一种适于倾斜、急倾斜薄矿体开采的底部结构布置方式制造技术

本发明专利技术公开了一种适于倾斜、急倾斜薄矿体开采的底部结构布置方式，在上部深孔凿岩平巷联络巷(2)之间沿矿体走向掘进上部深孔凿岩平巷(3)，将装矿进路(5)之间矿体段连通形成下部中孔凿岩平巷(6)；在下部中孔凿岩平巷(6)内以切割天井为中心，采用中孔钻机或采矿凿岩台车钻凿上向拉底中孔(8)；在上部深孔凿岩平巷(3)内以切割天井为自由面，采用采矿凿岩台车钻凿下向回采深孔(9)；以切割天井为自由面，分次、分段、逐排对炮孔进行侧向崩矿爆破；每次爆破后在装矿进路(5)内采用铲装设备将崩落矿石(10)的一部分或全部铲装运出采场。本发明专利技术方法可大幅提高急倾斜薄矿体回采的机械化程度、采矿效率，并显著改善开采的安全状况。并显著改善开采的安全状况。并显著改善开采的安全状况。

【技术实现步骤摘要】
一种适于倾斜、急倾斜薄矿体开采的底部结构布置方式


[0001]本专利技术属于地下矿山开采
，具体涉及一种矿体厚度在0.8～4.5m的倾斜及急倾斜薄矿体的高效采矿方法，用于代替倾斜及急倾斜薄矿体目前广泛使用的浅孔留矿法。

