專利名稱：一種改進(jìn)的無(wú)底柱分段崩落法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地下采礦方法的技術(shù)領(lǐng)域，即提供了一種改進(jìn)的誘導(dǎo)冒落與爆破崩落相結(jié)合的無(wú)底柱分段崩落的地下采礦方法。
背景技術(shù)：
地下采礦方法包括采準(zhǔn)、切割和回采三項(xiàng)基本工序，通常它可分為空?qǐng)霾傻V法、充填采礦法和崩落采礦法三大類。而崩落采礦法中的無(wú)底柱分段崩落法被公認(rèn)為開采厚大礦體的最佳采礦方法之一，目前已在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，而且正在向大結(jié)構(gòu)參數(shù)的方向發(fā)展。無(wú)底柱分段崩落法是將階段用分段回采巷道劃分為若干分段，由上向下逐個(gè)分段進(jìn)行回采，分段下部不設(shè)出礦的底部結(jié)構(gòu)，不留任何礦柱，鑿礦、爆破、出礦等回采作業(yè)均在同一回采進(jìn)路內(nèi)順序進(jìn)行，上下分段進(jìn)路在空間呈菱形交錯(cuò)布置；在回采進(jìn)路端部于崩落圍巖覆蓋下進(jìn)行爆破與放礦；從一端開始按步距順序后退回采，直到回采進(jìn)路的另一端邊界為止。傳統(tǒng)的無(wú)底柱分段崩落法有礦石貧化大，通風(fēng)困難和開采強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，而采用大結(jié)構(gòu)參數(shù)無(wú)底柱分崩落法則需要配套大功率設(shè)備，這就必然要對(duì)技術(shù)裝備提出更高的要求，同時(shí)也必然加大了礦山建設(shè)的投資強(qiáng)度，所以它難以在發(fā)展中的國(guó)家得到推廣，因而不適合于我國(guó)和發(fā)展中國(guó)家的采礦工業(yè)發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在無(wú)底柱分段崩落法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，以尋求一種低損失、低貧化、低成本、低事故隱患和高生產(chǎn)能力的“四低一高”的適合于在我國(guó)和發(fā)展中國(guó)家推廣的采礦方法。
本發(fā)明提出了一種改進(jìn)的無(wú)底柱分段崩落法，它包括分段回采、在進(jìn)路內(nèi)完成鑿巖、爆破與出礦，其特征在于將要開采的礦體自上而下分為誘導(dǎo)冒落區(qū)、正?；夭蓞^(qū)和底部回收區(qū)而依次分步驟地進(jìn)行爆破作業(yè)。
本發(fā)明的采礦法在誘導(dǎo)冒落區(qū)內(nèi)的爆破回采，主要是崩落進(jìn)路之間的支撐，形成連續(xù)的回采空間，以此誘導(dǎo)上部礦石自然冒落；本發(fā)明的采礦法在正常回采區(qū)爆破回采本分段礦量的同時(shí)接收上部冒落的礦石，該區(qū)內(nèi)分段高度(H)與進(jìn)路間距(S)按下式確定S=512βHα+μb]]>
式中b為進(jìn)路寬度，α，β為垂直進(jìn)路方向的散體流動(dòng)參數(shù)；μ則為與放礦方式有關(guān)的系數(shù)，低貧化放礦時(shí)μ＝0.1～0.60，截止品位放礦時(shí)μ＝0.60～0.75。
本發(fā)明的采礦法在底部回收區(qū)內(nèi)的進(jìn)路負(fù)擔(dān)采場(chǎng)殘留礦量的回收，同時(shí)負(fù)擔(dān)近底板或下盤礦量的回采。
