一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法

摘要

本发明公开了一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法，沿着矿体走向将矿体划分为若干矿块，矿块长度40～80m，每个矿块再划分为矿房和矿柱，矿房和矿柱的底部中间设有间柱；沿矿体走向布置上盘沿脉回风巷和下盘沿脉运输巷，下盘沿脉运输巷布置在矿体外并与矿体走向平行；溜井布置在下盘沿脉运输巷另一侧；当矿体厚度大于40m时，矿房和矿柱垂直于矿体走向布置，出矿巷在两采场底部中间垂直矿体走向布置，采场长度为矿块长度，采场宽度为13‑20m,采场高度为40～100m，凿岩硐室布置在上中段底部。本发明方法中二步骤回采时，无需在充填体内掘进，生产能力大、采准工程量小、高效的新方法。

说明书

技术领域：

本发明属于地下矿山采矿技术领域，是一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法。主要适用于矿岩稳固性好，矿体厚度大于26m倾斜矿体。

背景技术：

在矿山开采中，采用矿房中间施工凿岩巷，在矿房两边的矿柱中间施工出矿巷，向矿房凿岩巷施工出矿进路。底部采用V型堑沟受矿，从矿房两侧出矿。在进行二步骤回采时，出矿巷在充填体内掘进，施工困难，需要型钢支护，然后浇筑混凝土，施工成本高，进度慢、安全风险高。 中、深孔落矿嗣后充填采矿法生产能力大，作业人员安全性高，对地表环境影响小。 高浓度胶结充填技术已广泛应用，充填体强度能满足开采实际需要，为矿山规模、高效、安全开采，提供了安全有力保障。

中国专利号ZL 201610439450.X 的《一种地下矿山双采场协同开采的新方法》中，在矿块内划分左矿房和右矿房，最后左矿房堆积较高残矿，难以回收。文中没说明采用无人遥控铲运机出残矿，即使采用无人遥控铲运机出矿，在采空区内出堆积较多残矿，无人遥控铲运机可能被冒落矿石砸到，废弃在采空区内；二步骤回采时，在开采矿柱，需要在充填体内掘进，施工困难，支护成本高。没有解决减少采准工程量和在充填体内掘进施工困难，支护成本高的难题。

发明内容：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，针对现有技术的缺陷，提供一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法，二步骤回采时，无需在充填体内掘进，生产能力大、采准工程量小、高效的新方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法，其特征在于：包括有以下步骤：

1）、沿着矿体走向将矿体划分为若干矿块，矿块长度40～80m，每个矿块再划分为矿房和矿柱，矿房和矿柱的底部中间设有间柱。

2）、沿矿体走向布置上盘沿脉回风巷和下盘沿脉运输巷，下盘沿脉运输巷布置在矿体外并与矿体走向平行；溜井布置在下盘沿脉运输巷另一侧； 当矿体厚度为26～40m时，矿房和矿柱平行于矿体走向布置，出矿巷在两采场底部中间平行矿体走向布置，采场长度为矿块长度，采场宽度为矿体厚度的一半，采场高度为40～100m，凿岩硐室布置在上中段底部。

当矿体厚度大于40m时，矿房和矿柱垂直于矿体走向布置，出矿巷在两采场底部中间垂直矿体走向布置，采场长度为矿块长度，采场宽度为13-20m,采场高度为40～100m，凿岩硐室布置在上中段底部。

3）、采场开采采用隔一采一或隔三采一的方式。

4）、在每个矿块的矿房内开凿出与出矿巷呈45°夹角的出矿进路，出矿进路的另一端均布置有凿岩巷； 在矿块上中段底部布置凿岩硐室，当围岩稳固时，边孔靠近矿体边界线布置，施工硐室时向矿体边界线外扩大0.8m；当围岩稳固性较差或靠近充填体时，硐室施工在采场边界线上，边孔布置在距边界线1m～1.5m。

5）、所述凿岩巷又为受矿巷，在受矿巷一端布置竖直的切割井，在受矿巷内利用中孔凿岩机凿岩，以切割井为自由面，切割井和受矿巷为补偿空间挤压控制爆破形成切割槽，以切割槽和受矿巷为补偿空间爆破形成偏V型受矿堑沟，V型受矿堑沟高度为12～15m，从出矿进路将崩落矿山利用铲运机运至溜井；

6）、在矿块上中段布置深孔凿岩硐室，利用大直径深孔凿岩机施工竖直向下炮孔，采用控制爆破技术形成切割槽，利用切割槽和偏V型受矿堑沟作为自由面和补偿空间，采用控制爆破技术进行侧向爆破；爆破下来的矿石，由铲运车运至溜井，提升至地表，完成回采；

