一种缓倾斜极薄沉积型地下铁矿床开采方法

摘要

一种缓倾斜极薄沉积型地下铁矿床的开采方法，属于采矿工程领域。设计过程为：1、沿倾向布置液压支架(2)，支架与支架之间距离0.5～3.5m，支架与前方工作面矿体距离4～10m。2、采用树脂锚杆(1)与金属网片(5)对顶板围岩进行加固。3、沿回采方向布置平行炮孔(3)，回采宽度5～10m，在矿体厚度较薄处爆破高度即为矿体厚度；当矿体厚度大于3m，采用分层爆破。4、采用电动铲运机(4)、转载机、胶带输送机(6)联合方式搬运崩落的矿石。本发明的特点是既能简化采矿工艺流程，提高资源回收率，又能减少采准、切割工程量，缩短施工工期，降低工程费用，并能提高矿石运搬效率。

说明书

技术领域

本发明属于采矿工程领域，特别涉及一种缓倾斜极薄沉积型地下铁矿床的开采方法。

背景技术

铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料，随着我国铁矿资源日益减少，一些复杂难采、难选铁矿资源已成为矿山企业开采对象，某铁矿矿体倾角较缓、厚度较薄、且富磷量高，属于典型的缓倾斜极薄难采铁矿床。国内外对如何开采此类铁矿床的研究较少，通常开采地下矿山的方法主要有房柱法、崩落法以及充填法。运用传统的三种方法开采缓倾斜类极薄铁矿床具有生产效率低、采切工程量大且资源浪费严重等缺点。

设计的长壁式液压支架护顶采矿方法不仅机械化程度高、采准、切割工程量小、回采工艺简单且工作面安全，矿石回收率达90%，能最大限度回收利用资源。

发明内容

本发明的目的是针对地下矿山开采缓倾斜类极薄铁矿床具有生产效率低、采切工程量大且资源浪费严重等问题，设计一种采矿方法，既能简化采矿工艺流程，提高资源回收率，又能减少采准、切割工程量，缩短施工工期，降低工程费用，并能提高矿石运搬效率。

一种缓倾斜极薄沉积型铁矿床开采方法，共有6部分组成，分别是：1-树脂锚杆；2-液压支架；3-炮孔；4-电动铲运机；5-金属网片；6-胶带运输机。

设计步骤为：

(1)首先，矿块沿矿体走向布置，长度50～100m，阶段斜长40～60m，高度为矿体厚度；阶段运输巷布置在矿体下盘，在回采之前，先沿矿块倾向布置切割巷，与回风顺槽相通，后将液压支架运入采场支护工作面顶板，以确保采场工作面下人员与设备的安全。液压支架提供的初始工作阻力要能确保工作面稳定，8000～15000kN，支护强度0.5～2.5MPa；支架布置沿工作面阶梯式向前推进，支架与支架之间距离0.5～3.5m，支架与前方工作面矿体的距离4～10m。

(2)采用树脂锚杆与金属网片对工作面顶板围岩进行加固。树脂锚杆采用单向左旋无纵筋螺纹钢，长度1.8m～5.0m，锚杆的间排距为600～2000mm，锚杆孔直径为φ28～40mm，采用1卷快速树脂药卷进行端部锚固，锚固长度大于400mm，锚固力大于70kN，预紧力不低于20kN。金属网片采用φ6mm圆钢焊接成矩形经纬网，规格为1000mm×2000mm，网格为100mm×100mm，网与网的搭接长度不少于100mm，搭接处应采用8#铁丝绑扎，绑扎点间隔不超过150mm。

(3)采用浅孔爆破进行落矿。采用风动凿岩机钻孔，孔深1.8～3.5m，孔径30～48mm，最小抵抗线750mm，炮孔平行布置，一次爆破宽度5～10m，在矿体厚度较薄处爆破高度即为矿体厚度；当矿体厚度大于3m，采用分层爆破，减少一次爆破装药量，从而减轻爆破对液压支架的危害。

(4)矿石运输系统由电动铲运机、转载机、胶带输送机组成。崩落的矿石由电动铲运机直接搬运到工作面转载机上，经转载机转载至胶带运输机，由胶带运输至井下矿仓。转载机运输能力500～1000t/h。采用高强度钢绳芯胶带输送机，胶带强度650～950N/mm，胶带宽度300～500mm。

本发明的特点是既能简化采矿工艺流程，提高资源回收率，又能减少采准、切割工程量，缩短施工工期，降低工程费用，并能提高矿石运搬效率。

附图说明

图1 长壁式液压护顶采场平面布置示意图，

图2长壁式液压支架护顶采场纵剖面，

图3锚网支护示意图。

具体实施方式

某铁矿属于泥盆“宁乡式”海相沉积型赤铁矿床，矿体呈层状，倾角8°～10°，平均厚度3.74m，走向长14km，宽4～6km，顶板为砂页岩，底板为石英砂岩，稳定性较好；矿石类型为鲕状赤铁矿，高磷低硫，属于典型的缓倾斜极薄难采铁矿床。

采用长壁式液压支架护顶的采矿方法对矿床进行回采，具体的参数是：

(1)从下盘运输巷开始，沿倾向布置切割巷与回风顺槽相通，采用液压支架支护工作面顶板，支架与支架之间距离0.5～3.5m，支架离前方工作面矿体的距离4～10m。选用的液压支架提供的初始工作阻力要能确保工作面稳定，8000～15000kN，支护强度0.5～2.5MPa；

(2) 采用树脂锚杆与金属网片对工作面顶板、围岩进行加固，防止顶板浮石、碎石影响工作面人与设备安全。树脂锚杆采用单向左旋无纵筋螺纹钢，长度1.8m～5.0m，锚杆的间排距为600～2000mm，锚杆孔直径为φ28～40mm，采用1卷快速树脂药卷进行端部锚固，锚固长度大于400mm，锚固力大于70kN，预紧力不低于20kN。金属网片采用φ6mm圆钢焊接成矩形经纬网，规格为1000mm×2000mm，网格为100mm×100mm，网与网的搭接长度不少于100mm，搭接处应采用8#铁丝绑扎，绑扎点间隔不超过150mm。

(3) 采用浅孔爆破崩落落矿石。孔深1.8～3.5m，孔径30～48mm，最小抵抗线750mm，炮孔平行布置，一次爆破宽5～10m，在矿体厚度较薄处爆破高度即为矿体厚度；当矿体厚度大于3m，采用分层爆破。

(4)崩落的矿石由电动铲运机、转载机、胶带输送机运至矿仓。转载机运输能力500～1000t/h。采用高强度钢绳芯胶带输送机，胶带强度650～950N/mm，胶带宽度300～500mm。

实施长壁式液压护顶式采矿方法最主要的特点是：

(1)克服了房柱法预留矿柱的缺点，利用液压支架取代矿柱，矿石回收率达90%，最大限度地回收利用了资源。

(2)采用金属锚网与液压支架联合护顶的支护方式，支架可根据顶板条件灵活地确定工作面控顶距，同时锚网支护可有效的防止顶板浮石、碎石坠落，并且加固了顶板，确保工作面的人员与设备安全。

(3)回采工艺简单。直接沿倾向布置切割巷后，即可沿回采方向进行退采，减少了采准、切割工程量，大大缩短了投产周期。

(4)取替了传统溜井加有轨机车的矿石搬运方式，采用胶带运输机运输，提高运输效率5倍，运输方式更加灵活，且节约了溜井施工和后期维护费用。