本發(fā)明的采礦法根據(jù)礦石散體的流動(dòng)條件確定出礦控制方法，在誘導(dǎo)冒落區(qū)，崩落礦石一般在空?qǐng)鰲l件下放出，為安全起見，出礦工作要求進(jìn)路口不敞空。在正?；夭蓞^(qū)，一般為覆蓋層下放礦，在確保進(jìn)路口不敞空的前提下，當(dāng)覆蓋層廢石塊度不小于礦石塊度時(shí)，放礦到見覆蓋層廢石為止；當(dāng)廢石細(xì)碎時(shí)，放礦到當(dāng)次廢石混入率15％左右為宜；僅當(dāng)個(gè)別出礦點(diǎn)其下沒有接收條件時(shí)放礦到截止品位。在底部回收區(qū)，考慮到該區(qū)內(nèi)每條進(jìn)路所負(fù)擔(dān)的回采礦量不具有向下“轉(zhuǎn)段回收”的條件，而且由它們接收的上面分段轉(zhuǎn)移礦量的連續(xù)移動(dòng)空間條件也會(huì)在放礦結(jié)束時(shí)自然消失，這樣每條進(jìn)路放不出來(lái)的出礦口附近的礦石即會(huì)成為永久損失，因此每條進(jìn)路每個(gè)步距都需出礦到截止品位。
底部回收區(qū)內(nèi)進(jìn)路的布置形式取決于礦體界線與分段位置關(guān)系以及經(jīng)濟(jì)合理的開掘巖石高度等多種因素。在本發(fā)明的底部回收區(qū)內(nèi)的進(jìn)路的布置采取如下三種形式A、在底板或下盤圍巖里，按正常菱形布置底部回采進(jìn)路，以回收脊部殘留體與充分回采近底板部位礦量，稱之為回收進(jìn)路。當(dāng)?shù)V體底板或下盤的邊界與分段水平的高差較大，但不大于經(jīng)濟(jì)合理的最大開掘巖石高度時(shí)；或者當(dāng)?shù)V體傾角較緩、沿高度方向可以調(diào)整回收工程的位置時(shí)，單獨(dú)布置回收進(jìn)路比較適宜。
B、在開掘巖石高度較小的回收進(jìn)路之間，或在接近底板圍巖的正?；夭蛇M(jìn)路之間，為回收脊部殘留體的需要而增設(shè)一條加密進(jìn)路。加密進(jìn)路可充分回收采場(chǎng)殘留礦量。此時(shí)回采順序是先回采相鄰的回收進(jìn)路(或回采進(jìn)路)，后回采加密進(jìn)路。為安全起見，加密進(jìn)路滯后回采的距離，不應(yīng)小于3～5個(gè)崩礦步距。
C、同時(shí)增設(shè)加密進(jìn)路和底部回收進(jìn)路。
本發(fā)明的采礦法與傳統(tǒng)的無(wú)底柱分段崩落法的顯著改進(jìn)，首先在于將原來(lái)同一種落礦方式的礦段進(jìn)一步劃分為誘導(dǎo)冒落區(qū)、正常回采區(qū)和底部回收區(qū)三區(qū)開采，通過(guò)誘導(dǎo)冒落區(qū)的誘導(dǎo)冒落和正?；夭蓞^(qū)的大結(jié)構(gòu)參數(shù)爆破崩落相結(jié)合的落礦方式減小采準(zhǔn)系數(shù)；通過(guò)設(shè)置回收進(jìn)路與加密進(jìn)路提高礦石回采率；通過(guò)在誘導(dǎo)冒落區(qū)與正常回采區(qū)限制巖石混入降低礦石貧化率。其次在誘導(dǎo)冒落區(qū)，只要進(jìn)路之間的礦柱能夠完全崩透、采空區(qū)的凈高度滿足上部礦石冒落碎脹的要求即可，因此進(jìn)路間距可比正?；夭蓞^(qū)大，即可適當(dāng)加大進(jìn)路間距防止采場(chǎng)地壓。
本發(fā)明在三個(gè)區(qū)域內(nèi)雖然也采用扇形炮孔實(shí)施爆破工程，但是炮孔布置形式、裝藥結(jié)構(gòu)以及起爆方式等，均基于實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的扇形炮孔爆破的方向性與順勢(shì)破壞效應(yīng)而有所改變，即在扇形炮孔的爆破試驗(yàn)中，同排炮孔同段起爆后，藥柱產(chǎn)生的爆炸應(yīng)力波應(yīng)以藥柱為中心呈柱狀向四周擴(kuò)散，根據(jù)巖體破壞總是沿著最小耗能的方向發(fā)展的原理，在藥柱產(chǎn)生的應(yīng)力波到達(dá)爆破自由面之前，如果相鄰兩個(gè)藥柱產(chǎn)生的應(yīng)力波先期相遇，把炮孔間的巖石先行擊穿，那么破壞就會(huì)主要沿著炮孔排面方向發(fā)展，由此造成“推墻”勢(shì)態(tài)，同時(shí)由于沿抵抗線方向爆破能量利用率低，也會(huì)導(dǎo)致大塊率的增高。