7）、回采结束后，采空区采用嗣后尾砂胶结充填法填充，充填完成一个月后，将每个矿块重新划分矿房与矿柱，将嗣后尾砂胶结充填作为矿柱，重复步骤4）、5）、6）工艺对矿柱内的矿石进行回收，矿块回采结束。

一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法，其特征在于：步骤4）中，在矿块上中段底部布置凿岩硐室，当围岩稳固时，边孔靠近矿体边界线布置，施工硐室时向矿体边界线外扩大0.8m；当围岩稳固性较差或靠近充填体时，硐室施工在采场边界线上，边孔布置在距边界线1m～1.5m。

一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法，其特征在于：所述出矿巷、出矿进路和凿岩巷均为三分之一三心拱。

一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法，其特征在于：步骤5）中，偏V型受矿堑沟采用YGZ90中深孔凿岩机凿岩，在凿岩巷道中进行作业，炮孔直径Φ70mm，炮孔排距为1.5m,孔距为1.8～2.0m。采用BQF-100装药器装药，使用2#岩石或铵松蜡炸药，采用非电毫秒雷管多排微差控制爆破技术，炮孔延米平均崩矿量6～8吨，回采炸药单耗每吨0.48 公斤。

一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法，其特征在于：步骤6）中，根据生产情况进行落矿，在装药前用预制混凝土塞堵孔，填砂1.2～1.5m后进行装药，采用间隔装药，装1.6m～2.0m乳化炸药间隔1.2m砂；用非电起爆系统双路起爆，采用毫秒微差爆破控制单向药量，每段炸药量不超过300kg，回采炸药单耗每吨0.37公斤。

一种地下矿山相邻两个采场一条出矿巷的采矿方法，其特征在于：步骤7）中，在出矿进路砌筑充填挡墙，上中段架设充填管至采场进行充填，矿房采用全尾砂胶结充填，充填料浆的浓度控制在68～75%，采空区底部10m高度的灰砂比为1:4，10m～20m灰砂比采用1:6，中间灰砂比为1:18，上部8m灰砂比为1:6；充填矿柱底部10m高度采用的灰砂比1:4胶结充填，中部采用全尾砂充填，上部8m灰砂比为1:6充填。

矿块上中段布置深孔凿岩硐室，利用大直径深孔凿岩机施工竖直向下炮孔，采用控制爆破技术形成切割槽，利用切割槽和偏V型受矿堑沟作为自由面和补上空间，采用控制爆破技术进行侧向爆破。控制偏V型受矿堑沟矿石堆积量，爆破产生冲击波和崩落矿石堆采场底部结构冲击较大，堆积矿石对采场底部结构有保护作用。

本发明的优点是：

1)该采矿法适用于矿岩稳固性好的厚大倾斜矿体，在两个采场底部中间掘进出矿巷，向采场内凿岩巷掘进出矿进路，可实现一条出矿巷对相邻两个采场出矿，采准工程量小。

2)根据采场围岩条件布置凿岩硐室具体位置，可有效控制采矿边界。

3)不施工切割巷，采用控制爆破技术爆破形成偏V型受矿堑沟。

4)上部不施工切割井，采用控制爆破技术爆破形成切割槽，采用控制爆破技术进行侧向爆破，矿石大块率少。

5)控制偏V型受矿堑沟矿石堆积量，爆破对采场底部结构冲击较大，堆积矿石对采场底部结构有保护作用。

附图说明：

图1为矿体厚度26～40m采场平面图。

图2为矿体厚度26～40m采场剖面图。

图3为矿体厚度大于40m采场平面图。

图4为矿体厚度大于40m采场剖面图。

具体实施方式：

参见附图。

某铁矿矿带裂隙不发育，岩石力学强度较高，矿岩稳定性较好。采场长50m,宽16.0m，高50m，避免出矿巷在充填体内施工，充填体内施工困难，安全风险大、成本高、采准工程量大。为解决这种情况，采用一种一条出矿巷能满足两个相邻采场出矿的采矿方法。具体实施步骤如下：

采场布置：

沿着矿体走向将矿体划分为若干矿块，矿块长度40～80m，每个矿块再划分为矿房和矿柱，矿房和矿柱的底部中间设有间柱5。

沿矿体走向布置上盘沿脉回风巷2和下盘沿脉运输巷1，下盘沿脉运输巷1布置在矿体外并与矿体走向平行；下盘沿脉运输巷内布设有溜井7。

沿矿体走向布置上盘沿脉回风巷2和下盘沿脉运输巷1，下盘沿脉运输巷1布置在矿体外并与矿体走向平行；下盘沿脉运输巷内布设有溜井7。当矿体厚度为26～40m时，矿房和矿柱平行于矿体走向布置，出矿巷6在两采场底部中间平行矿体走向布置，采场长度为矿块长度，采场宽度为矿体厚度的一半，采场高度为40～100m，凿岩硐室布置在上中段底部。当矿体厚度大于40m时，矿房和矿柱垂直于矿体走向布置，出矿巷6在两采场底部中间垂直矿体走向布置，采场长度为矿块长度，采场宽度为13-20m,采场高度为40～100m，凿岩硐室布置在上中段底部。采场开采采用隔一采一或隔三采一的方式。

