自然崩落采矿法制造技术

本发明专利技术公开了一种自然崩落采矿法，该方法包括：(1)在矿体下盘底部形成第一采矿层，第一采矿层包括自下而上布置的第一出矿水平、底部结构和第一拉底水平；(2)在第一采矿层上部且沿矿体下盘的倾斜面阶梯向上形成至少一个第二采矿层，每个第二采矿层均设有第二出矿水平；(3)通过第一拉底水平和第二出矿水平分别对第一采矿层和第二采矿层进行拉底，以便分别在各个采矿层形成拉底空间；(4)对拉底空间上部的矿体进行自然崩落，以便进行矿体回采；(5)重复步骤(1)‑(4)，以便完成对整个矿体的开采。该方法适用于倾斜及缓倾斜矿体，能充分回收下盘的矿石，大幅提高矿体开采效率和矿石回收率，降低矿山生产成本并提高生产安全。

Natural caving mining

【技术实现步骤摘要】
自然崩落采矿法
本专利技术属于采矿领域，具体而言，涉及自然崩落采矿法。
技术介绍
自然崩落采矿是一种安全、高效并可实现大规模连续出矿的采矿方法，该采矿方法主要适用于厚大、节理裂隙相对发育且陡倾角矿体的开采。目前世界范围内采用自然崩落法开采的矿山约有50多座，主要分布在美国、澳大利亚、加拿大、智利、南非、中国等国家，国内应用矿山主要有铜矿峪铜矿和普朗铜矿。自然崩落采矿结构形式主要由底部结构以及位于其上的拉底水平和位于其下的出矿水平三大部分组成。底部结构的形式可以是漏斗型，也可以是槽型，其作用是集矿并为崩落破碎矿石运出提供通道，同时保障出矿水平的安全稳定。通常在紧邻底部结构的上部矿体中开展拉底工程，拉底工程形成的空区通常呈水平状，其作用是为上部矿体崩落提供自由面和空间。出矿水平通常包括装矿进路和出矿巷道，由装矿进路连接出矿巷道和底部结构聚矿漏斗(或聚矿槽)，装矿进路与出矿巷道为平面布置形式。现有平面布置放矿点的自然崩落采矿法主要缺点有：对矿体的形状要求较高，仅适用于垂直或倾角很大的矿体，不适用倾斜矿体，否则大量的下盘矿体难以回采；只有一层放矿点，回采过程中难以直接观测崩落顶板的发展情况，在安全上具有一定的风险；矿体形成崩落后随着向上发展，可能会由于拱脚根部受破碎矿石挤压以及水平构造应力的影响易形成稳定的自然拱，造成上部矿体崩落中止。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种自然崩落采矿法，该方法与常规的自然崩落法相比，不仅适用于倾斜矿体和缓倾斜矿体，还能充分回收下盘的矿石，大幅提高倾斜矿体的开采效率和矿石回收率，有效降低矿山生产成本并提高矿山生产安全。根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提出一种自然崩落采矿法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)在矿体下盘底部形成第一采矿层，所述第一采矿层包括自上而下布置的第一出矿水平、底部结构和第一拉底水平；(2)在所述第一采矿层上部且沿所述矿体下盘的倾斜面阶梯向上形成至少一个第二采矿层，每个所述第二采矿层均设有第二出矿水平；(3)通过所述第一拉底水平和所述第二出矿水平分别对所述第一采矿层和所述第二采矿层进行拉底，以便分别在各个采矿层形成拉底空间；(4)对所述拉底空间上部的矿体进行自然崩落，以便进行矿体回采；(5)重复步骤(1)-(4)，以便完成对整个矿体的开采。根据本专利技术上述实施例的自然崩落采矿法，可以根据矿体产状沿矿体下盘的倾斜面设置多层采矿层，其中，位于最底层的第一采矿层采用传统的自然崩落法采矿结构，分别布置有独立的底部结构和拉底水平；而位于第一采矿层上部的第二采矿层则取消底部结构，同时采用出矿水平和拉底水平合并的模式，利用出矿巷道作为拉底巷道进行拉底，并利用出矿巷道进行端部出矿，随着拉底工作的持续推进以及破碎矿石的不断运出，逐渐形成倾斜状的拉底空间，为上部矿体崩落提供自由空间，以便实现矿体的回采。该方法与常规的自然崩落法相比至少具有以下优点：(1)该方法不仅可以形成倾斜状的拉底空间，而且还可人为控制拉底空间的倾斜度，从而能够更有利于矿石的自然崩落；(2)该方法适用于缓倾斜至急倾斜的矿体和厚大矿体，尤其是传统自然崩落采矿法不适用的50°倾角以下倾斜矿体，扩大了自然崩落法在倾斜矿体中的使用范围，有效解决了倾斜低品位矿床的开发难题；(3)该方法不仅可以大幅提高矿山生产效率和下盘矿石回采率，而且第二采矿层节省了大量的底部结构工程，可有效降低矿山生产成本并提高矿山效益；(4)可以通过上部采矿层直接观测矿石崩落顶板的发展情况，避免生产中出现空气冲击波事件，提高矿山生产安全；(5)可利用不同采矿层的拉底工程，有效扩大崩落范围，削弱崩落拱角的稳定性，确保崩落可持续稳定发展。另外，根据本专利技术上述实施例的自然崩落采矿法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述矿体为倾斜矿体，所述倾斜矿体的倾角为30～60度，优选30～45度。在本专利技术的一些实施例中，相邻两个所述采矿层之间的层间距分别独立地为15～20m，每层所述采矿层沿所述矿体下盘至上盘方向的水平距离分别独立地为10～20m。在本专利技术的一些实施例中，所述第一采矿层的放矿点平面布置，多个所述第二采矿层的放矿点沿所述矿体下盘的倾斜方向布置，多个所述第二采矿层分别独立地通过出矿巷道进行端部出矿。在本专利技术的一些实施例中，每层所述采矿层的出矿水平分别独立地设有出矿巷道通往矿体，同一所述采矿层内的出矿巷道通过脉外巷道连接，各个所述采矿层的出矿巷道分别与矿石溜井连通。在本专利技术的一些实施例中，同一出矿水平中，相邻两个出矿巷道的之间的间距为10～20m。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，对所述第二采矿层进行拉底是按照如下步骤进行的：(3-1)以所述第二采矿层中的出矿巷道作为拉底巷道，在所述第二采矿层的出矿巷道端部开凿切割天井；(3-2)以所述切割天井为自由空间形成垂直于所述第二采矿层出矿巷道的切割槽；(3-3)在所述第二采矿层的出矿巷道中设置多排上向扇形炮孔，通过所述上向扇形炮孔逐排爆破形成拉底空间。在本专利技术的一些实施例中，所述上向扇形炮孔的排间距为1.5～2m。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，所述拉底自上而下逐层推进；或者，所述拉底自下而上逐层推进且相邻两个所述采矿层中上层爆破作业面超前下层爆破作业面。在本专利技术的一些实施例中，所述上层爆破作业面超前所述下层所述爆破作业面的距离为1～2排上向扇形炮孔。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，对同一所述采矿层进行拉底时，所述拉底从所述矿体中部向所述矿体走向的两端推进或从所述矿体走向一端向另一端推进。在本专利技术的一些实施例中，所述矿体包括多个中段，每个所述中段的开采分别独立地通过重复步骤(1)-(4)完成。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的以斜面方式布置放矿点的自然崩落采矿法的示意图；图2是沿图1中A-A面的左视图；图3是沿图1中B-B面的俯视图；图4是采用本专利技术一个实施例的自然崩落采矿法形成的倾斜状拉底空区以及以斜面布置的放矿点的示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提出一种自然崩落采矿法。根据本专利技术的实施例，如图1所示，该方法包括：(1)在矿体下盘S1底部形成第一采矿层100，第一采矿层100包括自上而下布置的第一出矿水平110、底部结构120和第一拉底水平130；(2)在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自然崩落采矿法，其特征在于，包括：/n(1)在矿体下盘底部形成第一采矿层，所述第一采矿层包括自下而上布置的第一出矿水平、底部结构和第一拉底水平；/n(2)在所述第一采矿层上部且沿所述矿体下盘的倾斜面阶梯向上形成至少一个第二采矿层，每个所述第二采矿层均设有第二出矿水平；/n(3)通过所述第一拉底水平和所述第二出矿水平分别对所述第一采矿层和所述第二采矿层进行拉底，以便分别在各个采矿层形成拉底空间；/n(4)对所述拉底空间上部的矿体进行自然崩落，以便进行矿体回采；/n(5)重复步骤(1)-(4)，以便完成对整个矿体的开采。/n

