專利名稱：傾斜礦體上盤礦石回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下采礦上盤礦石回收方法，特別涉及傾斜礦體上盤礦石回收方 法，適合于傳統(tǒng)的無底柱分段崩落采礦法、大間距無底柱采礦新技術(shù)。
背景技術(shù)：
無底柱分段崩落法是我國上世紀(jì)六十年代初從瑞典引進(jìn)的高效采礦方法，由于該采 礦法具有結(jié)構(gòu)簡單、管理方便等優(yōu)點，很快在冶金、有色、化工等行業(yè)的地下礦山得到
了推廣。無底柱分段崩落法的主要技術(shù)參數(shù)有分段高度、進(jìn)路間距、崩礦步距等，其開 采特點是實行分期建設(shè)、分期開采的礦山，為了正常有序地開展采準(zhǔn)掘進(jìn)、采礦鑿巖、 回采爆破和出礦等工作，在階段高度上將生產(chǎn)水平劃分為若干個分段，上、下各分段內(nèi) 的回采進(jìn)路呈菱形排列結(jié)構(gòu)。在分段平面內(nèi)布置回采進(jìn)路、出礦聯(lián)絡(luò)巷、切割巷道、通 風(fēng)巷道等一系列巷道，在切割巷道中施工切割炮孔、在回采進(jìn)路中施工上向扇形中深孔， 當(dāng)采礦生產(chǎn)進(jìn)行到某一分段時，首先開展回采切割工作，即拉切割槽。所謂回采切割 工作就是利用已經(jīng)施工完成的切割工程，包括切割巷道、切割天井、切割炮孔，在切 割巷道內(nèi)進(jìn)行裝藥、爆破作業(yè)，最終形成一條具有一定寬度、高度的切割槽，為回采作 業(yè)提供最初的自由面。在拉切割槽超出一條進(jìn)路扇形中深孔控制的范圍后，開始該進(jìn)路 的正?；夭晒ぷ?，隨著拉切割槽工作的繼續(xù)，完成切割拉槽工作的巷道的長度不斷擴(kuò)展， 可供正?；夭傻倪M(jìn)路數(shù)量也相應(yīng)地增加?；夭晒ぷ鞯捻樞虬凑沼汕懈钕锏劳?lián)絡(luò)巷道的 方向進(jìn)行，在采礦方面稱為后退式回采順序。通常情況下，采用無底柱分段崩落法開采 傾斜礦體存在上盤貧化、下盤損失的問題，如果忽視上盤切割巷道的選擇、采礦方法的 優(yōu)化工作，在開采傾斜礦體上盤的過程中也會出現(xiàn)礦石損失。在開采傾斜礦體上盤時， 傳統(tǒng)的做法有三種，各有優(yōu)缺點。第一種做法是當(dāng)?shù)V體的傾角較大時，通常在45°~60° 左右，將上盤切割巷道1布置在礦巖接觸帶上(如圖1、 2、 3)，在切割巷道內(nèi)按照
1.5m 2.5m的間距施工垂直向上的切割炮孔5，在退采方向上按照崩礦歩距、鑿巖排間 '距的要求施工垂直或前傾的上向扇形采礦中深孔，在形成切割槽后，按后退式順序進(jìn)行 采礦作業(yè)。由于切割巷道位于上盤礦巖接觸帶上，為了防止回采爆破時補償空間不足， 在拉切割槽以及初期回采出礦過程中需要釆出一定量的巖石，剩余的巖石作為下一分段的頂板覆蓋巖石。下一個分段也是如此，并循環(huán)上述工作。第二種做法是當(dāng)?shù)V體 的傾角較緩時通常在30°~45°左右，將切割巷道布置在礦巖接觸帶以內(nèi)，切割巷道布置
