[发明专利]一种分段采矿方法

说明书

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，尤其涉及一种分段采矿方法。

背景技术

从世界矿业发展的趋势看，大规模高效开采成为采矿业的必然选择。地下矿山的传统开采方法，通常是将矿体划分为矿房、矿柱，首先回采矿房，矿房回采完毕后形成地下空间，用尾砂或废石加水泥进行充填，以保持矿岩的稳定，矿房充填后再回采矿柱。

高原采矿（海拔4000ｍ以上）的矿山多在南美秘鲁、玻利维亚等国家，如秘鲁的Pallca矿，海拔3800-5000m、Antamina铜锌矿，海拔4200m。我国已投入生产运营海拔3000m以上的矿山主要分布在青藏高原及云贵高原。如青海的锡铁山、云南的羊拉铜矿（3100-3800m）、四川西部的马脑壳金矿、甘肃镜铁山铁矿等。在西藏地区曾开采海拔4600-4800m的东风铬铁矿、红旗铬铁矿等。现运行的高原矿山，大多为露天开采矿山。地下开采的矿山采矿方法一般为中深孔分段凿岩的阶段空场法或分段崩落法，分段高度10-12m，生产规模较小。

大直径深孔采矿效率高，采场生产能力大，在大型矿山广泛应用。大直径地下采矿方法有：VCR法，阶段空场嗣后充填法等，一般采用阶段平行深孔、扇形方式或集束孔形式布置炮孔。深孔阶段空场采矿在落矿前需进行切割井、切割槽的低效率辅助工程作业。同时，在矿房回采过程中，爆破造成了较大的损伤，从而使得矿柱回采安全收差、效率低、成本高，矿石资源损失量大。VCR法可采用下向分层落矿，特别是集束孔球形药包爆破时，可实现高分层落矿。

高海拔条件下气压低、空气含氧量低、温差大、冬季严寒等恶劣环境，人员及设备的效率严重降低，大直径炮孔凿岩的深度受到限制，传统的阶段开采方法很难实现规模化高效采矿。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种分段采矿方法，该方法能够对高原矿进行大规模高效开采。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种分段采矿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将矿体划分为盘区与中段，盘区内划分矿块，矿块再划分为矿房与间柱，矿体在高度方向划分为中段，每个中段内，再划分分段；其中，中段高度50-60m，分段高度14-20m,矿块长80-100m，宽50-60m，矿块中矿房长60-80m，矿房宽25-30m，矿柱宽25-30m；

(2)回采矿房单元：

采用分段空场法回采，集束孔双向组合漏斗爆破方式落矿，回采矿房的步骤是：

(21)在矿房的各分段开挖一个凿岩硐室；

(22)在凿岩硐室中，向下钻凿大直径集束孔直到下分段顶板或拉底空间的顶板；

(23)在矿房底部开挖出矿巷道，在矿房底部拉底，形成拉底空间，然后从下至上回采每一个分段；

(24)崩落的矿石从采场下部的巷道运出；

(3)对已采矿房进行胶结充填；

(4)回采间柱单元：与间柱单元两侧相邻的矿房单元回采并进行胶结充填后，进行间柱单元的回采：

(41)在间柱的各分段开挖一个凿岩硐室；

(42)在凿岩硐室中，向下钻凿大直径集束孔直到下分段顶板或拉底空间的顶板；

(43)在间柱底部开挖出矿巷道，在间柱底部拉底，形成拉底空间，然后从下至上回采每一个分段；

(44)崩落的矿石从采场下部的巷道运出。

(5)对已采间柱进行水沙充填。

    根据上述的采矿方法，其特征在于，在上述回采矿房单元和回采间柱单元的步骤中，在分段凿岩硐室的每个炮孔中分上下两段装入炸药，炮孔中部用砂子堵塞分隔上下两段炸药，炮孔孔口、孔底用砂子堵塞；并且采用集束孔双向组合漏斗爆破实现分段一次性落矿。

    根据上述的采矿方法，其特征在于，集束孔分段爆破是采用N个直径为d的单孔所组成的集束孔，其所等效单孔直径D按下式计算：D=                                                ，利用2－4束具有更大当量直径的集束孔的球形药包形成组合漏斗爆破，漏斗深度6-8m；炮孔中部用砂子堵塞分隔上下两段炸药，分隔堵塞长度2.5-4m，炮孔孔口、孔底用砂子堵塞，堵塞长度2.5-4m，炮孔中部用砂子堵塞分隔的上下两段炸药，分别形成两个集束孔组合漏斗爆破。

根据上述的采矿方法，其特征在于，在爆破时，炮孔中的上下两个集束孔组合漏斗同时起爆。且分段崩落集束孔组合漏斗爆破分别指向上部凿岩硐室和下部已采空区两个方向。

根据上述的采矿方法，其特征在于，步骤(3)的胶结充填包括：