一種緩傾斜薄-中厚礦體的新型采礦方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的緩傾斜薄-中厚礦體的采礦方法，是將一個(gè)采場(chǎng)內(nèi)的礦體分為兩個(gè)采場(chǎng)區(qū)域分步驟回采；首先，使用無(wú)底柱分段崩落法對(duì)采場(chǎng)區(qū)域（1）進(jìn)行回采，使用中深孔炮孔將礦體以單分段直接崩落；出礦后形成一定的空區(qū)作為采場(chǎng)區(qū)域（2）回采的自由面；然后，使用爆力運(yùn)搬采礦法對(duì)采場(chǎng)區(qū)域（2）進(jìn)行回采，垂直于礦體傾向布置扇形中深孔炮孔，中深孔炮孔分段裝藥，裝藥部分為礦體下盤(pán)邊界至孔底，以采場(chǎng)區(qū)域（1）回采形成的空區(qū)為自由面逐排進(jìn)行爆破，利用爆力將采場(chǎng)區(qū)域（2）內(nèi)的礦石拋擲至空區(qū)內(nèi)。本方法融合了無(wú)底柱分段崩落法與爆力運(yùn)搬法，減少了支護(hù)的難度和工作量，作業(yè)更加安全，采礦成本低，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】ー種緩傾斜薄-中厚礦體的新型采礦方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于礦山開(kāi)采工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及ー種適用于開(kāi)采緩傾斜薄-中厚礦體的新型采礦方法。
【背景技術(shù)】
[0003]緩傾斜薄-中厚礦體由于其固有的賦存條件給采礦帶來(lái)了許多困難，如礦石不能完全借助自重放出，開(kāi)采過(guò)程中易出現(xiàn)采切比大、回收率低、成本高等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外針對(duì)緩傾斜礦體的開(kāi)采方法主要有房柱法、全面法、底盤(pán)漏斗采礦法、充填法等。房柱法和全面法需要在采場(chǎng)內(nèi)留礦柱，礦石回收率較低，且直接在采空區(qū)作業(yè)，安全性差，需要進(jìn)行頂板支護(hù)，エ序復(fù)雜、工程量較大；底盤(pán)漏斗采礦法容易導(dǎo)致采切比大、采礦成本高等問(wèn)題；而充填法エ藝復(fù)雜、成本較高，對(duì)于非貴金屬緩傾斜薄-中厚礦床開(kāi)采來(lái)講，經(jīng)濟(jì)不合理。
[0004]緩傾斜薄-中厚礦體的開(kāi)采是世界公認(rèn)的采礦難題，礦巖穩(wěn)定性差則更增加了其開(kāi)采難度。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外緩傾斜薄-中厚礦體開(kāi)采的研究與實(shí)踐也不斷取得進(jìn)步，主要表現(xiàn)在:自動(dòng)化程度高的無(wú)軌自行采掘設(shè)備的使用極大提高了采礦的勞動(dòng)生產(chǎn)效率；支護(hù)技術(shù)的發(fā)展以及錨桿臺(tái)車(chē)、噴漿臺(tái)車(chē)、錨索和注漿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用提高了支護(hù)效率、改善了安全條件；先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用促使新型安全高效采礦方法的產(chǎn)生。本發(fā)明介紹ー種適用于開(kāi)采緩傾斜薄-中厚礦體的新型采礦方法，避免了直接在采場(chǎng)內(nèi)作業(yè)帶來(lái)的安全隱患，提高作業(yè)安全性，減小采場(chǎng)頂板支護(hù)的難度和工作量，降低了緩傾斜礦體開(kāi)采的采切工程量，改善了緩傾斜礦體出礦困難的問(wèn)題，使用無(wú)軌設(shè)備機(jī)械化作業(yè)，生產(chǎn)效率聞。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的是提出ー種緩傾斜薄-中厚礦體的新型采礦方法，該方法融合了無(wú)底柱分段崩落法與爆カ運(yùn)搬采礦法，克服了単一采礦方法的不足，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提出以下技術(shù)方案:
