矿石自然裂隙分解方法技术

技术编号:20933613 阅读:37 留言:0更新日期:2019-04-20 14:23
本公开涉及矿石开采技术领域,具体提供了一种矿石自然裂隙分解方法,其包括基于勘探到的裂隙位置和走向在矿石上形成孔,孔连通裂隙;通过孔对裂隙中压送胀裂剂,胀裂剂在裂隙中产生胀开力以分解矿石。根据本公开提供的矿石自然裂隙分解方法,对矿体或矿石基体沿自然裂隙进行分解,避免开采中产生自然裂隙导致的矿石废料,提高成材率,并且矿石的分解难度大大降低,提高开采效率,同时胀裂剂采用自然资源,无污染且开采过程安全可靠。

Natural Fracture Decomposition Method of Ore

The present disclosure relates to the technical field of ore mining, and specifically provides a method for decomposition of natural fissures of ores, which includes forming holes and connecting fissures on ores based on the position and strike of the exploited fissures, and feeding expansion agents through the holes to the fissures under medium pressure to generate expansion force in the fissures to decompose ores. According to the natural fissure decomposition method of ore provided in the present disclosure, the ore body or ore matrix is decomposed along the natural fissure to avoid the ore waste caused by natural fissure in mining and improve the yield of ore. The difficulty of ore decomposition is greatly reduced and the mining efficiency is improved. At the same time, the fracturing agent uses natural resources, which is pollution-free and the mining process is safe and reliable.