【技术特征摘要】
1.一种自然崩落采矿法，其特征在于，包括：
(1)在矿体下盘底部形成第一采矿层，所述第一采矿层包括自下而上布置的第一出矿水平、底部结构和第一拉底水平；
(2)在所述第一采矿层上部且沿所述矿体下盘的倾斜面阶梯向上形成至少一个第二采矿层，每个所述第二采矿层均设有第二出矿水平；
(3)通过所述第一拉底水平和所述第二出矿水平分别对所述第一采矿层和所述第二采矿层进行拉底，以便分别在各个采矿层形成拉底空间；
(4)对所述拉底空间上部的矿体进行自然崩落，以便进行矿体回采；
(5)重复步骤(1)-(4)，以便完成对整个矿体的开采。


2.根据权利要求1所述的自然崩落采矿法，其特征在于，所述矿体为倾斜矿体，所述倾斜矿体的倾角为30～60度，优选30～45度。


3.根据权利要求1或2所述的自然崩落采矿法，其特征在于，相邻两个所述采矿层之间的层间距分别独立地为15～20m，每层所述采矿层沿所述矿体下盘至上盘方向的水平距离分别独立地为10～20m。


4.根据权利要求3所述的自然崩落采矿法，其特征在于，所述第一采矿层的放矿点平面布置，多个所述第二采矿层的放矿点沿所述矿体下盘的倾斜方向布置，多个所述第二采矿层分别独立地通过出矿巷道进行端部出矿。


5.根据权利要求4所述的自然崩落采矿法，其特征在于，每层所述采矿层的出矿水平分别独立地设有出矿巷道通往矿体，同一所述采矿层内的出...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘育明，李文，夏长念，陈小伟，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11