一种水平或缓倾斜薄矿体斜向掏槽采矿工艺

摘要

本发明公开了一种水平或缓倾斜薄矿体斜向掏槽采矿工艺，包括以下步骤；步骤1：首先沿矿体下盘掘进运输巷道；步骤2：视矿体倾角掘进切割上山，若矿体的倾角小于设备的爬坡极限，则直接在垂直运输巷道方向掘进切割上山，若矿体的倾角在12°～30°，超过设备的爬坡极限时，应将切割上山斜向布置以确保采矿设备能够顺利作业；步骤3：在掘进切割上山时，利用进路矿岩分采采矿工艺将巷道中的矿石采出。本发明可以极大的降低水平薄矿体开采过程中的废石混入率、崩落矿石的运输费用等，同时崩落的废石可以直接运输至附近已回采完毕的切割巷道或切割上山中而不需要将其运出地表，提高矿石的开采效率同时节约运输等采矿成本。

说明书

技术领域

本发明涉及地下采矿技术领域，特别涉及一种水平或缓倾斜薄矿体斜向掏槽采矿工艺。

背景技术

近年来，开采水平或缓倾斜薄矿体大多采用房柱采矿法。但当采用房柱法开采厚度较薄的矿体时因矿体厚度较薄所以采矿作业空间有限，房柱法在实际的开采过程中存在矿岩混采且需留大量规则矿柱的现象，因此在水平或缓倾斜的薄矿体开采过程中存在矿石损失大、采矿作业效率低、矿岩混采、崩落矿石运输成本高等问题。

近些年随着矿山大型机械化设备和人工智能等信息化技术的快速发展，针对难采矿床的开采技术已经有了明显的改善，但对于水平或微倾斜薄矿体开采仍然面临着诸多问题，主要表现在：

矿体厚度较薄，采矿作业空间有限，特别是当矿体和围岩混采时，矿石的损失和贫化严重、矿岩混采后部分废石因与矿石一起被运出地表进行选矿作业而导致崩落矿石的运输成本和后期的选矿成本较大；

若采用房柱法开采，为保证作业安全，采场一般需预留圆柱形规则矿柱以维护顶板稳定，且矿柱矿量损失较大。

当采用房柱法开采水平薄矿体时，对于矿房的开采大多采用前进式或后退式开采，即沿着矿房全断面将矿石和围岩同时崩落，如此便会出现较大规模的矿岩混采现象，导致废石的混入率较大。

发明内容

为了解决水平或缓倾斜薄矿体在开采过程中诸如采矿作业空间狭小、采矿效率低、废石混入率大、矿岩混采运输成本大、采矿成本高等问题，本发明提出了一种水平或缓倾斜薄矿体斜向掏槽采矿工艺，可以极大的降低水平薄矿体开采过程中的废石混入率、崩落矿石的运输费用等，同时崩落的废石可以直接运输至附近已回采完毕的切割巷道或切割上山中而不需要将其运出地表，提高矿石的开采效率同时节约运输等采矿成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种水平或缓倾斜薄矿体斜向掏槽采矿工艺，包括以下步骤；

步骤1：首先沿矿体4下盘掘进运输巷道6；

步骤2：视矿体4倾角掘进切割上山3，若矿体4的倾角小于设备的爬坡极限，则直接在垂直运输巷道6方向掘进切割上山3，若矿体4的倾角在12°～30°，超过设备的爬坡极限时，应将切割上山3斜向布置以确保采矿设备能够顺利作业；

步骤3：在掘进切割上山3时，利用进路矿岩分采采矿工艺将巷道中的矿石采出。

所述步骤1中，沿矿体4走向划分为矿房并预留连续规则矿柱 2，在矿体4下盘布置运输巷道6。

所述步骤2中，视矿体4倾角分别在与运输巷道6垂直方向上或是与运输巷道6有一定的夹角方向掘进切割上山3，并留四边形矿柱 2以维护顶板，之后在两个相邻的切割上山3之间掘进切割平巷1将两相邻切割上山联通将矿体4划分为一定大小的矿格。

所述的矿格中对矿石和废石分开爆破以实现矿岩分采，通过合理确定爆破技术参数使得爆破效果最佳来确定炮孔角度。

所述步骤3中以切割平巷1或是切割上山3为自由面，采用接钎头钻孔的方式和在切割平巷1和切割上山3同时作业的方法在矿石层开凿炮孔以剥离矿石，将剥离的矿石直接运输至地表，之后再对矿格中的废石进行爆破以扩大工作面，同时将爆破后的废石直接运输至附近已开采完毕的矿格中或是附近的切割上山3、切割平巷1中而不再将其运至地表。