在本分段礦體高度達(dá)到分段高度1/2~1/3的位置處(如圖4、 5、 6)，在切割巷道1內(nèi) 按照1.5m 2.5m的間距施工垂直向上的施工切割炮孔5，在退采方向上按照崩礦步距、 鑿巖排間距的要求施工垂直或前傾的上向扇形采礦中深孔，在形成切割槽后，各進(jìn)路回 采初期出少量礦石和巖石后，剩余的巖石作為下一分段的覆蓋巖石，接下來按后退式順 序進(jìn)行采礦作業(yè)。由于切割巷道位于上盤礦巖接觸帶以內(nèi)，在切割巷道以外有時會殘留 一些三角柱礦體9無工程控制，如果按照第一種做法，在下一個分段布置切割工程時考 慮一個分段的高度，那么造成三角柱礦體9的損失，如果在下一個分段對三角柱礦體9 進(jìn)行回收，那么必須增加切割炮孔的深度。第三種做法是當(dāng)?shù)V體的傾角較大時，通常 在45。 60。左右，將切割巷道布置在礦巖接觸帶上(如圖7、 8、 9)，在切割巷道1內(nèi) 沿礦體邊界線方向按照1.5m 2.5m的排間距施工切割炮孔5，在退采方向上按照崩礦步 距、鑿巖排間距的要求施工垂直或前傾的上向扇形采礦中深孔，在形成切割槽后，按后 退式順序進(jìn)行采礦作業(yè)，回采初期因炮孔較淺、生產(chǎn)效率較低。由于切割炮孔為傾斜炮 孔，爆破后形成傾斜的切割槽，切割拉槽的難度較大，在采礦生產(chǎn)中應(yīng)用的不多。下一 個分段也是如此，并循環(huán)上述工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種降低傾斜礦體上盤切割高度、減少上盤礦石損失的傾斜礦 體上盤礦石囪收方法。采用無底柱分段崩落法的礦山應(yīng)用本發(fā)明后，在傾斜礦體上盤切 割巷道以外施工一些炮孔，可以有效地回收上盤切割巷道以外殘留的三角柱礦體。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的傾斜礦體上盤礦石回收方法，包括以下步驟在開采傾斜礦 體時，回采進(jìn)路按上盤探礦巷道一礦巖邊界線一上盤切割巷道的施工布局，將探礦巷道 掘出礦巖邊界線L5 3米，將上盤切割巷道布置在礦巖邊界線以內(nèi)，以上盤切割巷道的
位置上方礦體高度為一個分段(當(dāng)?shù)V體傾角在30°~45°，上盤切割巷道的位置上方礦體 高度可小于一個分段)，沿上盤切割巷道的方向布置垂直向上的切割炮孔，在退采方向 上按照崩礦步距、鑿巖排間距布置垂直或前傾方向向上的回采扇形炮孔，(鑿巖排間距 一般為1.5~3.0m，崩礦步距一般為1.5~4.5m，后者與前者成整數(shù)倍的關(guān)系)，從而保證 采礦生產(chǎn)進(jìn)入新水平在回采初期少出巖石，以利于降低礦山生產(chǎn)成本、提高礦山經(jīng)濟(jì)效 益。當(dāng)傾斜礦體的上盤傾角在30°~60°范圍內(nèi)時，以鄰近傾斜礦體上盤礦巖邊界線的切 割炮孔為基準(zhǔn)，在上盤切割巷道外施工卜6排半立面扇形炮孔或平行炮孔，炮孔的控制 范圍超出礦巖邊界線l~2m，如考慮形成頂板覆蓋巖石問題，炮孔深度與分段高度匹配，在形成切割空間后按退采順序的反方向逐排爆破，將三角柱礦體破碎便于在本分段或下 一分段進(jìn)行回收。
本發(fā)明具有的效果如下:.
