CN1828017A - 一种w堑沟型有底部结构受矿巷道以及形成工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种W堑沟型受矿巷道及其形成工艺。其电耙巷道(3)两侧等距交错水平设置放矿斗穿(4)、井颈(5)、受矿井(6)；同侧井颈(5)上端相互连通各自形成拉底巷道(7)，在拉底巷道(7)等间隔布置切割平巷(9)和切割天井(10)，以切割天井(10)为自由面，按孔网参数布置切割槽炮孔(12)，爆破形成切割槽，以切割槽为自由面，以凿岩机钻凿落矿扇形中深炮孔(11)，与矿房上层落矿扇形中深炮孔(11)同步装药爆破后形成W堑沟型受矿井(6)，采场矿石经受矿井靠自重流出。本发明巷道结构及形成工艺简便，安全，开采效果好，矿石贫化、损失率低。

Description

一种W堑沟型有底部结构受矿巷道以及形成工艺

技术领域

本发明属于矿山井下开采技术领域，具体涉及一种适用于各种矿体条件的W堑沟型有底部结构受矿巷道及其形成工艺。

背景技术

在矿山井下开采中，根据矿体赋存条件选用不同的采矿方法，不同的采矿方法，其受矿方式、矿石运搬方式各有不同。有底部结构的受矿方法除爆力运矿外，一般都是靠自重受矿。有底部结构受矿的采矿方法很多，如有底部结构分段空场采矿法、阶段矿房法、留矿法、有底柱崩落法等，所采用的受矿巷道分为漏斗式、堑沟式和平底式三种主要结构形式。漏斗式受矿巷道。适用于各种矿石条件，由于对底柱切割较少，其稳固性较好，流入耙道的矿堆高度较低，便于耙斗运行，是目前应用最广泛的形式。但当用木棚或金属支架维护耙道时，耙道与斗穿交叉处支护困难，流入耙道的矿堆，迫使耙斗折线运行，易将支护拉倒。而且扩漏、拉底工作使用浅孔凿岩、爆破，人员避免不了要在松散破碎、暴露面积较大的条件下作业，安全性差。安全因素也往往引起扩漏、拉底质量差，无法达到设计要求，从而导致矿石损失率增大。遇到氧化蚀变强烈或在断裂带中，不仅拉底、扩漏更加困难，若碰到不明构造对施工人员的安全威胁更大，有时会发生冒顶、片帮脱落事故，严重影响矿山生产，甚至造成重大经济损失。“V”形堑沟式受矿巷道。是将各受矿漏斗沿纵向连通，形成一个“V”形槽，这就把拉底和扩漏两项作业结合一起，故能提高切割工作效率，但堑沟对底柱切割较多，降低了底柱的稳定性，一般仅适用于矿石中等稳固以上的矿体条件。因其漏斗口单侧布置较多。这就使得采下矿石的损失过大，到下中段回采底柱矿石的贫化较大。平底式受矿巷道。其特点是拉底水平和电耙巷道在同一高度上，采下的矿石在拉底水平形成三角矿堆，上面的矿石借自重经放矿口流入耙道中。但放矿结束后，残留于采场的三角矿堆，要待下阶段回采时才能回收，矿石损失与贫化均大，且适用于矿石稳固的条件。综上所述，现有技术的受矿巷道结构虽各有其特点，但不具备普遍适用性，而且安全性较差，矿石损失过大，贫化率偏高。本发明人针对现有有底结构受矿巷道的不足，经过大量技术分析和采场试验研究，开发一种能够适应近矿体岩层矿化、风化作用严重，岩层松散破碎，比现行漏斗型底部结构受矿巷道施工安全的W堑沟型受矿巷道及其形成工艺，本发明集漏斗型、V形堑沟型及平底型受矿巷道之优点，从而降低了矿石损失率，彻底消除了扩漏、拉底的不安全因素，同时还降低了采矿成本，提高了矿床开采效果。试验证明应用效果较好。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种结构布局合理，施工安全简便，受矿效果好，矿石贫化、损失小的W堑沟型有底结构受矿巷道。

