急倾斜薄矿体脉内伪倾斜落矿中深孔采矿法

摘要

本发明公开了一种急倾斜薄矿体脉内伪倾斜落矿中深孔采矿法，沿矿体走向布置采场，按矿体倾斜方向划分房柱和分段，从矿体下盘沿脉布置阶段运输平巷；从阶段运输平巷位置向矿体掘进出矿横巷至矿体内；沿脉水平拉底平巷并斜高平行掘进凿岩探矿上山；矿石溜井紧靠运输平巷一侧布置；回采从采场一侧开始，待拉底平巷形成至首条凿岩探矿上山位置时停止前行，转为掘进凿岩探矿上山；中深孔钻机从拉底水平至凿岩探矿上山渐行，打中深孔向上炮眼并爆破，矿石从底部出矿横巷出矿；待首条凿岩探矿上山开采到一定位置后，继续拉底平巷并到达第二条凿岩探矿上山位置，进行中深孔采矿，直到采场回采完毕。本发明生产效率高、生产能力大、作业安全性好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种采矿方法，特别是涉及一种急倾斜薄矿体脉内伪 倾斜落矿中深孔采矿法。

背景技术

急倾斜薄矿体常见于金、钨及锡等矿床中，据统计，约有三分之 一的有色、稀有和贵重金属矿石均出自该类矿床中。目前，急倾斜薄 矿体常用上向分层充填法和浅孔留矿法开采，由于采用小孔凿岩设 备，一次落矿量少，急倾斜薄矿体开采不仅生产能力低，而且工人劳 动强度大，作业成本高等。依据国内外矿山开采的经验，要实现急倾 斜薄矿脉的安全高效经济开采，其有效途径就是提高机械化程度，并 大量使用大型采矿设备，提高爆破炮孔的长度与一次落矿量。有鉴于 此，将中深孔采矿设备用于急倾斜薄矿体开采中，即采用常规的上向 分段中深孔采矿法，虽然能够实现急倾斜薄矿体的高效作业，提高生 产能力，但存在着采准工程量大、需掘进切割天井形成爆破自由面和 补偿空间、采场内需设计斜坡道或掘进天井人工运搬凿岩设备、工人 劳动强度大、薄矿脉中深孔爆破夹制作用大、炸药消耗量大等问题。 对于急倾斜薄矿体的开采，由于受上述因素的影响，无底柱中深孔薄 矿脉开采一直很少进行。

据查阅，专利文献CN 102635356 A涉及一种急倾斜薄矿脉多爆 破自由面中深孔采矿法，虽然该法采用多爆破自由面，克服了薄矿脉 的爆破夹制作用，但该方法同样存在需掘进切割天井形成切割槽，在 采场同样需要掘进斜坡道或掘进人行设备天井运搬凿岩设备，工人劳 动强度大等不足。因此，发明一种通过布置脉内倾斜巷道和中深孔爆 破相结合进行急倾斜薄矿体的开采方法，填补了该方类矿体安全高效 经济开采的空白，解决了中深孔爆破在薄矿脉开采中的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对薄矿体探采分离和采用传统 采矿方法开采时存在的不足，提出一种可探采结合、中深孔凿岩设备 运移方便、克服急倾斜薄矿体中深孔开采夹制作用、无需切割天井形 成切割槽、开采安全性高、采切工程量小、回采效率高、生产能力大 的急倾斜薄矿体脉内伪倾斜落矿中深孔采矿法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的急倾斜薄矿体脉内伪倾斜 落矿中深孔采矿法，沿矿体走向布置采场，按矿体倾斜方向划分房柱 和分段，在矿体垂高上划分阶段；从矿体下盘4～8m沿脉布置阶段运 输平巷；沿阶段运输平巷位置每隔6～8m向矿体掘进出矿横巷至矿体 内；沿脉水平设拉底平巷，并按斜高每隔10～12m逐渐平行掘进凿岩 探矿上山，于阶段顶部与充填通风平巷相通；充填通风平巷与上阶段 运输平巷相通；矿石溜井紧靠上阶段运输平巷一侧布置；回采从采场 一侧开始，待拉底平巷形成至首条凿岩探矿上山位置时停止前行，转 为掘进凿岩探矿上山；采场内首条凿岩探矿上山形成后即开始采矿； 中深孔钻机从拉底平巷至凿岩探矿上山渐行，垂直矿体钻凿上向水平 中深孔并爆破，崩下矿石从底部出矿横巷中用铲运机出矿；待首条凿 岩探矿上山开采到5米～10米高度后，又开始掘进拉底平巷并到达第 二条凿岩探矿上山位置，形成凿岩探矿上山后，用同样的方法进行中 深孔采矿，直到采场回采完毕；矿石通过铲运机从出矿横巷中铲出， 送至采场附近溜井中；采场边开采，边出矿。

采场留有顶柱，为减少二次贫损，视矿岩稳固性，适当调整阶段 高度；控制顶板暴露时间，防止顶板岩石冒落，加快爆破与出矿速度； 为确保作业连续，适当对不稳固矿段的凿岩巷道进行支护。

采场开采结束后采用充填法处理采空区。

所述的在矿体垂高上划分阶段为：中段高40～60m，分段高10～ 12m，房柱宽度依矿岩稳定性确定。

所述的矿石溜井直径Φ1.8m～Φ2.2m且紧靠上阶段运输平巷一 侧1～2个矿房布置1个。

所述的垂直矿体钻凿上向水平中深孔并爆破是指：打中深孔向上 炮眼，孔径70～90mm，孔深从拉底平巷开始1m至凿岩探矿上山结束 14m不等，炮孔排距1.8m～2.2m，孔间距1.8m～2.2m，普通岩石炸 药并爆破，爆破时，三排炮眼一次起爆或五排炮眼一次起爆；两相邻 凿岩巷间超前起爆5～20m。