采准切割:

在两采场底部中间施工出矿巷6，出矿进路3与出矿巷6呈45°角，出矿巷6和出矿进路3为三分之一三心拱，断面规格：4.4m×3.5m（宽×高）。在出矿巷另一侧布置凿岩巷4，同时又是受矿巷，三分之一三心拱，其断面规格：2.8m×3.0m（宽×高）。在采场上盘凿岩巷一端布置切割井8，其断面规格：1.8m×1.8m，高度为14m。利用中孔凿岩机凿岩，以切割井为自由面，切割井和受矿巷为补偿空间挤压控制爆破形成偏V型切割槽，以切割槽和受矿巷为补偿空间爆破形成偏V型受矿堑沟，高度为12～15m。在采场上中段底部布置深孔凿岩硐室，当矿岩比较稳固时，边孔靠近矿体边缘线布置，施工硐室时向外扩大0.8m,便于潜孔钻机凿岩；当围岩稳固性较差和靠近充填体时，硐室施工在采场边界线上，边孔布置在距边界线1m～1.5m。利用大直径深孔凿岩机施工竖直向下炮孔，采用控制爆破技术形成切井，利用切井和偏V型受矿堑沟作为自由面和补上空间，阶梯式向上分层控制爆破技术进行爆破进行拉井，然后进行侧向控制爆破技术进行爆破。侧向爆破大块率少，深孔主要采用侧向爆破。控制受矿巷内崩落矿石堆积量，矿石未出空前进行爆破，受矿巷内堆积矿石对采场底部结构有保护作用。

回采工作

1、凿岩爆破

偏V型受矿堑沟采用YGZ90中深孔凿岩机凿岩，在凿岩巷道中进行作业，炮孔直径Φ70mm，炮孔排距为1.5m,孔距为1.8～2.0m。采用BQF-100装药器装药，使用2#岩石（或铵松蜡）炸药，采用非电毫秒雷管多排微差控制爆破技术，炮孔延米平均崩矿量6～8吨，回采炸药单耗每吨0.48 公斤。

在采场上中段布置深孔凿岩硐室，高度为3.8m,当矿岩比较稳固时，边孔靠近矿体边缘线布置，施工硐室时向外扩大0.8m,便于潜孔钻机凿岩；当围岩稳固性较差和靠近充填体时，硐室施工在采场边界线上，边孔布置在距边界线1.0m～1.5m。采用T-150潜孔钻机凿岩，大直径深孔直径Φ165mm，施工垂直或倾斜深孔，炮孔间距4.0m，排距3.0m。切割天井位置增加5个竖直孔，拉槽形成4.0m×4.0m切割天井，这样拉槽爆破受到夹制小，爆破效果好。爆破形成切割槽，以切割槽为自由面进行侧向崩矿，侧向爆破矿石大块少、效果好。采场凿岩一次完成，根据生产情况进行落矿，在装药前用预制混凝土塞堵孔，填砂1.2～1.5m后进行装药，采用间隔装药，装1.6m～2.0m乳化炸药间隔1.2m砂。采用非电起爆系统双路起爆，采用毫秒微差爆破控制单向药量，每段炸药量不超过300kg，回采炸药单耗每吨0.37公斤。爆破控制受矿巷内崩落矿石堆积量，受矿巷内堆积矿石对采场底部结构有保护作用。

2、采场通风

新鲜风流由下层沿脉运输巷经出矿巷进入采场工作面，污风经采场进入上中段回风巷，经回风井排出地表。

3、出矿：

爆破下来的矿石，利用6m³JCCY-6铲运机从出矿进路运至溜井，溜至下阶段运输巷，经过电机车牵引矿车，送至溜破系统，提升至地表。

4、充填

采场出矿完毕后，在出矿进路砌筑充填挡墙，上中段架设充填管至采场进行充填，矿房采用全尾砂胶结充填，充填料浆的浓度控制在68～75%，采空区底部10m高度的灰砂比为1:4，10m～20m灰砂比采用1:6，中间灰砂比为1:18，上部8m灰砂比为1:6；充填矿柱底部10m高度采用的灰砂比1:4胶结充填，中部采用全尾砂充填，上部8m灰砂比为1:6充填。