下向扇形深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法制造技术

本发明专利技术涉及金属、非金属矿的开采技术领域，具体地说是一种适合于回采急倾斜及倾斜矿体的下向扇形深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法。本发明专利技术采矿方法适用于矿体水平厚度大于20m，走向长、矿石流动性较好，矿石下盘移动角为30～55

【技术实现步骤摘要】
下向扇形深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法


[0001]本专利技术涉及金属、非金属矿的开采
，具体地说是一种适合于回采急倾斜及倾斜矿体的下向扇形深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法。

技术介绍

[0002]在传统的三种采矿方法“崩落法、空场法、充填法”中，崩落法是采切比和采矿成本最低、生产效率最高的采矿方法，但是该法容易引起地表塌陷等环境问题，而地表为耕地、道路等不允许塌落，则必须严格进行地表保护，类似于“三下”开采就无法采用崩落法实现矿体的安全高效低成本开采，而且崩落法采矿还存在矿石损失贫化大的缺陷。
[0003]目前，不少矿山采用分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法或者房柱法以及下向平行深孔凿岩嗣后充填采矿法开采。但“分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法”一般应用于矿体稳固，矿体赋存状态为急倾斜矿体，即矿体倾角大于55
°
，便于从最下面一个分段集中出矿，其他辅助分段只负责凿岩、装药爆破，松动出矿；而在矿体倾角在30
°
～55
°
的矿体中应用“分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法”存在矿体下盘损失和贫化的问题，同时还存在采准工程量大、采准准备时间长，采充循环时间长、回采矿房顶板容易抽冒、安全风险高等问题；房柱法采空区采用矿柱支撑，后期容易导致顶板冒落，地压显现后加大其他矿房的开采难度，且存在回采率低、影响地表环境等问题。下向平行深孔凿岩嗣后充填采矿法存在矿房顶板需要开凿的凿岩巷断面较大，采准工程量比较多，导致采准费用高，矿块准备时间长。对于厚矿体及极厚矿体、矿体下盘边界和底板围岩接触面摩擦力比较小、矿石流动性较好、矿石下盘移动角在30
°
以上的急倾斜及倾斜矿体的开采，利用上述采矿方法难以兼顾效率、安全、成本、贫化和损失等。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，本专利技术提供一种适合于回采急倾斜及倾斜矿体的下向深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法优化方案，此采矿方法适用于厚矿体及极厚矿体、矿体下盘边界和底板围岩接触面摩擦力比较小、矿石流动性较好、矿石下盘移动角在30
°
以上的急倾斜及倾斜金属和非金属矿体的开采。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种下向扇形深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法：适用于矿体水平厚度大于20m，走向长，倾角大于55
°
的急倾斜矿体，以及矿体下盘边界和底板围岩接触面摩擦力比较小，矿石流动性较好，矿石下盘移动角在30
°
以上的倾角为30～55
°
的倾斜矿体中金属和非金属矿体的开采；首先通过矿岩力学性质进行矿体回采模型数值模拟计算，确定回采矿房内回采单元的宽度、长度、高度和采空区顶板允许暴露的最大面积，划分出回采矿块、间柱的位置，在矿块内布置采准工程；矿块沿矿体走向布置；设置回采中段高度45～60m，长60～90m，宽为矿体水平厚
度；每个回采中段设置一个分段和一个中段，从上往下分别为上向扇形深孔凿岩拉底分段、拉矿运输中段；在顶部回采中段的上方设置下向深孔凿岩中段，并在其内部布置下向深孔凿岩中段凿岩巷、下向深孔凿岩中段切割井联巷、下向深孔凿岩中段下盘联巷、下向深孔凿岩中段上盘巷，该下向深孔凿岩中段的上部至矿体基岩面留作矿房的顶柱，不再回采；所述的下向深孔凿岩中段、上向扇形深孔凿岩拉底分段及拉矿运输中段均以斜坡道相连，用于设备和人员出入调度兼做安全出口；每个矿块根据勘探线间距划分，沿矿体走向划分为4个矿房和3条间柱，各矿房均垂直矿体走向布置，相邻的矿房间布置有矿房间柱，相邻矿块间布置有矿块间柱，且矿块间柱宽度大于矿房间柱宽度；在下向深孔凿岩中段内，每个矿房顶部对应布置一条下向深孔凿岩中段凿岩巷，所述的下向深孔凿岩中段凿岩巷通过设置于矿体上盘侧的下向深孔凿岩中段上盘巷、位于下盘矿体边界处的下向深孔凿岩中段下盘联巷、以及下向深孔凿岩中段切割井联巷连通；下向深孔凿岩中段上盘巷内布置有风、水管路、供电设施；所述的上向扇形深孔凿岩拉底分段内布置上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷、上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷、出矿进路、拉槽联巷、切割井、矿块之间出矿联络道、溜井；在上向扇形深孔凿岩拉底分段的矿体上盘沿矿体走向布置上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷，并在上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷内布置风水管路、供电设施；所述上向扇形深孔凿岩拉底分段的下盘矿体边界位置沿矿体走向布置拉槽联巷，各矿房施工切割井，并利用切割井使拉槽联巷与其上方的下向深孔凿岩中段切割井联巷连通；在每个矿房的下部布设一条上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷，上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷从拉槽联巷垂直矿体走向往上盘方向至上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷布置，并与下向深孔凿岩中段凿岩巷平行；所有上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷均与上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷及拉槽联巷连通；在上向扇形深孔凿岩拉底分段矿块之间的矿块间柱内、自拉槽联巷垂直矿体走向至上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷布置矿块之间出矿联络道，矿块之间出矿联络道与矿块内的各上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷间均通过沿矿体走向布设的出矿进路连通，用于铲车从矿块之间出矿联络道进入各条出矿进路从侧面对各条矿房进行出矿，以增加出矿点；回采时，从矿体下盘方向利用切割井 和拉槽联巷进行拉槽爆破，形成自由面后往上盘方向逐步爆破进行回采；前期利用上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷进行凿岩爆破，待上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷和下向深孔凿岩中段凿岩巷全部爆破结束后，矿石集中到上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷内集中出矿；在拉矿运输中段内布置拉矿运输中段穿脉，并在拉矿运输中段的上盘侧布设拉矿运输中段上盘沿脉运输巷、拉矿运输中段的下盘侧布设拉矿运输中段下盘沿脉运输巷，铺设轨道、架线，运送矿石；拉矿运输中段穿脉、拉矿运输中段上盘沿脉运输巷及拉矿运输中段下盘沿脉运输巷连通；拉矿运输中段底板至上向扇形深孔凿岩拉底分段底板之间矿体作
为矿块底柱；每个矿块从拉矿运输中段穿脉内向上向扇形深孔凿岩拉底分段和下向深孔凿岩中段分别施工一条溜井，溜井分别通过溜井联巷与矿块之间出矿联络道及下向深孔凿岩中段上盘巷连通；每条溜井下部安装振动放矿机一台，上向扇形深孔凿岩拉底分段的溜井用于施工采准工程出渣及后期采矿时出矿使用；下向深孔凿岩中段的溜井前期用作开拓及采切工程掘进出渣，后期也用于采矿时出矿使用；在上向扇形深孔凿岩拉底分段切割井周围、沿矿房施工拉底分段上向扇形深孔，在下向深孔凿岩中段切割井周围、沿矿房布置下向扇形深孔，且拉底分段上向扇形深孔与下向扇形深孔的相邻端部上下交错；每个矿房回采时以切割井为自由面，上向扇形深孔凿岩拉底分段和下向深孔凿岩中段分别开始拉槽爆破，等拉槽拉够矿房宽度时，再依次从下向深孔凿岩中段切割井联巷向上盘和下盘方向回采，爆破时，上向扇形深孔凿岩拉底分段应超前下向深孔凿岩中段1～2个步距；矿房每次爆破完，根据空区大小及崩矿量，按比例出矿，确保采场能够形成挤压爆破；等一个矿房的上向扇形深孔凿岩拉底分段和下向深孔凿岩中段全部爆破结束，便可从出矿进路和上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷开始大量出矿至矿房内矿石全部出完；待矿房内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下向扇形深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法，适用于矿体水平厚度大于20m，走向长，倾角大于55
°
的急倾斜矿体，以及矿体下盘边界和底板围岩接触面摩擦力比较小，矿石流动性较好，矿石下盘移动角在30
°
以上的倾角为30～55
°