技术介绍

[0002]浅孔留矿法是一种传统的开采倾斜或急倾斜薄矿体(<5m)的采矿方法，目前仍是全国钨及黄金等矿山开采倾斜或急倾斜薄矿体的主要采矿方法。该方法矿块长、高一般为40～60m，宽为矿体厚度(厚度<5m，大部分在2m以下)。开采时，先在矿块中央掘进一条采准通风天井，然后在底部掘进拉底平巷，最后逆倾斜往上回采。回采时，随着高度的增加，逐步在矿块两侧架设顺路人行天井(或回采前在矿块两侧先行掘进人行通风天井，并在天井内每隔4m掘进一条采场进路)。该方法矿体倾角一般在60
°
～65
°
以上，矿岩稳固，产状单一，无结块性、自燃性。该方法的主要特点是：
[0003](1)它是空场法的一种，具有空场法的共同特点。它也是将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采。先采矿房，后采矿柱。
[0004](2)这种采矿方法工人直接在矿房顶板暴露面下工作。
[0005](3)浅孔留矿法是自下而上分层回采矿房，使用浅孔崩薄矿石。
[0006](4)每次采下的矿石，靠矿石自重从漏斗放出1/3左右，留下2/3矿石作为下次凿岩爆破工作的临时工作台。当矿房全部采空后，再将留下的2/3的矿石全部放出(这叫大量放矿)。
[0007](5)凿岩工人是站在留矿堆上进行作业的。
[0008]浅孔留矿法的回采工作包括有：凿岩、装药爆破、通风、局部放矿、撬毛、平场和大量放矿等。矿房回采是自下而上分层进行的，每一分层的高度一般为2—3米左右。采用浅孔崩矿。凿岩方式有2种，即上向孔和水平孔。当矿石比较稳固时一般采用上向孔，凿岩效率高，工人操纵容易，但工人直接在受振动的矿体下工作，安全性差，劳动条件差(凿岩时水往下流)，同时凿岩时换钎杆次数多，影响凿岩效率。当矿石稳固性差些时一般采用水平孔，凿岩爆破后形成的工作面比较平整，光滑，工作时安全性比较好，凿岩效率比上向孔低，崩落矿石大块比上向孔多。目前在薄和极薄矿脉中用留矿法开采的采场中。多数采用上向炮眼。炮眼中的装药系数不宜太小，最好能达到60—70％。如果装药系数太小，则炸药在矿石中分布不均匀，崩下的矿石大块比较多。
[0009]浅孔留矿法具有结构简单、管理方便、采切工程量比较小、矿石损失贫化比较低、采矿成本低等优点，但传统浅孔留矿法开采，人员站在采场矿堆上凿岩、爆破，上部为空区顶板。作业时，所有人员需通过两端的人行顺路天井攀爬进入采场，钻机、支护材料等也全靠人力搬运到工作面，存在以下较多缺点：
[0010](1)所有采掘作业机械化程度低，人员劳动强度大、效率低；
[0011](2)大部分的作业，人员均在采场空顶下作业，当矿岩体稳固性差时，容易发生片
帮、冒顶等事故，安全可靠性差；
[0012](3)当没有中央通风天井时，通风效果差，容易发生中毒、窒息等事故；
[0013](4)采场矿堆发生悬拱时，容易造成人员、设备被埋事故。
[0014]由于浅孔留矿法存在的上述缺点，特别是劳动强度大、生产效率低，安全性差，井下已越来越难以招到愿意从事该工作的工人。寻找该类急倾斜或倾斜薄矿体新的采矿方法，已势在必行。国内已有章源钨业等个别矿山自行开展了类似于分段空场回采的试验工作，但收效甚微。
[0015]过去我国的采矿业，由于受设备的限制，凿岩设备主要以浅孔钻机为主，少部分采用中孔钻机，但其凿岩深度一般也在20m以下。近二十年来，随着进口及国产高效液压凿岩台车的出现，中厚矿体的开采，大部分已经改为液压台车凿岩，其孔深从十多米到近百米均已不存在技术难度。高效凿岩设备的出现，为本专利技术的实施提供了有利的设备条件。
[0016]为了解决目前倾斜、急倾斜薄矿体开采采矿效率低、安全状况差的问题，中国专利202010271737.2公开了一种急倾斜薄矿脉的采矿方法，该包括以下步骤：1)准备：在矿体上开设采场巷道，该采场巷道沿矿体的走向布置，所述采场巷道具有采场顶板；2)打孔：在当前的采场顶板上开孔，该孔包括多个炮孔和多个锚杆孔，炮孔的深度大于所述锚杆孔的深度；3)支护：将锚杆安装于锚杆孔；4)采矿：所述支护步骤完成之后，进行矿石回采；5)埋药：将全部炮孔内填入炸药；6)爆破：所述采矿步骤完成之后，进行爆破作业，以将当前的采场顶板打落；7)排险：所述爆破步骤完成之后，若暴露下一层采场顶板，则对所暴露的下一层采场顶板和围岩进行撬碴排险，之后返回所述打孔步骤。该采矿方法能够提高采矿效率和采矿的安全性。但总体来说，该方法不适合倾斜、急倾斜薄矿体的大规模、机械化应用，生产效率、机械化程度仍然不高。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的就是针对现有倾斜或急倾斜薄矿体存在的机械化程度低、人员劳动强度大、效率低、安全可靠性差等缺陷，而提供一种机械化程度高、采矿效率高、且能够大大改善倾斜或急倾斜薄矿体回采时的安全状况的适于倾斜、急倾斜薄矿体开采的底部结构布置方式，用于矿体厚度在0.8～4.5m的倾斜及急倾斜薄矿体的机械化开采。
[0018]为实现本专利技术的上述目的，本专利技术一种适于倾斜、急倾斜薄矿体开采的底部结构布置方式，采用“深孔凿岩设备、中深孔孔径、中浅孔孔网参数”的联合回采工艺代替浅孔留矿法，在待采矿房两侧设有间柱，待采矿房的上部为上中段底柱，待采矿房的下部为本中段底柱，具体采用以下技术方案实施：
[0019]S1：首先在矿块上中段距矿体下盘8～15m距离范围，平行矿体掘进一条中段脉外平巷；然后垂直中段脉外平巷并对应间柱的中部，在矿块两端掘进上部深孔凿岩平巷联络巷，在上部深孔凿岩平巷联络巷之间沿矿体走向掘进上部深孔凿岩平巷，所述的上部深孔凿岩平巷超出矿体上下盘之矿体边界线一定距离，一般超过矿体边界线0.3m以上，以0.5m～3.0m范围为佳；所述上部深孔凿岩平巷上部的上中段底柱厚度要求最少大于3.1m，以3.2～4.5m范围为佳；
[0020]S2：对应上中段，在矿块下中段距矿体下盘7～12m距离范围，平行矿体掘进一条下部装矿进路联络巷，垂直下部装矿进路联络巷，每隔5～7m掘进装矿进路到达矿体内，然后
将装矿进路之间矿体段连通形成下部中孔凿岩平巷，所述的下部中孔凿岩平巷超出矿体上下盘之矿体边界线0.3m以上，以0.5m～3.0m范围为佳；
[0021]S3：上部深孔凿岩平巷、下部中孔凿岩平巷形成后，在矿块中部位置，掘进切割天井；
[0022]S4：以上工程完成后开始回采，在下部中孔凿岩平巷内以切割天井为中心，采用中孔钻机或采矿凿岩台车钻凿上向拉底中孔；在上部深孔凿岩平巷内以切割天井为自由面，采用采矿凿岩台车钻凿下向回采深孔；所述的上向拉底中孔孔深在13～17m范围，所述的下向回采深孔孔深在36～44m之间。
[0023]上向拉底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适于倾斜、急倾斜薄矿体开采的底部结构布置方式，用于矿体厚度在0.8～4.5m的倾斜及急倾斜薄矿体的机械化开采；在待采矿房(14)两侧设有间柱(11)，待采矿房(14)的上部为上中段底柱(12)，待采矿房(14)的下部为本中段底柱(12
’
)，其特征在于采用以下技术方案实施：S1：首先在矿块上中段距矿体下盘8～15m距离范围，平行矿体掘进一条中段脉外平巷(1)；然后垂直中段脉外平巷(1)并对应间柱(11)的中部，在矿块两端掘进上部深孔凿岩平巷联络巷(2)，在上部深孔凿岩平巷联络巷(2)之间沿矿体走向掘进上部深孔凿岩平巷(3)，所述的上部深孔凿岩平巷(3)超出矿体上下盘之矿体边界线(13)0.3m以上，上部深孔凿岩平巷(3)上部的上中段底柱(12)厚度要求最少大于3.1m；S2：对应上中段，在矿块下中段距矿体下盘7～12m距离范围，平行矿体掘进一条下部装矿进路联络巷(4)，垂直下部装矿进路联络巷(4)，每隔5～7m掘进装矿进路(5)到达矿体内，然后将装矿进路(5)之间矿体段连通形成下部中孔凿岩平巷(6)，所述的下部中孔凿岩平巷(6)超出矿体上下盘之矿体边界线(13)0.3m以上；S3：上部深孔凿岩平巷(3)、下部中孔凿岩平巷(6)形成后，在矿块中部位置，掘进切割天井(7)；S4：以上工程完成后开始回采，在下部中孔凿岩平巷(6)内以切割天井...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴，潘健，郭振鹏，王凯旋，杨家冕，陆玉根，
申请(专利权)人：华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：