本发明的另一目的在于提供W堑沟型有底结构受矿巷道的形成工艺。

本发明的第一目的是这样实现的：包括运输平巷，出矿天井，电耙巷道，放矿斗穿，井颈，受矿井，拉底巷道，凿岩巷道，切割平巷，切割天井等。运输平巷沿矿体走向布置，在运输平巷中，向上设置出矿天井和电耙巷道，在电耙巷道两侧等距交错水平设置放矿斗穿，放矿斗穿连通电耙巷道和井颈，井颈上部连通受矿井；同侧井颈上端平行于电耙巷道方向相互连通各自形成拉底巷道，在拉底巷道等间隔布置切割平巷和切割天井，在切割平巷中以切割天井为自由面，按孔网参数布置切割槽炮孔，切割槽炮孔布置呈垂直上向平行梅花型，各分段之切割天井、切割平巷应处在同一垂直面上，爆破后形成切割立槽。由拉底巷道上方间隔设置切割平巷和切割天井，在切割平巷中部设置凿岩巷道，凿岩巷道中以爆破后形成的切割立槽为自由面，按矿房落矿中深孔的孔网参数设置采场落矿中深炮孔，呈垂直上向扇型布置。

本发明的另一目的是这样实现的：其包括下列工序：

A、常规技术规范确定采场结构布置和底柱高度。采场沿矿体走向划分，垂直走向布置，矿房长40～60米，宽为12～14米，高为矿体厚度；当矿体为陡倾斜时，高为阶段高30米，分段高7～8米，底部结构布置在下盘矿脉外，底柱高3.2～3.7米；

B、电耙巷道中以运输平巷或出矿天井为起点沿电耙巷道两侧等距交错布置放矿斗穿，放矿斗穿之间的距离为6m；放矿斗穿深度3m且横向上与电耙巷道垂直；放矿斗穿端部向上施工2.5～4.0m形成井颈，同侧井颈上端沿电耙巷道方向相互连通形成拉底巷道；

C、在两条平行的拉底巷道中根据爆破补偿比，每隔12m横向设置与之垂直的切割平巷，纵向设置切割天井；在切割平巷中以切割井为自由面，按孔网参数，以凿岩机钻凿切割槽炮孔，与矿房落矿扇形中深炮孔同步装药爆破后形成切割槽；

D、以切割槽为自由面，分别在两侧的拉底巷道中，以凿岩机钻凿边孔为55°的扇形炮孔，与采场落矿同步装药爆破后形成W堑沟型受矿巷道，受矿后的底柱高3～4.0m，扇形炮孔的孔网参数为：最小抵抗线1.5m，眼底距2.0～2.2m。

本发明技术关键是受矿巷道开掘中的扩漏与拉底工作，因此对拉底切割槽要求十分严格。在实际采场试验中，为确保质量，考虑矿岩松散程度的变化，前墙中深孔钻凿的机心高度应随矿岩变化情况调整，后墙机心可适当降低；同时严格控制炮孔施工质量，为防止孔口药量密集造成对电耙道的稳固影响，采取炮孔交错布置，装药长短控制，达到预期效果。

由于本发明方法采用W堑沟型受矿巷道及其特殊的形成工艺，扩漏、拉底及矿房落矿同步进行，所以避免作业人员在暴露面较大的环境中工作，大大提高了采场作业的安全性，而且扩漏、拉底质量得到保证，使得采场可以不留矿柱连续回采，开采效果好，矿石贫化、损失率低。