的倾斜矿体中金属和非金属矿体的开采；其特征在于：矿块沿矿体走向布置；设置回采中段高度45～60m，长60～90m，宽为矿体水平厚度；每个回采中段设置一个分段和一个中段，从上往下分别为上向扇形深孔凿岩拉底分段、拉矿运输中段；在顶部回采中段的上方设置下向深孔凿岩中段，并在其内部布置下向深孔凿岩中段凿岩巷（7）、下向深孔凿岩中段切割井联巷（6）、下向深孔凿岩中段下盘联巷（25）、下向深孔凿岩中段上盘巷（5），该下向深孔凿岩中段的上部至矿体基岩面留作矿房的顶柱（10），不再回采；所述的下向深孔凿岩中段、上向扇形深孔凿岩拉底分段及拉矿运输中段均以斜坡道（20）相连，用于设备和人员出入调度兼做安全出口；每个矿块根据勘探线间距划分，沿矿体走向划分为4个矿房和3条间柱，各矿房均垂直矿体走向布置，相邻的矿房间布置有矿房间柱（15），相邻矿块间布置有矿块间柱（28），且矿块间柱（28）宽度大于矿房间柱（15）宽度；在下向深孔凿岩中段内，每个矿房顶部对应布置一条下向深孔凿岩中段凿岩巷（7），所述的下向深孔凿岩中段凿岩巷（7）通过设置于矿体上盘侧的下向深孔凿岩中段上盘巷（5）、位于下盘矿体边界处的下向深孔凿岩中段下盘联巷（25）、以及下向深孔凿岩中段切割井联巷（6）连通；下向深孔凿岩中段上盘巷（5）内布置有风、水管路、供电设施；所述的上向扇形深孔凿岩拉底分段内布置上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷（3）、上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷（9）、出矿进路（13）、拉槽联巷（16）、切割井（24）、矿块之间出矿联络道（23）、溜井（14）；在上向扇形深孔凿岩拉底分段的矿体上盘沿矿体走向布置上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷（3），并在上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷（3）内布置风水管路、供电设施；所述上向扇形深孔凿岩拉底分段的下盘矿体边界位置沿矿体走向布置拉槽联巷（16），在各矿房施工切割井（24），利用切割井（24）使拉槽联巷（16）与其上方的下向深孔凿岩中段切割井联巷（6）连通；在每个矿房的下部布设一条上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷（9），上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷（9）从拉槽联巷（16）垂直矿体走向往上盘方向至上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷（3）布置，并与下向深孔凿岩中段凿岩巷（7）平行；所有上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷（9）均与上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷（3）及拉槽联巷（16）连通；在上向扇形深孔凿岩拉底分段矿块之间的矿块间柱（28）内、自拉槽联巷（16）垂直矿体走向至上向扇形深孔凿岩拉底分段上盘巷（3）布置矿块之间出矿联络道（23），矿块之间出矿联络道（23）与矿块内的各上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷（9）间均通过沿矿体走向布设的出矿进路（13）连通，用于铲车从矿块之间出矿联络道（23）进入各条出矿进路（13）从侧面对各条矿房进行出矿，以增加出矿点；回采时，从矿体下盘方向利用切割井（24）和拉槽联巷（16）进行拉槽爆破，形成自由面
后往上盘方向逐步爆破进行回采；前期利用上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷（9）进行凿岩爆破，待上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷（9）和下向深孔凿岩中段凿岩巷（7）全部爆破结束后，矿石集中到上向扇形深孔凿岩拉底分段凿岩巷（9）内集中出矿；在拉矿运输中段内布置拉矿运输中段穿脉（31），并在拉矿运输中段的上盘侧布设拉矿运输中段上盘沿脉运输巷（1）、拉矿运输中段的下盘侧布设拉矿运输中段下盘沿脉运输巷（17），铺设轨道、架线，运送矿石；拉矿运输中段穿脉（31）、拉矿运输中段上盘沿脉运输巷（1）及拉矿运输中段下盘沿脉运输巷（17）连通；拉矿运输中段底板至上向扇形深孔凿岩拉底分段底板之间矿体作为矿块底柱（8）；每个矿块从拉矿运输中段穿脉（31）内向上向扇形深孔凿岩拉底分段和下向深孔凿岩中段分别施工一条溜井（14），溜井（14）分别通过溜井联巷（27）与矿块之间出矿联络道（23）及下向深孔凿岩中段上盘巷（5）连通；每条溜井下部安装振动放矿机一台，上向扇形深孔凿岩拉底分段的溜井（14）用于施工采准工程出渣及后期采矿时出矿使用；下向深孔凿岩中段的溜井（14）前期用作开拓及采切工程掘进出渣，后期也用于采矿时出矿使用；在上向扇...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕书平，赵鹏，周映辉，边振辉，张玲飞，刘海生，杨继锋，吴旭，周海龙，任志文，陈雪丽，李正平，杨永宁，董华，张有发，白建，巫鹏，张纬国，张鹤，熊振南，高尚华，
申请(专利权)人：河北省矾山磷矿有限公司，
类型：发明
国别省市：