破碎矿岩下向阶段深孔预裂矿石自重落矿采矿方法与流程

1.本发明涉及金属矿山技术领域，尤其涉及一种破碎矿岩下向阶段深孔预裂矿石自重落矿采矿方法。


背景技术：

2.在矿山资源开采利用过程中，由于现有采矿方法的局限性，以致矿体与围岩均破碎的矿体无法开采或无法保证在安全的条件下进行开采，造成矿石资源损失较大，将该部分矿石回收，以增加矿山经济效益和延长矿山服务年限，是矿山技术工作的重点之一。目前对破碎矿岩回收的方方法，主要是利用浅孔凿岩爆破的方式，对采矿区进行挑顶回收，显然该方法存在劳动强度大、效率低、安全性差(近年来行业内已发生多起破碎矿体回收的安全事故)等问题或不足，当然随着矿山机械制造水平的发展，安全、高效、可适用于复杂情况的凿岩爆破设备也取得了长足的进步。利用先进的设备研究新的采矿方法，将原采矿方法留存顶底柱进行安全高效的回采，最大限度地回收矿山资源，成为了目前矿山采矿技术研究的重点问题。
3.为解决上述问题，cn 102635356 a公开了“急倾斜薄矿脉多爆破自由面中深孔采矿法”，该方法主要适用于矿体较规则、矿岩较稳固、且要求生产能力大、效率高的倾斜-急倾斜薄矿体开采，对于上下盘与矿体均破碎的急倾斜薄矿体适用性较差；cn 107829739 a公开了“一种急倾斜薄矿脉的采矿方法”，该方法主要采用浅孔落矿方式，若急倾斜矿体上下盘与矿体均破碎，采用浅孔落矿方式，作业人员需进入采场作业，长时间在暴露空间下作业，显然安全性差；cn 111042818 a公开了“一种围岩不稳固急倾斜薄矿脉钨矿体的开采方法”，该方法是使用静态留矿法所采用的采准切割工程结构，采用自下而上分层推进的方式进行，其分层高度为1.6～2.2m，采用浅孔落矿方式，若矿体与围岩赋存条件较差，作业人员需进入采场作业，长时间在暴露空间下作业，显然安全性差；cn112727463a公开了“一种软弱岩层条件下急倾斜薄矿脉的机械化充填采矿方法”，该方法是采用斜坡道开拓、分段运输平巷联络、溜井出矿的采准方式，自下而上逐层回采矿体；采用独头掘进的方式完成拉底进路回采，利用拉底进路形成的采空区作为自由面向下压采矿体；刷扩下盘废石与非胶结充填体形成打底层、浇筑高强度胶结充填体形成胶面层；辅以凿岩台车高效凿岩、喷锚台车快速支护、铲运机集中出矿，此发明机械化强度高，能降低个人劳动强度，但是由于矿岩破碎，支护成本大，且凿岩、出矿需在采场暴露空间下作业，安全性较差。
4.综上所述，现有技术不适用于破碎矿岩条件下急倾斜薄矿体开采。
5.为此，研发一种针对破碎矿岩急倾斜薄矿体的破碎矿岩下向阶段深孔预裂矿石自重落矿采矿方法就显得尤为迫切。


