[发明专利]空场—崩落组合采矿方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下采矿工艺技术领域，特别是一种适用于开采矿体倾角60°-90°之间、厚度在10m以内矿物的空场-崩落组合采矿方法。

背景技术

目前，开采急倾斜中厚矿体普遍使用浅孔留矿法，特别是在矿体赋存条件复杂的中小矿山应用较多。该方法具有工艺、设备简单，生产管理方便，工人易掌握等优点。但是这种方法矿柱回采的工艺复杂、效率低、作业成本高，回收率低，贫化率高，造成矿产资源永久损失在地下而无法进行二次回收。而对于急倾斜的中厚体，目前使用无底柱分段崩落法的矿山也比较普遍。该方法选择大型无轨液压设备，使用中深孔落矿、端部出矿，回采安全，生产能力大。但是由于回采时受斜壁影响过大，矿石损失贫化较大。对比以上两种采矿方法各有优缺点，如何取长补短，实现两种采矿方法技术互补，达到安全高效回采是采矿工作者梦寐以求的理想。

发明内容

本发明的目的是充分利用无底柱分段崩落法和浅孔留矿法贫化率低、回收率高、安全、生产易于管理的综合技术优势，设计出一种新型采矿方法即空场-崩落组合采矿方法。该方法主要是在采场顶板预留顶柱下面凿岩落矿、端部控制出矿为特征的开采方案。适用于开采矿体倾角在60°-90°之间、厚度在10m以内矿物，以达到安全、经济、高效回采矿物之目的。

本发明是通过下述技术方案来实现的。它适用于开采矿体倾角60°-90°之间、厚度在10m以内矿物的一种空场-崩落组合采矿方法。

按照本发明，每个采矿矿块是由顶柱、以及沿矿体走向布置的空场落矿分段及其巷道、崩落回收分段及其巷道、溜矿井等组成。

本发明下一空场落矿分段回采滞后上一分段5～10m，空场落矿分段出矿到端部口微敞空为止；崩落回收分段按崩落体、残留体总体形态与放出体形态相符原理设计沿脉回采进路的位置，放矿到截止品位；作业地点需要离开块体落地点边缘5m以上，对与采空区相通的巷道进行封堵，封堵的方法是堆置废石，废石堆置长度为6～8m。

所述的沿矿体走向布置的空场落矿分段为1-3个、崩落回收分段1个、溜矿井1个。

首先根据矿体的赋存条件进行采矿结构参数的设计，设备选型等。包括阶段高度、矿块长度、宽度(水平厚度)、顶柱厚度、分段高度、空场落矿分段巷道、崩落回收分段及其巷道、溜井的位置以及设备选型和配套设施等。矿块参数主要取决于矿岩物理力学性质。对顶柱厚度的基本要求是能够形成空场，应当在上盘围岩临近冒落时自然冒落，使冒落矿量堆积于采场内残留矿量之上，成为崩落回收分段巷道的可回收矿量。整个采矿作业是这样进行的：所有的分段均钻凿上向立面扇行炮孔，第一空场落矿分段首先进行切割、回采，下一空场落矿分段回采滞后上一分段5～10m，各分段实行控制出矿，回采矿石由运矿设备运至溜井，每个空场落矿分段出矿到端部口微敞空为止，崩落回收分段是按崩落体、残留体总体形态与放出体形态相符原理设计沿脉回采进路的位置，放矿到截止品位。考虑到安全，各作业地点需要离开块体落地点边缘5m以上，对与采空区相通的巷道进行封堵，封堵的方法是堆置废石，废石堆置长度为6～8m。

本发明的有益效果是：该开采方案具有工艺简单，生产安全、成本低、易于管理，生产效率高，损失贫化低等优点。本实施例矿块矿石回采率由50％左右提高到75％；矿石贫化率控制在15％以下；采场生产能力由目前的200吨/天提高到350吨/天。随着容易开采的厚大矿体的逐步减少，对薄矿体高效开采的要求越来越迫切，该方法在国内外采矿技术具有很强的竞争力，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明的采矿方法采场结构图。

图2为采矿方法回采顺序示意图。

图3为采矿方法回采落矿示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明每个采矿矿块是由顶柱、以及沿矿体走向布置的空场落矿分段及其巷道、崩落回收分段及其巷道、溜矿井等组成。

本发明下一空场落矿分段回采滞后上一分段5～10m，空场落矿分段出矿到端部口微敞空为止；崩落回收分段按崩落体、残留体总体形态与放出体形态相符原理设计沿脉回采进路的位置，放矿到截止品位；作业地点需要离开块体落地点边缘5m以上，对与采空区相通的巷道进行封堵，封堵的方法是堆置废石，废石堆置长度为6～8m。

所述的沿矿体走向布置的空场落矿分段为1-3个、崩落回收分段1个、溜矿井1个。

覆盖岩层1 顶柱2 炮孔3 空场落矿分段及其巷道4 空区5 崩落矿石6崩落回收分段巷道7 出矿设备联络巷8 溜井9 下盘运输平巷10 穿脉11 上盘运输平巷12。该矿体倾角72°，厚度(水平厚度)10m。该参数主要取决于矿岩物理力学性质。对顶柱厚度的基本要求是能够形成空场，应当在上盘围岩临近冒落时自然冒落，使冒落矿量堆积于采场内残留矿量之上，成为崩落回收分段巷道7的可回收矿量。经试验，矿块顶柱厚度取3.0m，宽度(水平厚度)10m，矿块长度100m(空场暴露面积控制在600m²-1200m²以内)，2个空场落矿分段布置一个崩落回收分段，各分段高度h取15m，阶段高度H取63m。矿块采准完成后，空场落矿分段巷道4、崩落回收分段巷道7，均钻凿直径￠60mm、上向立面扇行中深孔炮孔3，孔底距为1.5m，抵抗线为1.5m，崩矿步距为3.0m。采用2#岩石硝氨炸药，非电导爆管孔底起爆，孔间与排间实行微差爆破，填塞长度为0.8-1m，崩矿量7t/m。从第一空场落矿分段首先进行切割、凿岩、爆破落矿、回采出矿，采出的矿石实行控制放矿，并由出矿设备经空场落矿分段巷道4、出矿设备联络巷8，运至溜井9，再经穿脉巷道11、下盘运输平巷10、或上盘运输平巷12运至地表或主溜井。下一空场落矿分段回采滞后上一分段5～10m。每个空场落矿分段出矿到端部口微敞空为止。由于受上一矿块覆盖岩层1的影响，各空场落矿分段在出矿初期是在覆岩下进行的，当出矿到一定距离后，在矿块顶柱2作用下，也就是上一矿块覆盖岩层1达到自然安息角后，各空场落矿分段巷道4是在空区5内出矿，克服了覆岩下出矿。各空场落矿分段巷道4出矿结束后，崩落回收分段巷道7开始出矿，本分段是在覆盖岩层1下出矿，除回收各空场落矿分段4遗留的崩落矿石6和本分段矿石外，还要回收靠自然冒落的顶柱2的矿石。考虑到空区5内矿块顶柱2和矿体上盘岩石随时有可能自然冒落的可能，特别是在最后一个崩落回收分段巷道7，冒落冲击气浪足可以对人身、设备造成严重伤害，因此作业地点需要离开块体落地点边缘5m以上，才能满足人身安全需要。同时为确保回采安全，对与采空区5相通的巷道进行封堵，封堵的方法是堆置废石，废石堆置长度为6～8m；严禁出矿口放空，留下散体将工作面和空区隔离开来，以此确保生产安全。