本發(fā)明的新型采礦方法回采緩傾斜薄-中厚礦體時(shí)，將ー個(gè)采場(chǎng)內(nèi)的礦體分為兩個(gè)區(qū)域分步驟回采。
[0007]首先，使用無(wú)底柱分段崩落法對(duì)采場(chǎng)區(qū)域I進(jìn)行回采。由于目標(biāo)礦體厚度不大，使用中深孔10將礦體以單分段直接崩落，出礦后形成I定的空區(qū)12作為采場(chǎng)區(qū)域2回采的
自由面。
[0008]然后，使用爆カ運(yùn)搬采礦法對(duì)采場(chǎng)區(qū)域2進(jìn)行回采，垂直于礦體傾向布置扇形中深孔10，炮孔分段裝藥，裝藥部分為礦體下盤(pán)邊界至孔底，以區(qū)域I回采形成的空區(qū)12為自由面逐排進(jìn)行爆破，利用爆カ將區(qū)域2內(nèi)的礦石拋擲至空區(qū)12內(nèi)。
[0009]在采場(chǎng)回采出礦結(jié)束后，采場(chǎng)鑿巖道5內(nèi)部分礦石將形成錐形礦石堆無(wú)法被鏟出，此部分礦石在下分段回采結(jié)束后在分段運(yùn)輸?shù)?內(nèi)向上分段鑿巖道5開(kāi)鑿溜礦小井11回收。
[0010]在采用本發(fā)明的緩傾斜薄-中厚礦體的新型采礦方法時(shí)，形成采場(chǎng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)要點(diǎn)如下:
采準(zhǔn)工程，所述采準(zhǔn)工程包括分段運(yùn)輸?shù)?、出礦進(jìn)路4和鑿巖道5。采準(zhǔn)工程布置在礦體下盤(pán)圍巖穩(wěn)定的區(qū)域，分段運(yùn)輸?shù)?沿礦體走向布置，垂直礦體走向掘進(jìn)出礦進(jìn)路4，出礦進(jìn)路4間距12?15m，在礦體底板下方3?5m處沿礦體走向掘進(jìn)鑿巖道5，鑿巖道5連通每條出礦進(jìn)路4。采準(zhǔn)工程巷道斷面寬X高為3.2mX 3.4m，利用Boomer臺(tái)車(chē)和鏟運(yùn)機(jī)機(jī)械化施工。
[0011]切割工程，所述切割工程主要包括切割天井8和切割橫巷9，切割天井8斷面
2.0mX2.0m，為垂直或斜天井。切割橫巷9是將出礦進(jìn)路4向前延伸。拉槽過(guò)程中在切割橫巷9內(nèi)施工數(shù)排上向孔，以切割天井8為自由面爆破后形成切割槽。
[0012]巷道的支護(hù)方式，所述支護(hù)方式主要采用預(yù)應(yīng)カ錨桿支護(hù)和注漿長(zhǎng)錨索支護(hù)。I般情況下，采用預(yù)應(yīng)カ錨桿支護(hù)可滿足穩(wěn)定性要求，錨桿長(zhǎng)2.4m,直徑18mm，支護(hù)網(wǎng)度1.5mX 1.5m，施加的預(yù)應(yīng)カ大于100KN。巷道交匯的T型岔ロ頂板暴露面積較大，增加注漿長(zhǎng)錨索支護(hù)，錨索長(zhǎng)6.0m,網(wǎng)度3.0mX 3.0m。若某些區(qū)域圍巖破碎或受爆破沖擊波影響出現(xiàn)圍巖松動(dòng)，采取補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，加掛鋼網(wǎng)，必要時(shí)使用木支護(hù)或鋼支架。
[0013]回采順序，所述回采順序?qū)Σ煌侄危陨隙禄夭?，上下分段采?chǎng)之間預(yù)留頂柱6 ;1個(gè)分段內(nèi)，每條出礦進(jìn)路4可視為I個(gè)采場(chǎng)，相鄰采場(chǎng)之間預(yù)留間柱7 ;分段的回采順序可從分段中間的采場(chǎng)向兩端回采，也可從分段的I端向另I端回采。
[0014]爆破落礦，采用扇形中深孔10爆破落礦，使用鑿巖臺(tái)車(chē)鉆孔，炮孔深度依情況而定，孔深I(lǐng)般不超過(guò)30m,孔徑76mm,孔底距2.0m,排距2.0m。
[0015]爆破后使用鏟運(yùn)機(jī)出礦，通過(guò)出礦進(jìn)路4以及相鄰的出礦進(jìn)路4進(jìn)入鑿巖道5出礦。出礦后期，鑿巖道5內(nèi)部分礦石最終將形成錐形礦石堆，無(wú)法被鏟出，利用溜礦小井11在下I分段回收。