附图说明

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制。

图1为本发明W堑沟型受矿巷道整体结构示意图；

图2为图1之AA向视图；

图3为图1之BB向视图；

图4为图1之CC向视图；

图5为本发明W堑沟型受矿巷道底部结构示意图；

图6为图5之AA向视图；

图7为图6之BB向视图；

图8为图6之CC向视图。

图9为现有技术漏斗型受矿巷道整体结构示意图；

图10为图9之AA向视图；

图11为图9之BB向视图；

图12为图9之CC向视图；

图13为现有技术漏斗型受矿巷道底部结构示意图；

图14为图13之AA向视图；

图15为图14之BB向视图；

具体实施方式

图1-图8示出了本发明W堑沟型受矿巷道整体结构及底部结构。所述W堑沟型受矿巷道包括运输平巷1，出矿天井2，电耙巷道3，放矿斗穿4，井颈5，受矿井6，拉底巷道7，凿岩巷道8，切割平巷9，切割天井10等。运输平巷1沿矿体走向布置，在运输平巷1中，向上设置出矿天井2和电耙巷道3，在电耙巷道3两侧等距交错水平设置放矿斗穿4，放矿斗穿4连通电耙巷道3和井颈5，井颈5上部连通受矿井6；同侧井颈5上端平行于电耙巷道3方向相互连通各自形成拉底巷道7，在拉底巷道7等间隔布置切割平巷9和切割天井10，在切割平巷9中以切割天井10为自由面，按孔网参数布置切割槽炮孔12，切割槽炮孔12布置呈垂直上向平行梅花型；各分段之切割天井10、切割平巷9应处在同一垂直面上，爆破后形成切割立槽；由拉底巷道上方间隔设置切割平巷9和切割天井10，在切割平巷9的中部设置凿岩巷道8，凿岩巷道中以爆破后形成的切割立槽为自由面，按矿房落矿中深孔的孔网参数设置采场落矿中深炮孔11，呈垂直上向扇型布置。

本发明W堑沟型受矿巷道形成的工艺包括下列工序：

A、常规技术规范确定采场结构布置和底柱高度，采场沿矿体走向划分，垂直走向布置，矿房长40～60米，宽为12～14米，高为矿体厚度；当矿体为陡倾斜时，高为阶段高30米，底部结构布置在下盘矿脉外，分段高7～8米，底柱高3.2～3.7米；

B、电耙巷道3中以运输平巷1或出矿天井2为起点沿电耙巷道3两侧等距交错布置放矿斗穿4，放矿斗穿4之间的距离为6m；放矿斗穿4深度3m且横向上与电耙巷道3垂直；沿放矿斗穿4端部向上施工2.5～4.0m形成井颈5，同侧井颈5上端沿电耙巷道3方向相互连通形成拉底巷道7；

C、在两条平行的拉底巷道7中，每隔12m横向设置与拉底巷道7相垂直的切割平巷9，于拉底巷道7和切割平巷相交处向上纵向设置切割天井10；在切割平巷9中以切割天井10为自由面，按孔网参数，以凿岩机钻凿切割槽炮孔12，炮孔参数为：孔深3～5m；孔径52～54mm；孔间距0.8～1.8m；排间距1.0m；炮孔钻凿完成后，以切割天井10为爆破自由面装药爆破后形成切割槽；

D、以切割槽为自由面，分别在两侧的拉底巷道7中，以凿岩机钻凿形成W堑沟型受矿巷道的扇形中深炮孔11，与矿房上层落矿扇形中深炮孔11同步装药爆破后形成W堑沟型受矿井6，采场矿石经受矿井靠自重流出。

对于厚度较大的矿体，在切割天井10上端再设置二级切割平巷9和二级切割天井10，在二级切割平巷中按孔网参数布置切割槽炮孔12，切割槽炮孔12布置呈垂直上向平行梅花型；二级切割平巷9中部电耙巷道正上方设置凿岩巷道8，沿凿岩巷道8按矿房落矿中深孔的孔网参数向上钻凿采场落矿中深炮孔11，呈垂直上向扇型布置。

所述的第一个放矿斗穿与运输平巷之间距离一般为3m，依次排列于电耙巷道一侧的放矿斗穿间隔为6m。

所述的B、C、D工序中形成采准、切割工程的浅孔所采用的凿岩机为YT-28型气腿式凿岩机；各分段落矿扇形中深孔均采用YG-40型导轨式凿岩机钻凿，其最小抵抗线1.5m，眼底距2.0～2.2m，使用直径为45mm的2^#岩石硝铵炸药形成人工柱状不偶合装药。

所述的形成W堑沟型受矿巷道的扇形中深炮孔11的边孔角度为55°。

作为实施例，图5-图8示出了W堑沟型受矿巷道底部结构。即在拉底巷道中用浅孔施工垂直且相互连通拉底巷道的切割平巷，根据爆破补偿比在切割平巷中向上开掘切割天井。在切割平巷中用YG-40型凿岩设备向上钻凿切割槽炮孔12，炮孔参数为：孔深3～5m；孔径52～54mm；孔间距0.8～1.8m；排间距1.0m，炮孔钻凿完成后，以切割天井为爆破自由面装药爆破后形成切割槽。在两条平行于电耙巷道的拉底巷道中，用YG-40型凿岩设备钻凿向上施工边孔为55°的扇形炮孔，炮孔参数为：孔深4～6m；孔径52～54mm；孔底距1.8～2.4m；最小抵抗线1.3～1.5m。应用中深孔落矿时，由于扇形布孔，炸药分布不均，爆破后容易产生大块。为了降低大块产出率，采用大孔底距，小排间距的孔网参数，孔径54mm，最小抵抗线0.9～1.1m，孔底距3.0～3.5m，切割槽炮孔布置平行上向梅花形，孔间距0.8～1.0m，炮孔密集系数3.3。炮孔钻凿完成后，以切割槽为爆破自由面与采场落矿同步装药爆破后形成W形堑沟受矿巷道底部结构。