因此當(dāng)設(shè)計(jì)扇形孔爆破時(shí)，應(yīng)注意有效爆破的方向性。此外，當(dāng)從孔口端起爆時(shí)，隨著藥柱間距逐漸增大，爆破應(yīng)力波逐漸由孔間相遇轉(zhuǎn)為先行到達(dá)自由面，但其破壞方向的轉(zhuǎn)變總是滯后于爆破應(yīng)力波先到自由面的轉(zhuǎn)變時(shí)間，這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象稱之為順勢(shì)破壞效應(yīng)。在分析了順勢(shì)破壞效應(yīng)和上述爆破能利用關(guān)系后，本發(fā)明推薦孔底起爆，并采取了d≥2w的分組式多段微差起爆方式爆破(d是同段起爆的藥柱最小間距，W是抵抗線)，即設(shè)計(jì)了分組排間微差起爆方案。
本發(fā)明的誘導(dǎo)冒落與爆破崩落相結(jié)合改進(jìn)的無(wú)底柱分段崩落法有如下優(yōu)點(diǎn)(1)可大幅度減小采準(zhǔn)系數(shù)。在河北省邯鄲市某鐵礦實(shí)施過(guò)程中將主采區(qū)礦體的采準(zhǔn)系數(shù)由原來(lái)的3.6米/千噸減小到2.07米/千噸，不僅減小了采準(zhǔn)投入，而且增大了單位采準(zhǔn)工程的采出礦量，由此增大了生產(chǎn)能力。
(2)較好地適應(yīng)了崩落礦巖的流動(dòng)特性，使厚礦體無(wú)底柱分段崩落法的礦石回采率達(dá)到92.5％，礦石貧化率11％左右。
(3)由于改進(jìn)了裝藥結(jié)構(gòu)和超爆方式，杜絕了爆破隔墻事故的發(fā)生，并且顯著地降低了大塊率，節(jié)約了爆破費(fèi)用，保證了出礦工作的順利進(jìn)行。
(4)可有效地防止采動(dòng)地區(qū)對(duì)采準(zhǔn)工程的破壞。
(5)無(wú)需引進(jìn)大型設(shè)備而僅僅利用巖體冒落規(guī)律便實(shí)現(xiàn)了低損失、低貧化、低成本、低事故隱患和高生產(chǎn)能力的“四低一高”的開采目標(biāo)，故具有極大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為傳統(tǒng)的無(wú)底柱分段崩落法采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為崩落邊界、2炮孔、3溜井、4進(jìn)路聯(lián)巷、6回采進(jìn)路、7穿脈運(yùn)輸巷道、H為分段高度、B為進(jìn)路間距；圖2為本發(fā)明的典型的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I為誘導(dǎo)冒落區(qū)、II為正常回采區(qū)、III為底部回收區(qū)，1為崩落邊界、2炮孔、3溜井、4進(jìn)路聯(lián)巷、5誘導(dǎo)區(qū)進(jìn)路、6回采區(qū)進(jìn)路、7穿脈運(yùn)輸巷道、8回收進(jìn)路、9加密進(jìn)路、H分段高度、B進(jìn)路間距；圖3為分組排間微差起爆方案示意圖。圖3中(A)為第一分段進(jìn)路炮孔；(B)為第二分段以下進(jìn)路炮孔，圖3中每排炮孔都用a、b、c、d從小到大四個(gè)段位的起爆雷管，分組依次起爆。
圖4為加密進(jìn)路與回收進(jìn)路的布置條件示意圖；圖5為加密進(jìn)路回采順序示意圖；圖6為水平至緩傾斜中厚不穩(wěn)固礦體采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中5為誘導(dǎo)區(qū)進(jìn)路，8回收進(jìn)路，9加密進(jìn)路；圖7為急傾斜厚大礦體露天轉(zhuǎn)地下開采的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為崩落邊界，5為誘導(dǎo)區(qū)進