一种急倾斜中厚矿体的低贫损分段崩落采矿法

摘要

本发明涉及一种急倾斜中厚矿体的低贫损分段崩落采矿法，包括将阶段内矿体由上向下分段开采，下盘运输巷道、放矿溜井与穿脉联络巷道，包括下列步骤：确定沿脉回采进路的位置；在沿脉回采进路内掘进切割巷至矿体上盘边界和切割井；在切割巷中布置上向平行炮孔，并逐排装药爆破形成切割槽；在沿脉回采进路中布置上向扇形孔，其中在下盘布置一个2‑4m的短炮孔，扇形炮孔的起爆的顺序是：先爆破下盘侧炮孔，后爆破上盘侧炮孔，以减小爆生气体的积聚量和爆破空腔尺度；爆破后的矿石通过穿脉联络巷道倒入放矿溜井，经阶段运输系统运出。本发明的优点是：能提高矿石回收率和降低矿石贫化率。

说明书

技术领域

本发明属于一种采矿技术领域，特别涉及一种急倾斜中厚矿体的低贫损分段崩落采矿法。

背景技术

在金属矿床地下开采中，急倾斜中厚矿体约占20％。应用分段崩落法开采急倾斜中厚矿体时，通常采用沿脉回采进路的采场结构，沿脉进路在铅直方向与水平方向的位置选择，对矿石损失、贫化影响重大。

现有技术：近年用放出体形态与崩落体+残留体总体形态相符的原则确定回采进路的水平位置与分段高度，有效缓解了矿石损失贫化。

存在的问题是：目前生产实际的损失率与贫化率数值，仍比理论值大很多，究其原因，主要是回采爆破影响所致。如图1所示，图1中的1为沿脉进路，2为顶板围岩，3为崩落步距，图1a为爆破前的示意图，图1b为爆破后的示意图。

研究发现，现用扇形炮孔的密集系数一般为a＝d/w＝0.95～1.14，通常同段起爆，相邻2个炮孔的爆破应力波，在到达自由面之前便会在炮孔之间相遇，从而使炮孔之间的矿岩被率先击穿，爆生气体膨胀将被击穿的缝隙扩大、并推动脱离母体的岩体前移，形成爆破空腔A，空腔A内充满高压爆生气体。由于岩体的破坏总是向耗能最小的方向发展，当炮孔之间被率先击穿后，爆破能量大量地涌入击穿区，从而使抵抗线方向的破坏被减缓下来。炮孔间距越小，被击穿的时间越早，沿抵抗线方向的爆破损伤程度就越轻。在形成爆破空腔A的瞬间，下部岩体受爆破损伤程度较轻，趋向于整体前移，形成爆破隔墙区C；上部岩体爆破损伤程度较大，在爆破前移中将被爆破生气体进一步破碎，形成爆破碎块区B。空腔A内的高压气体，在崩落矿岩“反冲力”的作用下，从端部口D急速流出。此时下部隔墙区C，因被推出岩体的质量较大，前冲惯性力大，反冲的时间滞后，而且反冲阻力大速度慢，给上部破碎岩体下落提供了时空，使顶部矿岩接触面得了下移，从而缩小了废石到达出矿口的距离，提前了废石被放出的时间，增大了贫化率，并加大了下盘矿石残留量。

发明内容

本发明是的目的是提供一种能提高矿石回收率和降低矿石贫化率的急倾斜中厚矿体的低贫损分段崩落采矿法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明的一种急倾斜中厚矿体的低贫损分段崩落采矿法，包括将阶段内矿体由上向下分段开采，在分段内布置下盘运输巷道、放矿溜井与穿脉联络巷道，主要特征在于：包括下列步骤：

(1)确定沿脉回采进路的位置

按下式计算出沿脉回采进路顶板中心线离矿体下盘的水平距离，并掘进沿脉回采进路，

d＝(H-h)(cotα-cotθ)