图9-图15示出了现有漏斗型受矿巷道整体结构和底部结构。其与本发明W堑沟型受矿巷道主要区别在于：一、井颈上部等间隔(一般为12m)设置切割平巷9，切割平巷9中部平行于电耙巷道设置拉底巷道7，拉底巷道7连通切割平巷9；二、井颈上部的受矿井为漏斗型结构，即漏斗6以连通拉底巷道的井颈为自由面用YT-28型气腿式凿岩机钻凿浅孔多次逐步扩大，人员从拉底巷道中进入漏斗中作业。当漏斗扩大到拉底层底板时，需进行拉底工作，以漏斗空间为自由面，根据爆破补偿比由下往上将矿房的整个底拉开，尽管采用局部拉底的办法，漏斗间留有临时矿柱，临时矿柱及未扩开的部分待矿房崩矿时一次爆破，但人员避免不了需在较大的暴露下作业；三、当扩漏、拉底工作完成后就形成了漏斗型采矿巷道，在底柱中相邻漏斗间形成了似桃形矿柱，同时形成了底部结构。因此，其工作效率低，安全性差，矿石贫化、损失率高等不足。

本发明的特点：

(1)技术经济指标：改进方案与传统漏斗受矿方式有底部结构分段空场崩落法比较，各项指标都有所改善，特别是本发明W形堑沟巷道技术受矿效果更加显著(详见经济技术指标对比表)。

(2)本发明开采氧化矿中原以上矿体，不仅取消了现有技术人工扩漏、拉底工序，而且堑沟受矿采下损失率低。减去扩拉工作，缩短了采场建设周期。同时降低了采矿成本，提高了采场生产能力。

(3)该法的核心技术是扩漏、拉底工作，因此，合理设计，优化底部结构参数，确保中深孔成孔率是该法的关键。底柱高3.2～3.7m，斗穿3m，斗颈1.2～1.7m。该法受矿W形堑沟靠中深孔一次爆破形成，考虑矿岩松散程度的变化，前墙中孔机心抬高到1.0～1.2m，后墙机心降低到0.5～0.3m，同时严格控制炮孔施工质量。

          现有技术与本发明经济技术指标对比表

序号	项目	单位	技术指标
					本发明	现有技术
			1	采场建设周期			天	140	180
2	千吨采切比	m/kt			17.59	22.91
			3	矿石损失率			％	9.46	12.96
4	矿石贫化率	％			20.36	15.58
			5	采出工效			t/工.班	8.2	6.8
6	采场生产能力	t/d			180	140
			7	炸药单耗			kg/t	0.31	0.29
8	采矿直接成本	元/吨			4.12	5.05

(4)采用本发明技术，使有底部结构的受矿巷道技术更完善，使形成采场巷道的工艺更简单、更安全、更经济、更高效，对于稳固性差的矿岩也可以采用有底部结构的采矿方法开采成为现实。

(5)对有底柱分段崩落法进行了改进，有效地避免了在松散欠稳固的矿岩中人工扩漏、拉底工作，而且收到较好的效果。实践证明，此法不仅安全可靠，技术经济合理，而且也是降低矿石损失，提高经济效益和社会效益的有效途径。因此该法是促进矿山生产发展的可靠方法。

Claims (8)