(jìn)路，6為回采區(qū)進(jìn)路，10為監(jiān)測(cè)孔；圖8為傾斜厚礦體上盤側(cè)礦體不穩(wěn)固礦山的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中4為進(jìn)路聯(lián)巷，5為誘導(dǎo)區(qū)進(jìn)路，6回采區(qū)進(jìn)路；圖9為傾斜不穩(wěn)定礦體礦山采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中2為炮孔，4為進(jìn)路聯(lián)巷，5為誘導(dǎo)區(qū)進(jìn)路，8為回收進(jìn)路。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，并以此對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步的說(shuō)明和補(bǔ)充。
圖1是傳統(tǒng)的無(wú)底柱分段崩落法采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的典型的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。從圖1和圖2相對(duì)照便可明顯的看出本發(fā)明將原采場(chǎng)礦體又細(xì)分為誘導(dǎo)冒落區(qū)、正?；夭蓞^(qū)和底部回收區(qū)三個(gè)分區(qū)。誘導(dǎo)冒落區(qū)的回采主要是崩落進(jìn)路之間的支撐形成連續(xù)的回采空間。采空區(qū)頂板一般滯后冒落，由此形成空?qǐng)鰲l件下出礦，為此可按殘留礦石的坡面角(略大于自然安息角)確定崩礦扇形炮孔的邊孔角。為防治采場(chǎng)地壓，該區(qū)內(nèi)進(jìn)路間距宜比正?；夭蓞^(qū)大，只要進(jìn)路之間的礦柱能夠完全崩透、采空區(qū)的凈高度滿足上部礦石冒落碎脹的要求即可。
在正?；夭蓞^(qū)內(nèi)回采本分段礦量的同時(shí)接收上部冒落的礦量，此時(shí)為降低廢石混入率，采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)與放礦方式要適應(yīng)礦石散體的流動(dòng)特性。其中分段高度與進(jìn)路間距的關(guān)系應(yīng)按下式確定S=512βHα+μb]]>式中H為分段高度(米)；S為進(jìn)路間距(米)；b為進(jìn)路寬度(米)；α、β為垂直進(jìn)路方向的散體流動(dòng)參數(shù)；μ為與放礦方式有關(guān)的系數(shù)，低貧化放礦時(shí)μ＝0.1～0.60，截止品位放礦時(shí)μ＝0.60～0.75。
正?；夭蓞^(qū)應(yīng)采用低貧化放礦方式，即一旦發(fā)現(xiàn)廢石漏斗在出礦口出露，立即停止出礦，轉(zhuǎn)入下一步距回采。進(jìn)路斷面的大小，不僅要考慮采掘設(shè)備的使用需要，而且要考慮冒落的大塊礦石的處理方便，原則上冒落的大塊礦石應(yīng)能夠放落到巷道底板上，以便于處理。出礦過(guò)程中，常發(fā)生大塊礦石在出礦口內(nèi)集聚、斷續(xù)地多塊同時(shí)流出的現(xiàn)象。如果正?；夭蓞^(qū)內(nèi)有多層進(jìn)路，可將卡在出礦口內(nèi)的大塊礦石適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)移到下分段放出。