[0016]采場(chǎng)通風(fēng)風(fēng)流走向?yàn)?新鮮風(fēng)經(jīng)分段運(yùn)輸?shù)赖?、出礦進(jìn)路4、鑿巖道5，沖洗工作面后，經(jīng)回風(fēng)天井抽出。獨(dú)頭工作面借助風(fēng)筒送風(fēng)/抽風(fēng)，以確保作業(yè)空氣質(zhì)量。
[0017]在采場(chǎng)回采初期，利用采場(chǎng)的頂柱6和間柱7支撐采場(chǎng)頂板，隨著回采面積的增カロ，采場(chǎng)頂板自然冒落，利用采場(chǎng)頂板的自然放頂管理地壓。
[0018]本發(fā)明的緩傾斜薄-中厚礦體的新型采礦方法的具體步驟如下:
1、在礦體下盤(pán)圍巖穩(wěn)固區(qū)域沿礦體走向掘進(jìn)分段運(yùn)輸巷道3，巷道斷面寬X高為3.2mX3.4m。巷道采用采用預(yù)應(yīng)カ錨桿支護(hù)，錨桿長(zhǎng)2.4m，直徑18mm，支護(hù)網(wǎng)度
1.5mXl.5m，施加的預(yù)應(yīng)カ大于100KN。
[0019]2、垂直分段運(yùn)輸?shù)?掘進(jìn)出礦進(jìn)路4，出礦進(jìn)路4間距12?15m，巷道斷面
3.2mX 3.4m。采用與分段運(yùn)輸?shù)?同樣的支護(hù)方式對(duì)出礦進(jìn)路4進(jìn)行支護(hù)；在分段運(yùn)輸?shù)?與出礦進(jìn)路4的T型岔ロ處采用注漿長(zhǎng)錨索支護(hù)，錨索長(zhǎng)6.0m,網(wǎng)度3.0mX3.0m，注漿水灰比0.35?0.4。
[0020]3、當(dāng)出礦進(jìn)路4掘進(jìn)至礦體下盤(pán)3?5m處，垂直于出礦進(jìn)路4布置鑿巖道5，巷道斷面寬X高為3.2mX 3.4m，鑿巖道5連通每條出礦進(jìn)路4，便于出礦。采用與分段運(yùn)輸?shù)?同樣的支護(hù)方式對(duì)鑿巖道5進(jìn)行支護(hù)。
[0021]4、每條出礦進(jìn)路4視為ー個(gè)采場(chǎng)，相鄰采場(chǎng)之間預(yù)留間柱7，上下分段之間的采場(chǎng)預(yù)留頂柱6，以達(dá)到控制地壓、防止廢石混入的目的?；夭身樞驈姆侄蔚闹虚g向兩端回采。
[0022]5、采用扇形中深孔10爆破進(jìn)行落礦。使用鑿巖臺(tái)車(chē)高效鉆孔，孔徑76mm，孔底距2.0m，排距2.0m。首先，使用崩落法對(duì)采場(chǎng)區(qū)域I進(jìn)行回采，在鑿巖道5內(nèi)施工切割橫巷9及切割天井8，在切割橫巷9內(nèi)施工數(shù)排上向孔，以切割天井8為自由面爆破后形成切割槽，為爆破提供自由面。采場(chǎng)區(qū)域I爆破出礦后形成空區(qū)12，為采場(chǎng)區(qū)域2爆破提供自由面。
[0023]6、對(duì)采場(chǎng)區(qū)域2進(jìn)行回采，垂直于礦體傾向布置扇形中深孔10，如圖4所示，炮孔分段裝藥，裝藥部分為礦體下盤(pán)邊界至孔底，如圖4實(shí)線部分，以采場(chǎng)區(qū)域I回采形成的空區(qū)12為自由面逐排進(jìn)行爆破，利用爆力將采場(chǎng)區(qū)域2內(nèi)的礦石拋擲至空區(qū)12內(nèi)。
[0024]7、每排炮孔爆破后及時(shí)出礦，為下ー排爆破提供自由面。使用鏟運(yùn)機(jī)通過(guò)出礦進(jìn)路4以及相鄰的出礦進(jìn)路4進(jìn)入鑿巖道5出礦。出礦后期，鑿巖道5內(nèi)部分礦石最終將形成錐形礦石堆，無(wú)法被鏟出，利用溜礦小井11在下一分段回收。
[0025]8、分段回采完畢后，在分段運(yùn)輸?shù)?內(nèi)向上分段鑿巖道5開(kāi)鑿溜礦小井11，通過(guò)溜礦小井11回收上分段鑿巖道5內(nèi)殘留的礦石堆。
[0026]與現(xiàn)有的緩傾斜礦體開(kāi)采方法相比，本發(fā)明具有以下特征與優(yōu)勢(shì):
(I)本采礦方法融合了無(wú)底柱分段崩落法與爆カ運(yùn)搬法，克服了単一采礦方法的不足，實(shí)現(xiàn)了不同采礦方法的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，為緩傾斜薄-中厚礦體的開(kāi)采提供了新思路。