(1) 由于傾斜礦體上盤切割巷道位于礦體內(nèi)，且切割巷道內(nèi)炮孔控制的對象主要是礦 石，正常回采進(jìn)路中的炮孔均在礦體內(nèi)，因此在本分段形成切割槽期間以及進(jìn)路回采工 作初期，不需要大量出廢石(上盤巖石)來滿足補償空間的要求，有利于減少礦石貧化、 改善礦石質(zhì)量。
(2) 本發(fā)明在各生產(chǎn)分段形成切割槽后，由于回采進(jìn)路中扇形炮孔控制上部的礦石， 采礦生產(chǎn)可進(jìn)入正常的回采工作階段，有利于該分段盡早形成采礦生產(chǎn)能力。
(3) 本發(fā)明采用鑿巖爆破的手段，在傾斜礦體上盤三角柱礦體內(nèi)施工1~6排炮孔，對 三角柱礦體實施爆破，方法簡單易行、施工靈活方便，經(jīng)破碎后的礦石在本分段或下分 段可得到回收。
(4) 本發(fā)明將上盤切割巷道設(shè)置在礦脈內(nèi)，通常情況下脈外或礦巖接觸帶中巷道穩(wěn)定 性較差，因此在切割巷道內(nèi)不容易出現(xiàn)冒頂、片幫等不安全現(xiàn)象。
(5) 本發(fā)明根據(jù)探采結(jié)合的原則，回采進(jìn)路的掘進(jìn)按1一2—1的布局施工，探礦巷道 施工進(jìn)度超前于其他巷道，并根據(jù)探礦巷道所揭露的礦體邊界進(jìn)行切割巷道的設(shè)計等工 作，不會出現(xiàn)工程浪費問題。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)方案第一種采礦工程布置示意圖2為圖1的B-B截面圖
圖3為圖1的A-A截面圖
圖4為現(xiàn)有技術(shù)第二種采礦工程布置示意圖5為圖4的B-B截面圖
圖6為圖4的A-A截面圖
圖7為現(xiàn)有技術(shù)第三種釆礦工程布置示意圖8為圖7的B-B截面圖
圖9為圖7的A-A截面圖
圖IO為本發(fā)明釆礦工程布置示意圖
圖11為圖IO的B-B截面圖
圖12為圖10的A-A截面圖
5圖中，l一上盤切割巷道，2 —礦巖邊界線，3 —回采進(jìn)路，4一下盤聯(lián)絡(luò)巷，5_切 割炮孔，6—半立面扇形炮孔，7 —采礦分段，8 —回采扇形炮孔，9-三角柱礦體。
具體實施例方式
參照圖IO、 11、 12，確定傾斜礦體上盤切割巷道的位置、切割巷道以外的進(jìn)路布局
和炮孔布置方式，其步驟如下首先，根據(jù)礦山賦存條件、形態(tài)，回采進(jìn)路3在分段平
面上按上盤切割巷道1—礦巖邊界線2—上盤切割巷道1，即1一2—1的布局施工采準(zhǔn)進(jìn) 路，上盤切割巷道l下方為下盤聯(lián)絡(luò)巷4，上盤切割巷道1下方與下盤聯(lián)絡(luò)巷4之間形 成采礦分段7，探礦巷道施工進(jìn)度超前于其他巷道，探礦巷道是指按1一2—1布局掘進(jìn) 的1#進(jìn)路，生產(chǎn)過程中要求1#進(jìn)路的掘進(jìn)速度快于2#進(jìn)路，起探明前方是否有礦的作 用，探礦巷道掘出礦巖邊界線2m左右；第二，根據(jù)巷道掘進(jìn)所揭露的礦體與礦巖邊界 線確定切割巷道的位置，開展切割巷道的掘進(jìn)工作；第三，按照礦山生產(chǎn)工藝、參數(shù)的 要求，沿上盤切割巷道的方向布置垂直向上的切割炮孔5，在退釆方向上按照崩礦步距、 鑿巖排間距布置垂直或前傾方向向上的回釆扇形炮孔8，在切割巷外探礦巷道內(nèi)施工1 6 排半立面扇形炮孔6或平行炮孔；第四，按照采礦順序的要求，開展切割、回采工作以 及探礦巷道內(nèi)半立面扇形炮孔或平行炮孔裝藥爆破工作。
