一种垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法采矿工艺

摘要

本发明公开了一种垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法采矿工艺，属于地下矿山开采技术领域。该工艺首先采用全面法对矿房进行切顶后，预留不规则矿柱支撑顶柱并打护顶锚杆；然后在切顶空间内采用大直径潜孔钻机或牙轮钻机钻凿下向拉槽深孔和回采深孔直至矿块的拉底水平，并在拉槽深孔排分段装药，采用分段爆破工艺形成切割槽；最终以切割槽为自由面，从回采深孔的下端开始，自下而上逐层起爆柱状药包落矿，崩落的矿石由矿房底部的装运巷道运出，解决了传统垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法矿房上部水平凿岩空间暴露面积大，暴露时间长，易发生顶柱垮塌事故的问题；同时通过提高切割槽的形成效率而提高了采矿效率。

说明书

技术领域

本发明属于地下矿山开采技术领域，具体是一种垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法采矿工艺，适用于矿体中稳以下急倾斜厚大矿体的开采。

背景技术

垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法是指在矿房上部水平开掘凿岩空间，采用大直径潜孔钻机或牙轮钻机钻凿下向深孔直至矿块的拉底水平，然后以切割槽为自由面，从炮孔的下端开始，自下而上逐层起爆柱状药包，崩落的矿石由矿房底部装运巷道运出的采矿方法。但在实践中发现，该方法存在以下不足：一是在矿房上部水平凿岩空间暴露面积大，暴露时间长，易发生顶柱垮塌事故；二是所需切割槽尺寸大，现有的浅孔拉槽法、上向扇形中深孔拉槽法、水平中深孔拉槽法拉槽速度慢，作业条件差，采矿效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种采矿效率高的垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房采矿方法。

本发明实现上述目的的技术方案为：一种垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法采矿工艺，首先采用全面法对矿房进行切顶，在切顶空间预留不规则矿柱支撑顶柱，并局部打护顶锚杆；然后在切顶空间内采用大直径潜孔钻机或牙轮钻机钻凿下向拉槽深孔和下向回采深孔直至矿块的拉底水平，并在下向拉槽深孔中分段装药，采用分段爆破工艺形成切割槽；最终以切割槽为自由面，从下向回采深孔的下端开始，自下而上逐层起爆柱状药包落矿，崩落的矿石由矿房底部的装运巷道运出。

上述垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法采矿工艺，具体包括以下步骤：

A、矿体基础结构设置：将矿体划分为矿块，矿块高60-80m，宽60-100m；矿块内留设间柱、顶柱和底柱，其中，间柱宽5-8m，顶柱厚6-8m，底柱厚8-10m；

B、采准工作：首先沿矿体走向掘进下盘切顶联络巷；在顶柱下垂直矿体走向掘进切顶空间凿岩平巷，在切顶空间凿岩平巷端部矿岩接线处掘进沿矿体走向的切顶空间切割立槽；由下盘阶段运输巷道掘进装运巷道直至与拉底巷道贯通；

C、切割工作：在拉底巷道中央开掘上向扇形切割槽，然后自拉底巷道向上打扇形中深孔，并沿上向扇形切割槽逐排爆破，矿石运出后，形成堑沟式拉底空间；

D、切顶空间回采工作：以切顶空间切割立槽为自由面，采用全面采矿法使用扇形炮孔沿切顶空间凿岩平巷后退式开采，一次采完全厚，形成切顶空间，然后在切顶空间中预留不规则矿柱支撑顶柱，顶柱内局部打护顶锚杆；

F、矿房回采工作：

（1）在切顶空间中采用大直径潜孔钻机或牙轮钻机钻凿下向拉槽深孔和下向回采深孔，直至矿块的拉底水平；

（2）下向拉槽深孔采用分段装药，分段爆破工艺形成切割槽；

（3）下向回采深孔采用一次装药，以切割槽为自由面，从下向回采深孔的下端开始，分层爆破完成落矿工作；

G、出矿工作：崩落矿石聚集在堑沟式拉底空间，采用铲运机出矿方式，由拉底巷道经装运巷道运至下盘阶段运输巷道。

其中，切割槽的形成过程具体为：首先用炮孔堵塞器堵塞下向拉槽深孔，在炮孔堵塞器上填入一定量的河沙，形成下充填段；然后装入3-5m长的柱状药包，并在柱状药包中央位置放置起爆药包；最后在柱状药包上中央位置放置与下充填段等量的河沙，形成上充填段后完成本段装药工作；采用多排同段挤压爆破工艺，连线、起爆后，即可形成3-5m高的切割槽；使用高压水枪冲洗下向拉槽深孔后，重复上述爆破操作，直至形成全高的切割槽。