[0027](2)此方法的巷道工程布置在礦體外部穩(wěn)定的圍巖內(nèi)，減少了支護(hù)的難度和工作量；工人無(wú)需直接暴露在采場(chǎng)內(nèi)作業(yè)，作業(yè)更加安全。
[0028](3)此方法的采準(zhǔn)切割エ藝簡(jiǎn)單、易于施工，采切工程量小，采礦成本低；爆カ運(yùn)搬將礦石拋擲至空區(qū)12內(nèi)，出礦進(jìn)路4出礦與鑿巖道5端部出礦，中段回采完開(kāi)鑿溜礦小井11回收上階段礦石，改善了緩傾斜礦體出礦難的問(wèn)題。
[0029](4)整個(gè)采礦過(guò)程可完全實(shí)現(xiàn)無(wú)軌設(shè)備機(jī)械化作業(yè)，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為緩傾斜礦體分區(qū)開(kāi)采示意圖，緑色區(qū)域?yàn)椴蓤?chǎng)區(qū)域1，藍(lán)色區(qū)域?yàn)椴蓤?chǎng)區(qū)域2。
[0031]圖2為本發(fā)明新型采礦法設(shè)計(jì)的主視圖1 -1。
[0032]圖3為主視圖11-1I的剖視圖。
[0033]圖4為主視圖1I1-1II的剖視圖，顯示爆カ運(yùn)搬采礦法的炮孔布置圖。
[0034]圖中
【權(quán)利要求】
1.ー種緩傾斜薄-中厚礦體的采礦方法，其特征在于，所述采礦方法在回采緩傾斜薄-中厚礦體時(shí)，將ー個(gè)采場(chǎng)內(nèi)的礦體分為兩個(gè)采場(chǎng)區(qū)域(I)和(2)，分步驟回采； 首先，使用無(wú)底柱分段崩落法對(duì)采場(chǎng)區(qū)域(I)進(jìn)行回采，使用中深孔炮孔將礦體以單分段直接崩落；出礦后形成一定的空區(qū)作為采場(chǎng)區(qū)域(2)回采的自由面； 然后，使用爆カ運(yùn)搬采礦法對(duì)采場(chǎng)區(qū)域(2)進(jìn)行回采，垂直于礦體傾向布置扇形中深孔炮孔，中深孔炮孔分段裝藥，裝藥部分為礦體下盤(pán)邊界至孔底，以采場(chǎng)區(qū)域(I)回采形成的空區(qū)為自由面逐排進(jìn)行爆破，利用爆力將采場(chǎng)區(qū)域(2)內(nèi)的礦石拋擲至空區(qū)內(nèi)； 在采場(chǎng)回采出礦結(jié)束后，在采場(chǎng)鑿巖道內(nèi)的部分礦石所形成錐形的礦石堆通過(guò)在分段運(yùn)輸?shù)纼?nèi)向上分段鑿巖道開(kāi)鑿的溜礦小井回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采礦方法，其特征在于，所述采礦方法的具體步驟如下: 1)在礦體下盤(pán)圍巖穩(wěn)固區(qū)域沿礦體走向掘進(jìn)分段運(yùn)輸巷道(3)，巷道采用采用預(yù)應(yīng)カ錨桿支護(hù)； 2)在垂直分段運(yùn)輸?shù)?3)掘進(jìn)出礦進(jìn)路(4)，采用與分段運(yùn)輸?shù)?3)同樣的支護(hù)方式對(duì)出礦進(jìn)路(4)進(jìn)行支護(hù)；在分段運(yùn)輸?shù)?3)與出礦進(jìn)路(4)的T型岔ロ處采用注漿長(zhǎng)錨索支護(hù)； 3)當(dāng)出礦進(jìn)路(4)掘進(jìn)至礦體下盤(pán):T5m處，垂直于出礦進(jìn)路(4)布置鑿巖道(5)，鑿巖道(5)連通每條出礦進(jìn)路(4);采用與分段運(yùn)輸?shù)?3)同樣的支護(hù)方式對(duì)鑿巖道(5)進(jìn)行支護(hù)； 4)每條出礦進(jìn)路(4)視為ー個(gè)采場(chǎng)，相鄰采場(chǎng)之間預(yù)留間柱(7)，上下分段之間的采場(chǎng)預(yù)留頂柱(6)，以達(dá)到控制地壓、防止廢石混入；回采順序從分段的中間向兩端回采； 