1、一种W堑沟型受矿巷道，包括运输平巷(1)，出矿天井(2)，电耙巷道(3)，放矿斗穿(4)，井颈(5)，受矿井(6)，拉底巷道(7)，凿岩巷道(8)，切割平巷(9)，切割天井(10)，其特征是：运输平巷(1)沿矿体走向布置，在运输平巷(1)中，向上设置出矿天井(2)和电耙巷道(3)，在电耙巷道(3)两侧等距交错水平设置放矿斗穿(4)，放矿斗穿(4)连通电耙巷道(3)和井颈(5)，井颈(5)上部连通受矿井(6)；同侧井颈(5)上端平行于电耙巷道(3)方向相互连通各自形成拉底巷道(7)，在拉底巷道(7)等间隔布置切割平巷(9)和切割天井(10)，在切割平巷(9)中以切割天井(10)为自由面，按孔网参数布置切割槽炮孔(12)；各分段之切割天井(10)、切割平巷(9)应处在同一垂直面上，爆破后形成切割立槽；在拉底平巷(7)中以切割立槽为自由面，按中深炮孔的孔网参数向上布置采场落矿扇形中深炮孔(11)。

2、如权利要求1所述的W堑沟型受矿巷道，其特征是：由拉底巷道上方间隔设置切割平巷(9)和切割天井(10)，在切割平巷(9)中按孔网参数布置切割槽炮孔(12)，切割槽炮孔(12)布置呈垂直上向平行梅花型；该切割平巷(9)中部设置凿岩巷道(8)，在凿岩巷道(8)中以切割立槽为自由面，按中深炮孔的孔网参数向上布置采场落矿扇形中深炮孔(11)，呈垂直上向扇型布置。

3、如权利要求1所述的W堑沟型受矿巷道，其特征是：所述的第一个放矿斗穿(4)与运输平巷(1)之间距离一般为3m，依次排列于电耙巷道(3)一侧的放矿斗穿(4)间隔为6m。

4、如权利要求1所述的W堑沟型受矿巷道，其特征是：所述的切割平巷(9)平行间距为12m。

5、一种权利要求1所述巷道的形成工艺，其特征是包括下列工序：

A、常规技术规范确定采场结构布置和底柱高度，采场沿矿体走向划分，垂直走向布置，矿房长40～60米，宽为12～14米，高为矿体厚度；当矿体为陡倾斜时，高为阶段高30米，分段高7～8米，底部结构布置在下盘矿脉外，底柱高3.2～3.7米；

B、电耙巷道3中以运输平巷(1)或出矿天井(2)为起点沿电耙巷道(3)两侧等距交错布置放矿斗穿(4)，放矿斗穿(4)之间的距离为6m；放矿斗穿(4)深度3m且横向上与电耙巷道(3)垂直；沿放矿斗穿(4)端部向上施工2.5～4.0m形成井颈(5)，同侧井颈(5)上端沿电耙巷道(3)方向相互连通形成拉底巷道(7)；

C、在两条平行的拉底巷道(7)中，每隔12m横向设置与拉底巷道(7)相垂直的切割平巷(9)，于拉底巷道(7)和切割平巷相交处向上纵向设置切割天井(10)；在切割平巷(9)中以切割天井(10)为自由面，按孔网参数，以凿岩机钻凿切割槽炮孔，炮孔参数为：孔深3～5m；孔径52～54mm；孔间距0.8～1.8m；排间距1.0m；炮孔钻凿完成后，以切割天井(10)为爆破自由面装药爆破后形成切割槽；

D、以切割槽为自由面，分别在两侧的拉底巷道(7)中，以凿岩机钻凿落矿扇形中深炮孔(11)，与矿房上层落矿扇形中深炮孔(11)同步装药爆破后形成W堑沟型受矿井(6)，采场矿石经受矿井靠自重流出。

6、如权利要求4所述的巷道形成工艺，其特征是：所述的第一个放矿斗穿(4)与运输平巷(1)之间距离一般为3m，依次排列于电耙巷道(3)一侧的放矿斗穿(4)间隔为6m。

7、如权利要求4所述的巷道形成工艺，其特征是：所述的B、C、D工序中形成采准、切割工程的浅孔所采用的凿岩机为YT 28型气腿式凿岩机；中深炮孔(11、12)均采用YG-40型导轨式凿岩机钻凿，其中深炮孔(11)最小抵抗线1.5m，眼底距2.0～2.2m，切割槽炮孔(12)孔间距0.8～1.8m；排间距1.0m。使用直径为45mm的2#岩石硝铵炸药形成人工柱状不偶合装药。

8、如权利要求4所述的巷道形成工艺，其特征是：所述的形成W堑沟型受矿巷道的扇形中深炮孔(11)的边孔角度为55°。

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