底部回收區(qū)主要負(fù)擔(dān)采場(chǎng)殘留礦量的回收，同時(shí)負(fù)擔(dān)近底板(或下盤)礦量的回采。由于該區(qū)內(nèi)每條進(jìn)路所負(fù)擔(dān)的回采礦量不具有向下“轉(zhuǎn)段回收”的條件，為盡量減少礦石的永久損失，每條進(jìn)路每個(gè)步距都需要出礦到截止品位。該區(qū)內(nèi)進(jìn)路的布置形式如圖4所示。大體上可分別設(shè)置加密進(jìn)路或者回收進(jìn)路；也可以設(shè)置由加密進(jìn)路與回收進(jìn)路共同組成的底部回收工程，加密進(jìn)路等價(jià)于將下一分段回收進(jìn)路提到上一分段來(lái)布置，當(dāng)下一分段回收進(jìn)路的開掘巖石高度(從進(jìn)路頂板算起)超過(guò)經(jīng)濟(jì)合理的最大開掘巖石高度時(shí)，就應(yīng)提到上一分段作為加密進(jìn)路布置。
加密進(jìn)路回采順序見圖5。圖5中先回采相鄰的底部回采進(jìn)路，后回采加密進(jìn)路。加密進(jìn)路的作用主要是回收相鄰進(jìn)路的脊部殘留體，為此只崩落相鄰兩條進(jìn)路殘留的脊部三角礦量，同時(shí)出礦時(shí)需要沿巷道全斷面均勻鏟出礦石，以增大放出體的寬度。
上述三個(gè)區(qū)域內(nèi)的爆破工程雖然也都是采用扇形炮孔，但考慮到扇形炮孔有效爆破的方向性和順勢(shì)破壞效應(yīng)，在實(shí)施過(guò)程中，我們采用了圖3所示的分組式多段微差起爆方案或稱為分組排間微差起爆方案。圖3(A)為第一分段(即誘導(dǎo)冒落區(qū))進(jìn)路炮孔，(B)為第二分段以下(回采區(qū)和回收區(qū))的進(jìn)路炮孔。每排炮孔都用a、b、c、d四個(gè)段位的起爆雷管，分組依次起爆。本著同段爆破的兩個(gè)炮孔，爆破應(yīng)力波最先到達(dá)自由面(最先擊穿抵抗線方向)的原則，在設(shè)計(jì)爆破方案時(shí)，要保證同段起爆藥柱的最小間距(d)大于2倍抵抗線(W)(即d≥2w)。
實(shí)施例1河北省邯鄲市某鐵礦，多數(shù)礦石結(jié)構(gòu)疏松破碎，容易冒落，適合于采用圖2的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明為此擬定如下開采方案以該礦-50米中段為首采中段，設(shè)計(jì)誘導(dǎo)冒落區(qū)高度為28～45m，其進(jìn)路間距18m；正?；夭蓞^(qū)高度為30～45m，分段高度15m，進(jìn)路間距為18m；底部回收區(qū)高度為15m，進(jìn)路間距為9m。采用QZG80A型中高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)鑿巖，4.0m3電動(dòng)鏟動(dòng)機(jī)出礦，進(jìn)路斷面高×寬為3.5×4.2m2。
經(jīng)過(guò)實(shí)施本發(fā)明后，主采區(qū)的采堆系數(shù)由原來(lái)的3.6m/KT減小到2.07m/KT，生產(chǎn)效率為6萬(wàn)噸/月，礦石回采率達(dá)到92.5％，礦石貧化率11％左右。在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的情況下提高了產(chǎn)能，可望提前一年達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。
實(shí)施例2河北省某鐵礦西部中厚礦體，礦石不穩(wěn)固到中等穩(wěn)固，采動(dòng)地壓大。由于礦石容易冒落而且冒落的塊度較小，為此只設(shè)置誘導(dǎo)冒落區(qū)與底部回收區(qū)，總體設(shè)計(jì)方案如圖6所示。設(shè)計(jì)誘導(dǎo)冒落區(qū)高度為10～25m，其進(jìn)路間距16m；底部回收區(qū)高度為10m，采用加密進(jìn)路與回收進(jìn)路聯(lián)合布置形式，進(jìn)路間距8～16m；回收進(jìn)路的切巖高度(從巷道頂板算起)為2～5m。采用QZG80A型中高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)鑿巖，斗容4.0m3電動(dòng)鏟動(dòng)機(jī)出礦，進(jìn)路斷面高×寬為3.5×4.2m2。實(shí)驗(yàn)研究得出，礦石回采率85％左右，礦石貧化率15％左右。