式中d-进路顶板中心线离矿体下盘的水平距离，m，H-分段高度，m；h-回采进路高度，m；α-矿体下盘倾角，°，θ-崩落矿石视在放出角，°；

当d为正值时表示沿脉回采进路顶板中心线位于矿体外的下盘围岩里，当d为负值时表示沿脉回采进路顶板中心线位于矿体内；

(2)在沿脉回采进路内，距离穿脉联络巷道50m-60m向矿体上盘掘进切割巷至矿体上盘边界，在矿体内沿矿体上盘边界向上掘进切割井；

(3)在切割巷中布置上向平行炮孔并逐排装药爆破，放出崩落矿量的1/4～1/3，形成内部空间70％以上含有散体的切割槽；

(4)在沿脉回采进路中布置上向扇形孔，其中在下盘布置一个3-4m的短炮孔，起导流作用，扩大爆生气体的释放通口，同时使采场崩落矿岩沿回采进路全断面进入出矿口。扇形孔口采用交错装药方式，孔口不装药长度为2～5m，沿脉回采进路以切割槽为自由面退采，每一排扇形炮孔的起爆的顺序是：先爆破下盘侧炮孔，后爆破上盘侧炮孔，以减小爆生气体的积聚量和爆破空腔尺度；

(5)爆破后的矿石利用铲运机等通过穿脉联络巷道倒入放矿溜井，经阶段运输系统运出。

当沿脉回采进路位于下盘围岩里时，崩落回采进路顶板围岩扩大到整个回采进路的宽度，以扩大出矿口流动带宽度。

本发明的优点：本发明特别适合于矿体倾角大于50°而小于85°的中厚矿体，与现有技术相比，本发明在采切工程与凿岩爆破工程量不增大的条件下，可显著改善爆破效果与下盘侧矿石回收条件，由此可提高矿石回采率3～5个百分点，降低贫化率5～8个百分点，并可明显降低大块率，从而可显著提高采矿经济效益。

附图说明

图1中的图1a为现有技术爆破前矿体的示意图，图1b为爆破后放出体形态与崩落体+残留体总体形态的示意图。

图2为本发明急倾斜中厚矿体低贫损分段崩落采矿工作面正面示意图。

图3为图2的I-I的示意图。

图4为图2的II-II的示意图。

图中的11为矿体；12为炮孔；13为切割井；14为切割巷；15为穿脉联络巷道；16为沿脉回采进路，17为放矿溜井。

具体实施方式

如图2-4所示，本发明的一种急倾斜中厚矿体的低贫损分段崩落采矿法，包括将阶段内矿体由上向下分段开采，在分段内布置下盘运输巷道、放矿溜井17与巷道15，其特征在于：包括下列步骤：

(1)确定沿脉回采进路的位置

按下式计算出沿脉回采进路16顶板中心线离矿体下盘的水平距离，并掘进沿脉回采进路，

d＝(H-h)(cotα-cotθ)

式中d-进路顶板中心线离矿体下盘的水平距离，m，H-分段高度，m；h-回采进路高度，m；α-矿体下盘倾角，°，θ-崩落矿石视在放出角，°；

主要与散体流动粘滞性与分段高度有关，一般θ＝75°～78°，当粘滞性较大、分段高度较小时取较大值；反之，取小值；

当d为正值时表示沿脉回采进路16顶板中心线位于矿体外的下盘围岩里，当d为负值时表示沿脉回采进路16顶板中心线位于矿体内；

(2)在沿脉回采进路16内，距离穿脉联络巷道15 50m-60m向矿体11上盘掘进切割巷14至矿体11上盘边界，在矿体11内沿矿体上盘边界向上掘进切割井13；

(3)在切割巷14中布置上向平行炮孔并逐排装药爆破，放出崩落矿量的1/4～1/3，形成内部空间70％以上含有散体的切割槽；

(4)在沿脉回采进路16中布置上向扇形孔12，其中在下盘布置一个3-4m的短炮孔，起导流作用，扩大爆生气体的释放通口，同时使采场崩落矿岩沿回采进路全断面进入出矿口。扇形孔口采用间隔装药方式，孔口不装药长度为2～5m，沿脉回采进路以切割槽为自由面退采，每一排扇形炮孔的起爆的顺序是：先爆破下盘侧炮孔，后爆破上盘侧炮孔，以减小爆生气体的积聚量和爆破空腔尺度；

本发明实施例炮孔分段起爆顺序是：先爆破下盘侧炮孔：即1#孔、2#孔、3#孔、4#孔，再爆破上盘侧的炮孔：5#孔、6#孔、7#孔、8#孔。这样有利于爆生气体的排泄，避免爆生气体的积聚量如图1所示产生空腔A区，使上覆岩石进入空腔A区，造成矿石贫化。

(5)爆破后的矿石11利用铲运机等通过穿脉联络巷道倒入放矿溜井17，经阶段运输系统运出。

本发明当沿脉回采进路16位于下盘围岩里时，沿脉回采进路顶板围岩扩大到整个沿脉回采进路16的宽度，以扩大出矿口流动带宽度，来增大散体流动带的宽度。