘区斜坡道坡度控制在5％～15％，均为断面面积为10～16m2的拱性巷道。
为了避免中段大巷受采动地应力的破坏，中段大巷布置在与底板水平距离30～50m的位置，该大巷为断面面积10～16m2的拱性巷道，其长度通常为3000～5000m。
分段平巷是断面面积为12～17m2的异型巷道；切割上山为断面面积为7m2左右的倒梯形巷道。
为了保证巷道的稳定，巷道的支护根据穿过岩层的岩性确定，在进硐段采用现浇砼支护，在底板紫红色页岩、绿色页岩中采用钢筋网喷砼支护，在顶底砂岩中采用锚喷支护，在矿体段采用锚网支护，在顶板白云岩、灰岩中采用喷浆支护。
斜坡道、采准平巷和矿房加固用的锚杆，是水泥砂浆锚杆或是开缝式锚杆。
为了有效回收底板三角矿和大型无轨设备的正常运转，分段高度控制在6～12m。
矿房跨度视顶板的稳定性而定，一般控制在8～30m。
本发明的采矿方法，使在直接顶板不稳固的缓倾斜、倾斜中厚矿层内开掘大断面巷道和形成较大的空场成为现实，为大型高效无轨设备的使用创造了良好的作业条件，能提高采场生产能力。本发明由于采用锚杆挂金属网支护顶板，采用铲运机进行回采作业等一系列措施，创造了在空场下安全出矿的工艺条件，实现了降低贫化率、提高回收率以及保证安全生产的目的。本发明对于矿体倾斜角0～90°、矿体厚度2～20m范围的磷矿床均可适用。
附图说明
附图1为锚杆护顶分段空场法开拓系统示意图，附图2为采场结构示意图，附图3为图2的A-A向剖视图，附图4为图2的B-B向剖视图，附图5为斜坡道断面图，附图6为采准平巷断面图。以上图中，1为分段平巷，2为切割上山，3为隔离顶柱，4为矿房间柱，5为已崩残间柱，6为45°崩落线，7为斜面锚杆，8为管缝式金属锚杆，9为钢筋网，10为照明安装孔，11为电缆孔，12为风水管安装孔，13为管缝式水泥砂浆锚杆，14为铁丝网。
具体实施方式
实施例 以贵州开磷集团矿业总公司的一个采场为例。
该采场的采矿方法是先在矿段中央附近从地表掘进通往矿体的平硐，到达距离矿体底板50～100m位置，掘进主斜坡道至矿体中段标高位置，之后沿矿体走向距矿体底板30～50m掘进中段大巷，中段高度为50m；接着在中段大巷内将矿体沿走向每隔800m划分为若干盘区，在盘区中央沿矿体底板或顶板掘进盘区斜坡道与分段石门联通。沿盘区垂直方向将中段划分为5个分段，分段高度10m；在分段标高位置沿矿体走向掘进约17m2的异形巷道——脉内分段平巷；掘进时沿矿层顶板留0.5m左右厚的护顶矿层；然后在分段平巷内，沿走向每隔9m掘进断面为7m2的倒梯形巷道——切割上山，切割上山开凿于矿层顶部脉内，留厚0.5m的护顶矿层，其倾斜角与矿层倾角一致；这样，分段平巷与切割上山就把矿体划分成若干个小矿房，矿房斜长17.4m，净宽7.5m，沿走向留1.5m宽的条状间柱。两分段间留一条连续垂直顶柱，其厚为1.5～4.5m。其间采用“密封锚固法”即锚杆挂金属网支护顶板，加固巷道和矿房。凿岩时以切割上山为自由面，在分段平巷中用H157深孔凿岩台车或YQ90型浅孔凿岩机钻凿平行中深孔或浅孔落矿。在底板附近，每排布置2～3个扇形孔，以揭露底板；排间距1.5m，孔间距1.0m；对间柱两侧加密炮孔，孔间距减小为0.8m，炮孔直径60mm，孔深5～18m。回采炮孔的钻凿超前崩矿工作面18～27m(即2～3个矿房)，以避免崩矿和凿岩相互干扰。崩矿工作飞两步进行，先以切割上山为自由面爆破其底部深孔，其次以该爆破后的切割上山为自由面爆破其两侧的深孔，落矿用φ40mm×400mm硝铵柱状炸药，非电毫秒延期雷管与导爆索分段起爆；回采时沿走向退采，尔后依次爆破残留矿柱，以实现空区处理；采下的矿石用2～4.6m3内燃或电动铲运机装运至采场溜矿井，溜矿井倾角为55°，由溜矿井下部的振动放矿机装入5～10t的载重汽车运至主溜井或直接运出平硐外。该采场的主要技术经济指标是：矿石回收率71.01％，矿石贫化率4.79％，采场生产能力1008t/d，安全条件好。
Claims (8)
1磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，其特征是：先在矿段中央附近从地表掘进通往矿体的平硐，到达距离矿体底板50～100m位置，掘进主斜坡道至矿体中段标高位置，之后沿矿体走向掘进中段大巷；接着在中段大巷内将矿体沿走向划分为若干盘区，在盘区中央沿矿体底板或顶板掘进盘区斜坡道与分段石门联通；沿盘区垂直方向将中段划分为几个分段，在分段标高位置沿矿体走向掘进脉内分段平巷；然后在分段平巷内沿走向掘进切割上山把分段矿体划分为若干个小矿房，其间采用锚杆挂金属网支护顶板，加固巷道和矿房；此后以切割上山为自由面，用深孔凿岩台车或浅孔机具钻凿平行中深孔或浅孔落矿；回采时沿走向退采，尔后依次爆破残留矿柱，以实现空区处理；采下的矿石用内燃或电动铲运机装运至采场溜矿井，由溜矿井下部的振动放矿机装入载重汽车运至主溜井或直接运出平硐外。
2如权利要求1所述的磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，其特征在于主斜坡道坡度控制在5％～12％，盘区斜坡道坡度控制在5％～15％，均为断面面积为10～16m2的拱性巷道。
3如权利要求1所述的磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，其特征在于中段大巷布置在与底板水平距离30～50m的位置，该大巷为断面面积10～16m2的拱性巷道，其长度通常为3000～5000m。
4如权利要求1所述的磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，其特征在于分段平巷是断面面积为12～17m2的异型巷道；切割上山为断面面积为7m2左右的倒梯形巷道。
5如权利要求1所述的磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，其特征在于巷道的支护根据穿过岩层的岩性确定，在进硐段采用现浇砼支护，在底板紫红色页岩、绿色页岩中采用钢筋网喷砼支护，在顶底砂岩中采用锚喷支护，在矿体段采用锚网支护，在顶板白云岩、灰岩中采用喷浆支护。
6如权利要求1所述的磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，其特征在于斜坡道、采准平巷和矿房加固用的锚杆，是水泥砂浆锚杆或是开缝式锚杆。
7如权利要求1所述的磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，其特征在于分段高度控制在6～12m。
8如权利要求1所述的磷矿开采的锚杆护顶分段空场法，其特征在于矿房跨度视顶板的稳定性而定，一般控制在8～30m。
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