實(shí)施例3為鞍鋼某鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采所擬定的方案。該礦礦體厚大，傾角陡，普氏硬度系數(shù)f＝12～14，礦床斷裂構(gòu)造發(fā)育，適合于采用圖7開采方案。
設(shè)計(jì)了由深凹露天開采轉(zhuǎn)為露天與地下同時(shí)開采、再過(guò)渡到地下高效率開采的技術(shù)方案，地下開采采用進(jìn)口的大功率鑿巖與出礦設(shè)備，采用圖7所示的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)冒落區(qū)高度為50～120m，進(jìn)路間距20～25m；正?；夭蓞^(qū)的分段高度為20～30m，進(jìn)路間距20～25m；底部回收區(qū)采用加密進(jìn)路形式，其高度為一個(gè)分段的高度。為安全起見，在初始誘導(dǎo)冒落區(qū)上方，至少打一個(gè)監(jiān)測(cè)孔用以監(jiān)控誘導(dǎo)區(qū)的冒落高度和冒落速度，確保露天與地下同時(shí)開采的安全。設(shè)計(jì)指標(biāo)礦石回采率90％～95％；礦石貧化率10％～12％，生產(chǎn)能力400～600萬(wàn)t/a。
實(shí)施例4安徽省某礦業(yè)公司的礦區(qū)，礦體松軟破碎，容易冒落，適合于采用圖8開采方案。擬設(shè)計(jì)誘導(dǎo)冒落區(qū)高度為25～40m，其進(jìn)路間距15～18m；正?；夭蓞^(qū)的分段高度為12.5m，進(jìn)路間距12m；底部回收區(qū)采用開掘下盤巖石的回收進(jìn)路形式，分段高度為12.5m，進(jìn)路間距12m；回收進(jìn)路的切巖高度(從巷道頂板算起)為2～6m。采用YGZ-90型中深孔鑿巖機(jī)鑿巖，斗容1.5m3電動(dòng)鏟動(dòng)機(jī)出礦，進(jìn)路斷面高×寬為3.0×3.4m2。實(shí)驗(yàn)研究提出，礦石回采率85％左右，礦石貧化率15％左右。
實(shí)施例5對(duì)于傾斜不穩(wěn)中厚礦體的有色金屬礦山，本發(fā)明采取圖9所示的采場(chǎng)布置和結(jié)構(gòu)。
由圖9中可以看出其特點(diǎn)是用脈外沿脈進(jìn)路誘導(dǎo)礦體自然冒落，冒落的礦石從出礦橫穿進(jìn)路裝礦運(yùn)走。等價(jià)于將三區(qū)合并于一區(qū)，用底部回收區(qū)進(jìn)路作為誘導(dǎo)冒落工程。
實(shí)驗(yàn)研究礦石回采率75％，礦石貧化率15％。
還可以舉出更多的實(shí)施例來(lái)，此處不再贅述。本發(fā)明的地下采礦方法特別適合于原大礦體或緩傾斜中厚以上礦體的鐵礦、有色金屬礦或金礦，以礦石硬度系數(shù)f＝2～14，解理裂隙發(fā)育的礦體為佳。
本發(fā)明用于原大礦體時(shí)，一般分段高度由鑿巖設(shè)備能力確定?，F(xiàn)階段可取為15～30m，進(jìn)路間距主要由所給出的公式計(jì)算，一般可取16～25。礦石的回采率一般可達(dá)90～95％，而礦石貧化率大致為10～12％。
本發(fā)明的底部回收區(qū)是必不可少的，其他兩個(gè)區(qū)的高度由礦體厚度、可冒性和冒落塊度等確定。
一般中等穩(wěn)固以下的厚大礦體，當(dāng)冒落礦石的塊度較小或冒落的大塊礦石容易破碎時(shí)，可在正?；夭蓞^(qū)只設(shè)一層進(jìn)路，加上誘導(dǎo)冒落區(qū)的一層進(jìn)路和底部回收區(qū)的一層進(jìn)路，總計(jì)三層進(jìn)路崩落回采，其余上部礦量，無(wú)底多大厚度，只要能夠全部自然冒落、且冒落后可在下面兩層進(jìn)路的回采中得到合理回收，可全部歸于誘導(dǎo)冒落區(qū)。而當(dāng)?shù)V石硬度較大，大塊率較高時(shí)，誘導(dǎo)冒落區(qū)不宜過(guò)高，但為了保護(hù)頂板圍巖的塊度、降低放礦過(guò)程中的廢石混入度，頂部至少留下一層2～3m厚的礦石自然冒落。