實施例l:某個生產(chǎn)礦山，礦體走向長240m、寬度45m、傾角45°，根據(jù)礦體的賦 存條件、形態(tài)，采用無底柱分段崩落釆礦法，階段高度為120m、分段高度為12m、進(jìn) 路間距為10m。當(dāng)采礦生產(chǎn)進(jìn)行到—138m -150m分段時，回采進(jìn)路3在分段平面上 按1—2—1的布局施工采準(zhǔn)進(jìn)路，探礦巷道施工進(jìn)度超前于其他巷道，探礦巷道掘出礦 巖邊界線2m左右；根據(jù)巷道掘進(jìn)所揭露的礦巖邊界線確定切割巷道的位置，切割巷道 位置上方礦體高度約為一個分段(當(dāng)?shù)V體傾角較緩時，切割巷道的位置上方礦體高度可 小一些)，開展切割巷道的掘進(jìn)工作；根據(jù)礦山生產(chǎn)工藝、參數(shù)的要求，在切割巷道內(nèi) 按排間距1.5m、孔間距1.0m、直徑110mm的參數(shù)設(shè)置垂直向上的切割炮孔5，在回采 進(jìn)路內(nèi)按排間距2.0m、孔底距2.6m、直徑78mm的參數(shù)設(shè)置方向向上的回采扇形炮孔 8，在切割巷外探礦巷道內(nèi)按排間距2.5m、孔底距3.0m、直徑110mm的參數(shù)施工半立 面扇形炮孔6;在該分段回采生產(chǎn)階段，按照采礦生產(chǎn)工藝和順序的要求，首先在切割 巷道內(nèi)進(jìn)行拉切割槽的裝藥爆破工作，當(dāng)切割槽長度達(dá)到12~14m、回采進(jìn)路具備爆破 條件后，開始回采進(jìn)路內(nèi)的退采工作，隨著切割槽長度的增加，可以正常退釆的進(jìn)路數(shù) 增多；在拉切割槽的過程中，當(dāng)切割工作由一條探礦巷道到達(dá)下一條探礦巷道時，在探 礦巷道內(nèi)按照由切割巷道向礦巖邊界線的順序進(jìn)行半立面扇形炮孔的裝藥爆破工作(可
6逐排爆破，也可多排爆破)，經(jīng)爆破破碎的三角柱礦體9在本分段不能回收的轉(zhuǎn)入下一 個分段回收。
實施例2:大型地下鐵礦山，見礦標(biāo)高為一89m。在一186m以上，礦體平面投影呈 NE20°方向，礦體走向長300m、傾角45° 60°、厚度變化較大。根據(jù)礦體的賦存條件， 采用無底柱分段崩落采礦法，分段高度為12m、進(jìn)路間距為10m。第一分段為一90 — 100m，作為礦山生產(chǎn)初期的放頂分段，第二分段為一100 一112m，承擔(dān)礦山正常的采 礦生產(chǎn)任務(wù)。在開采—100 一112m分段礦石時，按照傳統(tǒng)的做法將所有的回采進(jìn)路全 部掘出礦體，切割巷道布置在上盤礦巖邊界上，給采準(zhǔn)掘進(jìn)、回釆鑿巖、回采爆破等工 作帶來了很多的麻煩，因此在采礦生產(chǎn)中出現(xiàn)了巷道冒頂片幫嚴(yán)重、回采初期出巖量大 等問題。為了改變這種狀況，將對一112~—125m、 —125~—138m分段按1一2—1的布 局開展回采進(jìn)路的掘進(jìn)工作，用作探礦的巷道超前于其他進(jìn)路施工出礦巖邊界線1 2m， 根據(jù)探礦巷道所揭露的礦巖邊界線將上盤切割巷道1布置在礦體以內(nèi)，上盤切割巷道上 方礦體的高度為10~12m，在上盤切割巷道內(nèi)按照2.0m的排間距施工切割炮孔5，炮孔 直徑為U0mm、孔間距為0.8~1.0m，在切割巷道以外的探礦巷道中施工2~3排平行炮 孔，炮孔直徑為110mm、炮孔排間距為2.5~3.0m,炮孔在高度方向上控制一個分段的 范圍。在回采工作階段，按照釆礦生產(chǎn)工藝和順序的要求，首先在切割巷道內(nèi)進(jìn)行拉切 割槽的裝藥爆破工作，當(dāng)切割槽長度具備一條回采進(jìn)路的爆破條件后，開始在回采進(jìn)路 內(nèi)進(jìn)行正常的退采工作，隨著切割槽長度的增加，正常退采的進(jìn)路數(shù)不斷增多。在拉切 割槽的過程中，當(dāng)切割工作由切割巷道外一條探礦巷道到達(dá)下一條探礦巷道時，在探礦 巷道內(nèi)按照由切割巷道向礦巖邊界線的順序進(jìn)行半立面扇形炮孔的裝藥爆破工作，經(jīng)爆 破破碎的三角柱礦體9轉(zhuǎn)入下一個分段回收。