技术实现要素：

6.本发明的任务是为了克服现有技术的不足，针对破碎矿岩的急倾斜薄矿体，提供一种破碎矿岩下向阶段深孔预裂矿石自重落矿采矿方法，它既能高效回收破碎矿石、提高
矿山经济效益和延长矿山服务年限，又能简便易行和安全可靠。
7.本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：
8.破碎矿岩下向阶段深孔预裂矿石自重落矿采矿方法，针对破碎矿岩的急倾斜薄矿体，它包括但不限于将破碎矿体作为回采对象，在采场底部施工脉外运输巷道和拉底巷道，通过掘进出矿穿脉使之贯通作为出矿通道，将采场底部布置的拉底巷道作为补偿空间，在采场下盘脉外围岩中施工人行脉外天井，通过联络道施工凿岩巷道使之两条脉外天井形成完整的凿岩作业空间及通风回路，施工下向阶段深孔,提前增加矿石的预裂，破碎矿石通过自身重力自然垮落，同时辅助在下向阶段深孔中装入适当药量进行爆破，在一定程度上对矿石进行爆破震动，使其下落，落下之后的矿石经出矿通道出矿，每次将崩落矿石出一部分，以保证矿石下落有足够的补偿空间，其余矿石留在采场内起到对上盘的保护作用，以防止上盘垮落导致矿石贫化增大，待采场回采结束后将采场内的矿石一次性均匀放出，使矿石得以安全高效回收。
9.本发明与现有技术相比，具有以下优点或效果：
10.(1)方法简便、技术可靠。表现在彻底解决了上下盘与围岩均破碎矿体回收难度大，矿石损失率高，安全性差的难题，使矿石得以安全高效回收，极大提高了矿山经济效益。
11.(2)安全高效。表现在采准掘进、凿岩爆破、后期出矿等各环节的安全高效，最大限度提高矿石回收率和防范安全风险。
附图说明
12.图1是依据本发明提出的一种破碎矿岩下向阶段深孔预裂矿石自重落矿采矿方法的采场布置主视示意图。
13.图2为图1所示方法的采场布置俯视示意图。
14.图3为图1所示方法的采场布置侧视示意图。
15.图4为图1所示方法的采场布置的爆破炮孔布置俯视示意图。
16.图5为图4所示方法的采场布置的爆破炮孔布置侧视示意图。
17.附图中各标识分别表示：
18.1.脉外天井 2.顶柱 3.围岩 4.凿岩巷道 5.联络道 6.矿体 7.拉底巷道 8.崩矿矿石 9.出矿穿脉 10.脉外运输巷 11.锚杆或锚索 12.炮孔
19.以下结合附图对说明作进一步详细地描述。
具体实施方式
20.如图1-5所示，本发明的破碎矿岩下向阶段深孔预裂矿石自重落矿采矿方法，针对破碎矿岩的急倾斜薄矿体，它包括但不限于将破碎矿体(6)作为回采对象，在采场底部施工脉外运输巷道(10)和拉底巷道(7)，通过掘进出矿穿脉(9)使之贯通作为出矿通道，将采场底部布置的拉底巷道(7)作为补偿空间，在采场下盘脉外围岩(3)中施工人行脉外天井(1)，通过联络道(5)施工凿岩巷道(4)使之两条脉外天井(1)形成完整的凿岩作业空间及通风回路，施工下向阶段深孔,提前增加矿石的预裂，破碎矿石通过自身重力自然垮落，同时辅助在下向阶段深孔中装入适当药量进行爆破，在一定程度上对矿石进行爆破震动，使其下落，落下之后的矿石经出矿通道出矿，每次将崩落矿石(8)出一部分，以保证矿石下落有足够的
补偿空间，其余矿石留在采场内起到对上盘的保护作用，以防止上盘垮落导致矿石贫化增大，待采场回采结束后将采场内的矿石一次性均匀放出，使矿石得以安全高效回收。
21.本发明的工艺可以进一步是：
22.所述采场上部需留一定厚度的顶柱(2)以保证上部中段的工程不被破坏；与此同时，在顶柱(2)下部通过联络道(5)施工凿岩巷道(4)，同时对凿岩巷道(4)顶和矿体上下盘进行锚杆或锚索(11) 网支护，同时可以根据现场实际情况施工喷浆支护，以确保凿岩作业安全。
23.所述采场高度为40～60m，采场长度为20～60m。
24.所述下向阶段深孔凿岩布孔方式为深孔布孔凿岩，落矿采用矿石自重落矿方式，局部矿石需要采用爆破震动的方式落矿，爆破落矿方式为孔间微差下向多次爆破落矿，既能提前增加矿石与围岩的预裂，又能因下向多次爆破减小爆破震动而减少对矿体(6)上下盘围岩的破坏。
25.所述下向阶段深孔布置炮孔(12)的角度与矿体(6)倾角的角度相近。
26.所述下向阶段深孔布置炮孔(12)的排间距为1.2～1.6m，炮孔(12)孔距为矿体厚度；炮孔(12)孔径为50～70mm，孔深一般为20～50m，另适时用套管保护炮孔(12)不被破坏，炸药单耗一般不大于0.5kg/t。
27.所述炮孔(12)装药直接填装散装炸药或者填装卷装炸药，利用微差型雷管进行孔间微差孔底反向起爆。
28.所述孔间微差孔底反向起爆以下方沿脉巷道为自由面，微差时间为25～50毫秒。
29.所述采场出矿方式应采用遥控铲运机，以保障作业人员及设备安全。
30.实施例
31.河南某矿业公司经营以金为主要产品的金属矿山，矿区430中段26-30线矿体与上下盘均比较破碎，遇水泥化，构造带50m左右，矿体在构造带内成矿，采切工程成型难度较大，需支护。矿块回采难度较大，由于上下盘围岩与矿体稳定性均较差，采用常规留矿法，随着作业面的推进，作业人员长时间在暴露空间下作业，安全性很难保证。
32.应用本发明的方法将破碎矿体(6)作为回采对象，在采场底部施工脉外运输巷道(10)和拉底巷道(7)，通过掘进出矿穿(9)使之贯通作为出矿通道，将采场底部布置的拉底巷道(7)作为补偿空间，在采场下盘脉外施工人行通风天井(1)，通过联络道(5)施工凿岩巷道使之两条天井形成完整的凿岩作业空间及通风回路，施工下向阶段深孔提前增加矿石的预裂，破碎矿石通过自身重力自然垮落，同时辅助在阶段深孔中装入适当药量进行爆破，在一定程度上对矿石进行爆破震动，使其下落，落下之后的矿石通过出矿通道出矿，每次将落下的矿石出一部分，保证矿石下落有足够的补偿空间，其余矿石留在采场内起到对上盘的保护作用，防止上盘垮落导致矿石贫化增大，待采场回采结束后将采场内的矿石一次性均匀放出。彻底解决了上下盘与矿体均破碎矿体回收难度大，矿石损失率高，安全性差的难题，矿石得以安全高效回收，极大提高了矿山经济效益。
33.如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明最佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。