還必須指出隨著采礦向地下深部發(fā)展，地壓增大，巖體穩(wěn)定性變差，可冒性增強(qiáng)。本發(fā)明基于對(duì)巖體冒落規(guī)律深入研究所提出來(lái)的誘導(dǎo)冒落與爆破崩落相結(jié)合的改進(jìn)的無(wú)底柱分段崩落法應(yīng)用前景十分廣闊，它必將創(chuàng)造出極大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的無(wú)底柱分段崩落法，包括分段回采、在進(jìn)路內(nèi)完成鑿巖、爆破與出礦，其特征在于將要開采的礦體自上而下分為誘導(dǎo)冒落區(qū)、正常回采區(qū)和底部回收區(qū)而依次爆破作業(yè)分步驟地進(jìn)行回采。
2.按權(quán)利要求1所述的無(wú)底柱分段崩落法，其特征在于所說(shuō)的誘導(dǎo)冒落區(qū)用爆破崩落進(jìn)路之間的支撐，形成連續(xù)的回采空間，利用該區(qū)內(nèi)進(jìn)路回采后提供的采空區(qū)誘導(dǎo)上部礦石自然冒落。
3.按權(quán)利要求1所述的無(wú)底柱分段崩落法，其特征在于所說(shuō)正?；夭蓞^(qū)的進(jìn)路間距同分段高度和進(jìn)路寬度的關(guān)系按下式確定S=512βHα+μb]]>式中S為進(jìn)路間距(米)；H為分段高度(米)；b為進(jìn)路寬度(米)；α、β為垂直進(jìn)路方向的散體流動(dòng)參數(shù)；μ是放礦方式有關(guān)的系數(shù)，低貧化放礦時(shí)μ＝0.1～0.60，截止品位放礦時(shí)μ＝0.60～0.75。
4.按權(quán)利要求1所述的無(wú)底柱分段崩落法，其特征在于所說(shuō)的底部回收區(qū)的進(jìn)路的布置采取如下三種形式A、在兩條回采進(jìn)路中間增設(shè)一條加密進(jìn)路；B、在底板或下盤圍巖里布置一層以回收脊部殘留體為主要目的底部回采進(jìn)路；C、同時(shí)增設(shè)加密進(jìn)路和底部回收進(jìn)路。
5.按權(quán)利要求1所述的無(wú)底柱分段崩落法其特征在于所說(shuō)的爆破作業(yè)采用分組式多段微差起爆方式爆破。
6.按權(quán)利要求2所述的無(wú)底柱分段崩落法，其特征在于所說(shuō)的采空區(qū)其等價(jià)圓面積大于礦巖臨界持續(xù)冒落面積。
全文摘要
一種改進(jìn)的無(wú)底柱分段崩落法，它包括分段回采、在進(jìn)路內(nèi)鑿巖、爆破與出礦，其特征在于將礦體自上而下分為誘導(dǎo)冒落區(qū)、正?；夭蓞^(qū)和底部回收區(qū)而依次分別進(jìn)行作業(yè)。誘導(dǎo)冒落區(qū)爆破回采的目的主要是崩落進(jìn)路之間的支撐，誘導(dǎo)上部礦石自然冒落；正常回采區(qū)爆破回采本區(qū)礦量，同時(shí)接收上部冒落礦石；底部回收區(qū)負(fù)擔(dān)采場(chǎng)殘留礦量的回收和近底板或下盤礦量的回采。本發(fā)明將原來(lái)同一的礦段分劃為上下三區(qū)通過(guò)誘導(dǎo)冒落和爆破崩落相結(jié)合落礦、低貧化放礦和在底部設(shè)置回收工段的方式進(jìn)行回采。本發(fā)明還改進(jìn)了扇形炮孔布置、裝藥結(jié)構(gòu)和起爆方式，提出了一種分組式多段微差起爆方案。推廣本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)“四低一高”的開采目標(biāo)，具有很好的效益。
文檔編號(hào)E21C41/16GK1693662SQ20051004649
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月23日
發(fā)明者任鳳玉 申請(qǐng)人:東北大學(xué)