采用本發(fā)明后可達(dá)以下效果(1)在一112~—125m、 一125~—138m分段回采初期， 不需要大量出巖石來滿足補償空間的要求；(2)在切割巷道以外的探礦巷道內(nèi)施工炮孔簡 單易行，可以較好的破碎上盤殘留的三角柱礦體9; (3)切割巷道的穩(wěn)定性較好，減少了 噴射混凝土支護(hù)費用；(4)按1一2—1的布局施工回采進(jìn)路，減少了采準(zhǔn)掘進(jìn)工程量，經(jīng) 濟(jì)效益明顯；(5)在下一個分段回收上分段殘留的三角柱礦體9，提高了鐵礦石回收率。
權(quán)利要求
1、傾斜礦體上盤礦石回收方法，其特征是包括以下步驟在開采傾斜礦體時，回采進(jìn)路按上盤探礦巷道—礦巖邊界線—上盤切割巷道的施工布局，將探礦巷道掘出礦巖邊界線1.5～3米，將上盤切割巷道布置在礦巖邊界線以內(nèi)，以上盤切割巷道的位置上方礦體高度為一個分段，沿上盤切割巷道的方向布置垂直向上的切割炮孔，在退采方向上按照崩礦步距、鑿巖排間距布置垂直或前傾方向向上的回采扇形炮孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜礦體上盤礦石回收方法，其特征是當(dāng)?shù)V體傾角在 30°~45°，上盤切割巷道的位置上方礦體高度小于一個分段。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜礦體上盤礦石回收方法，其特征是鑿巖排間距為 1.5~3.0m，崩礦步距一般為L5 4.5m，后者與前者成整數(shù)倍的關(guān)系。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜礦體上盤礦石回收方法，其特征是當(dāng)傾斜礦體的上盤 傾角在30°~60°范圍內(nèi)時，以鄰近傾斜礦體上盤礦巖邊界線的切割炮孔為基準(zhǔn)，在上盤 切割巷道外施工1~6排半立面扇形炮孔或平行炮孔，炮孔的控制范圍超出礦巖邊界線 1 2m。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的傾斜礦體上盤礦石回收方法，其特征是炮孔深度與分 段高度匹配，在形成切割空間后按退采順序的反方向逐排爆破，將三角柱礦體破碎。
全文摘要
本發(fā)明涉及傾斜礦體上盤礦石回收方法，主要解決現(xiàn)有傾斜礦體上盤礦石回收中存在的礦石回收量少，采礦難度大，以及生產(chǎn)效率不高等技術(shù)問題。本發(fā)明在開采傾斜礦體時，回采進(jìn)路按上盤探礦巷道—礦巖邊界線—上盤切割巷道的施工布局，將探礦巷道掘出礦巖邊界線1.5～3米，將上盤切割巷道布置在礦巖邊界線以內(nèi)，以上盤切割巷道的位置上方礦體高度為一個分段，沿上盤切割巷道的方向布置垂直向上的切割炮孔，在退采方向上按照崩礦步距、鑿巖排間距布置垂直或前傾方向向上的回采扇形炮孔。本發(fā)明適合于傳統(tǒng)的無底柱分段崩落采礦法、大間距無底柱采礦新技術(shù)。
文檔編號E21C41/22GK101424186SQ20071009419
公開日2009年5月6日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者李學(xué)海, 范慶霞 申請人:寶鋼集團(tuán)上海梅山有限公司