5)采用扇形中深孔(10)爆破進(jìn)行落礦，使用鑿巖臺(tái)車(chē)鉆孔；首先，使用崩落法對(duì)采場(chǎng)區(qū)域(I)進(jìn)行回采，在鑿巖道(5)內(nèi)施工切割橫巷(9)及切割天井(8)，在切割橫巷(9)內(nèi)施工數(shù)排上向孔，以切割天井(8)為自由面爆破后形成切割槽，為爆破提供自由面；采場(chǎng)區(qū)域(I)爆破出礦后形成空區(qū)(12)，為采場(chǎng)區(qū)域(2)爆破提供自由面； 6)對(duì)采場(chǎng)區(qū)域(2)進(jìn)行回采，垂直于礦體傾向布置扇形中深孔(10)，中深孔(10)分段裝藥，裝藥部分為礦體下盤(pán)邊界至孔底，以采場(chǎng)區(qū)域(I)回采形成的空區(qū)(12)為自由面逐排進(jìn)行爆破，利用爆力將采場(chǎng)區(qū)域(2)內(nèi)的礦石拋擲至空區(qū)(12)內(nèi)； 7)每排炮孔爆破后及時(shí)出礦，為下ー排爆破提供自由面，使用鏟運(yùn)機(jī)通過(guò)出礦進(jìn)路(4)以及相鄰的出礦進(jìn)路(4)進(jìn)入鑿巖道(5)出礦；出礦后期，鑿巖道(5)內(nèi)部分礦石最終將形成錐形礦石堆，利用溜礦小井(11)在下一分段回收； 8 )分段回采完畢后，在分段運(yùn)輸?shù)?3 )內(nèi)向上分段鑿巖道(5 )開(kāi)鑿溜礦小井(11)，通過(guò)溜礦小井(11)回收上分段鑿巖道(5)內(nèi)殘留的礦石堆。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采礦方法，其特征在于，所述分段運(yùn)輸?shù)?3)、出礦進(jìn)路(4)和鑿巖道(5)布置在礦體下盤(pán)圍巖穩(wěn)定的區(qū)域，出礦進(jìn)路(4)間距12~15m，鑿巖道(5)連通每條出礦進(jìn)路(4);巷道斷面寬X高為3.2mX3.4m ;運(yùn)輸巷道(3)采用的預(yù)應(yīng)カ錨桿支護(hù)，其錨桿長(zhǎng)2.4m，直徑18mm，支護(hù)網(wǎng)度1.5mXl.5m，施加的預(yù)應(yīng)カ大于100KN ;出礦進(jìn)路(4)間距12~15m，巷道斷面3.2mX3.4m ;運(yùn)輸?shù)?3)與出礦進(jìn)路(4)的T型岔ロ處采用的注漿長(zhǎng)錨索支護(hù)的錨索長(zhǎng)6.0m，網(wǎng)度3.0) mX3.0m，注漿水灰比0.35~0.4。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采礦方法，其特征在于，所述步驟(5)中，切割天井(8)斷面.2.0mX2.0m，為垂直或斜天井；切割橫巷(9)是將出礦進(jìn)路(4)向前延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采礦方法，其特征在于，所述步驟(5)和步驟(6)所使用的扇形中深孔(10)的孔徑76mm,孔底距2.0m,排距2.0m,孔深不超過(guò)30m 。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采礦方法，其特征在于，所述采場(chǎng)通風(fēng)風(fēng)流走向?yàn)?新鮮風(fēng)經(jīng)分段運(yùn)輸?shù)赖?3)、出礦進(jìn)路(4)、鑿巖道(5)，沖洗工作面后，經(jīng)回風(fēng)天井抽出；獨(dú)頭工作面借助風(fēng)筒送風(fēng)/抽風(fēng)，以確保作業(yè)空氣質(zhì)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采礦方法，其特征在于，在所述采場(chǎng)回采初期，利用采場(chǎng)的頂柱(6)和間柱(7)支撐采場(chǎng)頂板，隨著回采面積的増加，采場(chǎng)頂板自然冒落，利用采場(chǎng)頂板的自然放頂管理地壓。
【文檔編號(hào)】E21C41/16GK103590831SQ201310598485
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】王貽明, 胡凱建, 吳愛(ài)祥, 黃明清, 王洪江, 韓斌, 尹升華, 艾純明, 周升平, 瑪?shù)┙? 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)