落矿工作具体为：首先用炮孔堵塞器堵塞下向回采深孔，在炮孔堵塞器上填入一定量的河沙，形成下充填段；然后装入3-5m长的柱状药包，并在柱状药包中央位置放置起爆药包；最后在柱状药包上中央位置放置与下充填段等量的河沙，形成上充填段，完成炮孔一段装药工作；如此重复，直至炮孔装药完成；以切割槽为自由面，从下向回采深孔的下端开始，分层爆破下向回采深孔排，完成落矿工作。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

1、本发明采用全面法对矿房进行切顶，留设不规则矿柱支撑顶柱并打护顶锚杆的方式解决了传统垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法矿房上部水平凿岩空间暴露面积大，暴露时间长，易发生顶柱垮塌事故的问题。

2、采用下向拉槽深孔多排同段挤压爆破工艺，最终形成切割槽，提高了切割槽的形成效率，从而提高了采矿效率。

附图说明

图1为本发明垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法采矿工艺的采场结构示意图；

图2为图1的Ⅰ-Ⅰ剖视图；

图3为图1的Ⅱ-Ⅱ剖视图；

附图标记：1-间柱；2-顶柱；3-底柱；4-下盘切顶联络巷；5-下盘阶段运输巷道；6-装运巷道；7-堑沟式拉底空间；8-不规则矿柱；9-护顶锚杆；10-切顶空间；11-下向拉槽深孔；12-下向回采深孔；13-崩落矿石；14-切顶空间凿岩平巷；15-切顶空间切割立槽；16-扇形炮孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的采矿方法做一详细说明。

某铅锌矿矿体赋存在白云质灰岩中，矿岩接触接线明显，矿体厚度从几米到45m不等，矿体倾角75-87°，矿岩一般较稳定，但局部地区矿岩稳定性较差。对厚度在12m以上的矿体采用本发明的垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法采矿工艺进行开采，采场生产能力为200-250t/d。如图1-3所示，本发明一种垂直深孔柱状药包落矿阶段矿房法采矿工艺在开采该铅锌矿时的具体步骤为：

A、矿体基础结构设置：将矿体划分为矿块，矿块高60m，宽60m；矿块内留设间柱1、顶柱2和底柱3，其中，间柱1宽6m，顶柱2厚5m，底柱3厚8m；

B、采准工作：首先沿矿体走向掘进下盘切顶联络巷4；在顶柱2下垂直矿体走向掘进切顶空间凿岩平巷14，在切顶空间凿岩平巷14端部矿岩接线处掘进沿矿体走向的切顶空间切割立槽15；由下盘阶段运输巷道5掘进装运巷道6至与拉底巷道贯通；

C、切割工作：在拉底巷道中央开掘上向扇形切割槽，然后自拉底巷道向上打扇形中深孔，并沿上向扇形切割槽逐排爆破，矿石运出后，形成堑沟式拉底空间7；

D、切顶空间回采工作：以切顶空间切割立槽15为自由面，采用全面采矿法使用扇形炮孔16沿切顶空间凿岩平巷14后退式开采，一次采完全厚，形成切顶空间10，然后在切顶空间10中预留不规则矿柱8支撑顶柱2，顶柱2内局部打护顶锚杆9；

F、矿房回采工作：

（1）在切顶空间10中采用大直径潜孔钻机或牙轮钻机钻凿下向拉槽深孔11和下向回采深孔12，直至矿块的拉底水平；

（2）首先用炮孔堵塞器堵塞下向拉槽深孔11，在炮孔堵塞器上填入一定量的河沙，形成下充填段；然后装入5m长的柱状药包，并在柱状药包中央位置放置起爆药包；最后在柱状药包上中央位置放置与下充填段等量的河沙，形成上充填段后完成本段装药工作；采用多排同段挤压爆破工艺，连线、起爆后，即可形成5m高的切割槽；使用高压水枪冲洗拉槽深孔11后，重复上述爆破操作，直至形成全高的切割槽；

（3）首先用炮孔堵塞器堵塞下向回采深孔12，在炮孔堵塞器上填入一定量的河沙，形成下充填段；然后装入5m长的柱状药包，并在柱状药包中央位置放置起爆药包；最后在柱状药包上中央位置放置与下充填段等量的河沙，形成上充填段，完成炮孔一段装药工作；如此重复，直至炮孔装药完成；以切割槽为自由面，从下向回采深孔12的下端开始，分层爆破下向回采深孔12，完成落矿工作。

G、出矿工作：崩落矿石13聚集在堑沟式拉底空间7，采用铲运机出矿方式，由拉底巷道经装运巷道6运至下盘阶段运输巷道5。