采用上述技术方案的急倾斜薄矿体脉内伪倾斜落矿中深孔采矿 法，其有益效果是：

①采切工程量小，生产工艺简单

按阶段布置矿块开采，从倾斜方向上划分分段，利用拉底巷道、 斜向凿岩探矿上山及其掘进的先后顺序，既可以探矿并控制矿体的边 界，减少回采时的贫化与损失；又可以取消凿岩设备运搬用天井或斜 坡道。此外，利用从拉底巷道至凿岩探矿上山逐渐增加的炮孔深度， 消除中深孔爆破所需要的切割天井拉槽工艺，节省了大量采准工程， 采场采准切割工程少，生产工艺简单。

②设备运搬方便，工人劳动强度小

薄矿体开采时，为减少采准工程量，常在矿体中掘进天井用以运 输中深孔凿岩设备，但因为中深孔凿岩设备笨重，运搬特别不方便， 工人劳动强度大，严重地影响了薄矿体高效方法的采用，为此，设计 采用倾斜布置的脉内凿岩探矿上山，工人在拉底巷道或凿岩探矿上山 中直接移动凿岩设备，因而运搬方便，劳动强度较小。

③夹制作用小，大块率低

利用在凿岩探矿上山中垂直布置的中深孔炮眼进行采场爆破，并 借助崩落矿块的自重作用，克服薄矿体开采时的夹制作用，减少爆破 大块率并降低炸药消耗量。

④作业安全性高，生产能力大

采场中所用打眼放炮均在拉底巷道和凿岩探矿上山内进行，崩下 矿石从中段运输水平的出矿横巷中铲出，所有人员设备均不进入采空 区，作业安全性好；采用中深孔凿岩设备及铲运机等机械化无轨设备， 且打眼、放炮、出矿平行作业，生产互不干扰，采场生产能力大。

⑤探采结合，资源贫损少

利用凿岩探矿上山，边采边探，严格控制薄矿体内的矿岩边界， 调整爆破的炮孔位置与方向，控制采场矿石的贫化与损失。

附图说明

图1为本发明采矿方法结构示意图。

图2为图1的Ⅱ-Ⅱ剖面图。

图3为图1的Ⅲ-Ⅲ剖面图。

图中：1-充填通风平巷，2-顶柱，3-凿岩探矿上山，4-出矿横巷， 5-上阶段运输平巷，6-矿石溜井，7-下阶段运输巷，8-拉底平巷。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作具体说明。

本发明提供的急倾斜薄矿体脉内伪倾斜落矿中深孔采矿法，参见 图1、图2和图3，其具体步骤如下：

1)沿矿体走向布置采场，按矿体倾斜方向划分房柱和分段，中段 高46m，分段高10m，房柱宽度依矿岩稳定性确定；在矿体下盘6m处 沿脉布置阶段运输平巷7；沿阶段运输平巷7每隔8m掘进出矿横巷4 至矿体内；沿脉水平设拉底平巷8，并按斜高每隔10m逐渐平行掘进 凿岩探矿上山3，于阶段顶部与充填通风平巷1相通；为方便采场通 风，充填通风平巷1与上阶段运输平巷5相通；矿石溜井6紧靠上阶 段运输平巷5一侧2个矿房布置1个，矿石溜井6直径Φ2m。

2)回采从采场一侧开始，待拉底巷道8掘进至首条凿岩探矿上 山3位置时停止前行，转为掘进凿岩探矿上山3；采场内首条凿岩探 矿上山形成后即开始采矿；中深孔钻机从拉底平巷8至凿岩探矿上山 3中渐行，垂直矿体钻凿上向水平中深孔；中深孔孔径70mm，孔深从 拉底平巷8附近1m至凿岩探矿上山10m不等，炮孔排距2m，孔间距 2m；爆破时，三排炮眼一次起爆；当首条凿岩探矿上山爆破开采到到 5米～10米高度后，又开始掘进拉底巷道，至第二条凿岩探矿上山位 置，形成凿岩探矿上山后，采用上述同样方法与工艺开采；两相邻凿 岩巷道之间超前起爆五排炮孔。两相邻凿岩巷间超前起爆5～20m。

3)利用矿石自重形成挤压爆破以克服薄矿体开采中的夹制作 用；爆下的矿石通过铲运机从出矿横巷中铲出，运至附近矿石溜井6 中；采场内边开采，铲运机边出矿。

4)为确保作业安全，采场留有顶柱2，顶柱高3m；为减少二次贫 损，视矿岩稳固性，可适当调整阶段高度；控制顶板暴露时间，防止 顶板岩石冒落，可加快爆破与出矿速度；为确保作业连续，可适当对 不稳固矿段的凿岩巷道进行支护。

参见图1、图2和图3，回采时利用采准工程掘进先后顺序及采 场特殊的结构形式，形成回采作业补偿空间与设备运输的便利通道， 无需拉切割槽形成爆破补偿空间且设备运搬方便；采用倾斜布置的凿 岩探矿上山及其与倾向垂直的炮孔形式，两排或多排炮眼一次爆破， 一方面起控制矿体边界及探矿作用，另一方面，借助矿石自重形成挤 压爆破，克服薄矿体开采中的夹制作用，提高爆破效果、减少大块率， 降低炸药消耗量。本发明具有探采结合、无需专用爆破拉槽工程、设 备运移方便、薄矿体开采夹制作用小、爆破大块率低、生产效率高、 生产能力大、作业安全性好等显著特点。