【技术实现步骤摘要】
矿石自然裂隙分解方法
本公开涉及矿石开采
,具体涉及一种矿石自然裂隙分解方法。
技术介绍
目前对于矿石的开采主要包括爆破开采和非爆破开采两种方法,其中爆破开采是指通过安装在钻孔内的炸药爆破的方式实现石材的开采。爆破开采的方式产生大量的粉尘和噪音污染,并且对矿山的山体破坏较大,导致矿体中的石材产生碎裂,降低开采率,因此目前已经基本禁止爆破开采方法开采石材。非爆破开采包括机械切割或胀裂开采的方式,机械切割是指利用火焰切割或绳锯对石材矿体进行切割开采,这种方法对设备和场地要求高,开采效率低,无法应对大规模开采任务。机械切割逐层开采的方式都是按照人工预定的方向进行开采,通常采用水平分层的方式,这样往往与石材矿体中的自然裂隙的延伸方向不一致。导致开采中产生大量的碎石料,使得石材资源被浪费,降低了成材率。胀裂开采是指通过人工打入水平和垂直方向的钎孔,利用插入膨胀器或直接注入膨胀剂的方式开采石材,例如公开号CN107989616A、CN104695961A以及CN103061769B等中国专利申请公开了通过在矿体水平和竖直方向打孔,在孔内插入膨胀器或注入高压膨胀剂对石材进行开采的方法。这种方法虽然实现了石材的静态开采,但是开采方式仍然均是按照人工预定方向开采,并未考虑石材矿中存在的大量自然裂隙的延伸方向往往与开采方向不一致,仍会导致开采过程中产生大量的石材废料,降低开采效率,降低成材率。
技术实现思路
为解决石材矿体中的自然裂隙导致开采效率低、石材成材率低的技术问题,本公开提供了一种对石材矿体自然裂隙进行胀裂以提高石材成材率的矿石自然裂隙分解方法。本公开提供的矿石自然裂隙分解方法,包括:基于勘探到的裂隙位置和走向在矿石上形成孔,孔连通裂隙;通过孔对裂隙中输入胀裂剂,胀裂剂在裂隙中产生胀开力以分解矿石。胀裂剂为在对应工作环境下,具有可利用的体积膨胀能力的膨胀剂。通过孔对裂隙中压送胀裂剂,胀裂剂为在对应的工作环境下,具有可利用的粘性并具有可利用的流动性的物质。所述的方法还包括在低粘性物质的粘性失去作用后,而需要进一步加压胀裂时替换相对高粘性物质的步骤。所述的方法还包括在流动性的物质中掺入一定量骨料。所述的方法还包括对裂隙中物质的泄露位置处进行干燥封堵,以使得裂隙中在孔周围形成承压空腔。压送胀裂剂的压强为5~200MPa。本公开的技术方案,具有如下有益效果:1)本公开提供的矿石自然裂隙分解方法,基于勘探到的裂隙位置和走向对矿石进行打孔,使孔与裂隙连通,通过孔对裂隙中输入胀裂剂,利用胀裂剂在裂隙中产生胀开力以分解矿石,将矿石沿自然裂隙进行分解,有效避免自然裂隙导致矿石废料,提高开采效率和成材率。2)本公开提供了矿石自然裂隙分解方法,胀裂剂为在对应工作环境下,具有可利用的体积膨胀能力的膨胀剂,利用膨胀剂自身的膨胀能力对裂隙实现静态胀裂,胀裂剂的胀裂能力更容易控制。3)本公开提供的矿石自然裂隙分解方法,通过孔对裂隙中压送胀裂剂,胀裂剂为在对应的工作环境下,具有可利用粘性并具有可利用的流动性的物质,利用流体的粘性力对矿石裂隙进行胀开,石材静态开采无污染且减少碎屑,提高石材利用率使得开采成本低。4)本公开提供的矿石自然裂隙分解方法,在较低粘性的物质的粘性失去作用后,进一步对自然裂隙中输送相对高粘性物质,以保证对不同缝隙状态的石材均可完成分解,提高本方法的适用范围。5)本公开提供的矿石自然裂隙分解方法,当裂隙涨开一定程度后,在流动性物质中掺入一定量的骨料,使得物质在裂隙中产生堵塞,在孔周围形成承压空腔,进一步提高本方法的适用范围,使得石材完全分解。6)本公开提供的矿石自然裂隙分解方法,对裂隙中输入的物质泄漏时,对泄漏位置处进行干燥封堵,以使得裂隙中在孔周围形成承压空腔,从而使得物质在裂隙中进一步产生胀开力以使矿石完全分解。附图说明为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本公开的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本公开矿石自然裂隙分解方法的流程图;图2是根据本公开矿石自然裂隙分解方法中物质替换的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述。本公开提供的矿石自然裂隙分解方法,用以对矿体或矿石基体中的自然裂隙进行裂解,需要说明的是,岩石系硬脆性材料具有抗拉强度远小于抗压强度的明显特点,有鉴于此,本公开提供的分解方法对矿石自然裂隙进行胀裂分解的过程正是克服矿石的抗拉强度,因此分解难度大大降低,开采效率随之提高。图1中示出了本专利技术一些实施方式的分解方法的流程示意图。如图1所示,本公开的矿石自然裂隙分解方法包括以下步骤:S10、基于勘探到的裂隙位置和走向在矿石上形成孔,孔连通裂隙;S20、通过孔对裂隙中输入胀裂剂,胀裂剂在裂隙中产生胀开力以沿裂隙分解矿石。具体而言,在利用本公开方法对矿石分解前,利用现有技术中的勘探手段对待分解的矿石进行勘探,以确定矿体内的自然裂隙的位置以及走向,在一个示例性的实施方式中,可利用现有的超声波探伤仪对矿石进行内部裂隙的勘探,基于勘探到裂隙的位置和走向在矿石上进行打孔,使孔连通至裂隙位置处,孔用于对裂隙中输料。通过矿石上开设的孔对裂隙中输入胀裂剂,胀裂剂利用压力和自身特性对裂隙周围的岩体产生胀开力,使得岩体沿裂隙产生分解,本公开提供的矿石分解方法,沿裂隙分解矿石,能使矿石基体快速胀裂,从而对分解后的矿石进行进一步成材加工,避免开采过程中自然裂隙导致开采后的矿石产生碎料和废料,提升成材率,同时减少开采过程中的污染,使开采过程更加安全可靠。在一些实施方式中,胀裂剂为在对应工作环境下,具有可利用的体积膨胀能力的膨胀剂,膨胀剂是一种可以通过理化反应引起体积膨胀的材料,通过膨胀剂的体积膨胀从而对岩体产生胀裂作用,例如胀裂剂可以为现有技术中的混凝土膨胀剂、耐火材料膨胀剂等,利用膨胀剂对裂隙胀裂可实现周期可控、膨胀率可控,开采效率高。在另一些实施方式中,胀裂剂为在对应工作环境下,具有可利用粘性并具有可利用流动性的物质,在对裂隙胀裂的过程中,通过高压输送装置对裂隙中压送胀裂剂。具体而言,胀裂剂可以为流体、半流体、以及糊状物等具有流动性的物质,无需膨胀剂材料,降低成本。例如在一些具体实施中,胀裂剂可采用空气、水蒸气等气体,气体在高压高速状态下具有不可忽略的粘性作用,通过输气装置对裂隙中输入高压气体,由于石材矿体中裂隙的间隙较细,使得孔周围产生较大的压力梯度,从而气体的粘性作用也可在裂隙中产生足够大的胀开力,以使矿石沿裂隙位置快速分解。然而本领域技术人员应当理解,上述示例仅用于对本公开技术方案进行说明,并不用于限制本公开,胀裂剂还可选用其它任何适于应用的物质,本公开不在赘述。本公开提供的分解方法还包括在低粘性物质的粘性失去作用后,而需要进一步加压胀裂时替换相对高粘性物质。其具体为,如图2中所示,在一些实施方式中,其具体包括以下步骤:S21、对裂隙中压送气体,以胀开所述裂隙;S22、对胀开后的裂隙中压送液体,以进一步胀开裂隙;S23、对胀开后的裂隙中压送糊状物,以分解矿石。需要说明的是,流体在裂隙中流动的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿石自然裂隙分解方法,其特征在于,包括:基于勘探到的裂隙位置和走向在所述矿石上形成孔,所述孔连通所述裂隙;通过所述孔对所述裂隙中输入胀裂剂,所述胀裂剂在所述裂隙中产生胀开力以分解所述矿石。

【技术特征摘要】
1.一种矿石自然裂隙分解方法,其特征在于,包括:基于勘探到的裂隙位置和走向在所述矿石上形成孔,所述孔连通所述裂隙;通过所述孔对所述裂隙中输入胀裂剂,所述胀裂剂在所述裂隙中产生胀开力以分解所述矿石。2.根据权利要求1所述的矿石自然裂隙分解方法,其特征在于,所述胀裂剂为在对应工作环境下,具有可利用的体积膨胀能力的膨胀剂。3.根据权利要求1所述的矿石自然裂隙分解方法,其特征在于,通过所述孔对所述裂隙中压送所述胀裂剂,所述胀裂剂为在对应的工作环境下,具有可利用的粘性并具有可利用的流动性的物质。4...

【专利技术属性】
技术研发人员:王斌坚
申请(专利权)人:能诚集团有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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