所述矿体4厚度为0.8m～1m的水平或缓倾斜薄和极薄矿体；矿石和围岩坚硬程度：坚固性系数f＝8左右的较坚硬岩石和矿石。

本发明的有益效果：

1.降低了对矿体厚度的要求，一般采矿方法对采高在1.5m以上，要求矿体厚度也在1.5m以上(削壁法中矿体厚度要求可以小于采高，但是为了满足采高，需要崩落围岩)，但是该采矿法采高可以将至0.8m，适应性强，有利于对难采矿体进行开发利用，避免资源浪费。

2.降低了贫化率，在薄矿体开采中，往往需要切割围岩形成切割空间，满足落矿或者作业空间要求，往往博矿体开采贫化率很高，该采矿法不切割爆破围岩，贫化率低。

附图说明

图1是沿垂直运输巷道布置切割上山。

图2是掏槽爆破掘进切割上山。

图3是掏槽爆破下部岩石形成补偿空间。

图4是在矿格中凿水平中深孔剥离矿石。

图5是剥离矿石后形成的四边形矿柱。

图6是沿与运输巷道一定夹角布置切割上山。

附图标记：

1-切割平巷，2-矿柱，3-切割上山，4-矿体，5-水平中深孔，6-运输巷道

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

采场：如图1图6所示，沿矿体4走向划分为矿房并预留连续规则矿柱2，在矿体4下盘布置运输巷道6，之后视矿体4倾角分别在与运输巷道6垂直方向上或是与运输巷道6有一定的夹角方向掘进切割上山3，并留四边形矿柱2以维护顶板，之后在两个相邻的切割上山3之间掘进切割平巷1将两相邻切割上山联通将矿体4划分为一定大小的矿格。

回采工艺：在上述1中所述的矿格中对矿石和废石分开爆破以实现矿岩分采的目的，具体操作如下：如图1所示，首先沿垂直运输巷道6的方向或是与之有一定的夹角方向采用进路矿岩分采采矿工艺掘进切割上山3；之后采用同样的工艺掘进切割平巷1以连接两相邻切割上山3同时将矿体4划分为一定大小的矿格如图1图6，之后对其中的矿石和岩石分开爆破以达到矿石和岩石分采的目的，即通过合理确定爆破技术参数使得爆破效果最佳来确定炮孔角度如图1图6；

具体方法为：由于作业空间有限，故以切割平巷1或是切割上山 3为自由面采用接钎头钻孔的方式和在切割平巷1和切割上山3同时作业的方法在矿石层开凿炮孔以剥离矿石，将剥离的矿石直接运输至地表，之后再对矿格中的废石进行爆破以扩大工作面，同时将爆破后的废石直接运输至附近已开采完毕的矿格中或是附近的切割上山3、切割平巷1中而不再将其运至地表，极大的降低开采矿石的运输成本；之后重复上述步骤直至所有矿格中的矿石开采完毕。

实施例：

下面就结合某金属矿山来详细阐述该采矿工艺。

矿体形态：

矿体4厚度：厚度为0.8m～1m的水平或缓倾斜薄和极薄矿体；矿石和围岩坚硬程度：坚固性系数f＝8左右的较坚硬岩石和矿石；开采工艺：一种水平或缓倾斜薄矿体斜向掏槽采矿工艺。

原开采设计方案为房柱采矿法，由于矿体厚度较小，采用房柱法则需要留规则矿柱，矿石的损失较大，且会出现大量矿岩混采现象，同时矿岩混采导致废石的混入率大，采矿效率低下，采出矿石运输成本高等。

本申请采用一种水平或缓倾斜坚硬薄矿体斜向掏槽采矿工艺，其主要特点是实现矿石和岩石分开回采的采矿目标，方法详见附图1-5，具体方案如下。

1.采场布置：盘区沿走向布置，长度90～120m，宽为矿体4 水平厚，采场内预留规则四边形矿柱2，间距15m×15m，将矿体4 划分为矿房和矿柱，在切割上山3后依据掘进切割平巷1将两个相邻的切割上山相连接使之将矿床划分成一定大小的矿格，每个矿格周围掘有2条切割平巷1和两旁的切割上山2，这也为后续剥离矿石提供足够的自由面；

2.回采工艺：由于该矿体厚度较薄，故采用单层一次回采的采矿工艺，从矿体4位置水平开始沿单一分层连续回采全矿体；具体做法为直接在矿格中通过合理确定相关爆破技术参数确定水平中深孔凿岩角度，之后直接在薄层矿石中采用接钎头方法凿水平炮孔以崩落矿石，再将崩落的矿石直接运出地表，之后崩落上部废石以扩大工作面，然后重复掏槽剥离矿石；最后在矿格中形成四边形矿柱 2以支撑顶板稳定。