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CN111058847B - 一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法 - Google Patents

一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法，属于地下采矿技术领域，该开采方法包括根据矿体厚度划分矿块、采准切割、凿岩出矿、空区充填等步骤。本发明采用交错布置出矿进路的方式，减小巷道暴露面积，增加出矿层巷道稳定性，提升底部结构安全性，既有进路式开采安全性能高的优点，又有开采工艺机械化程度高、生产能力大等优点，采用本方法进行厚大矿体开采，开采成本低，作业人员少，集中生产，便于管理，生产能力大，劳动生产率高。

Description

一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法
技术领域
本发明属于地下采矿技术领域，具体地说，涉及一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法。
背景技术
在我国西部地区某多金属矿山，矿体长度500-1000m，宽度200-500m，厚度约50m，矿区地质构造简单，构造破碎带不发育，矿体顶底板岩层较完整稳固，地下水不具较大的静水压力，其他不良工程地质问题较单一，开采技术条件较好。使用传统采矿方法开采生产能力低下，损失贫化率高。本发明提供了一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法，以解决传统空场法存在的回采率和采矿效率低的问题，意在丰富我国厚大矿体机械化开采方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，例如传统空场法存在的矿柱回收困难和空区处理困难问题，传统崩落采矿法存在的崩落上盘围岩破坏上盘低品位矿体开采技术条件造成资源无法回收等问题。提供了一种能实现资源的高效回收、回采成本低、技术先进和安全可靠的厚大矿体连续机械化开采方法。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法，包括以下步骤：
步骤一、划分矿块矿块高50-60m，矿块宽30m；分层高度10-15m。这里的矿体是铜铁矿，矿体平均倾角55-75度，矿层的厚度平均在40-95m左右，矿体上盘主要为白云岩，矿体下盘为钾长花岗斑岩或白云岩。
步骤二、采准切割：
采准：从中段运输平巷向矿体下盘掘进出矿联络巷道、中央穿脉平巷和出矿溜井；
拉底：施工出矿平巷、出矿进路、堑沟平巷、回风井、切割天井、劈漏，拉底工作采用中深孔V形堑沟一次拉底方式，首先在堑沟平巷中钻凿上向平行炮孔，以切割天井为自由面爆破形成切割槽。形成切割槽后开始进行拉底工作，在拉底凿岩道中钻凿倾斜上向孔。完成上向、水平扇形深孔凿岩工作后，进行爆破落矿并用机械设备松动出渣。爆破出矿后平行堑沟间上部连通形成高度5m左右的拉底空间，以此形成上部矿体崩落的暴露顶板；
分层施工：开凿分层联络巷道、凿岩联络巷道、凿岩平巷。
步骤三、凿岩出矿：
拉底采用扇形中深孔，逐次爆破形成堑沟底部结构；大直径深孔在凿岩硐室内施工钻孔。采场端部首先采用VCR法拉槽，然后分段侧向爆破。侧向爆破时，采用粉状硝铵炸药连续耦合装药，非电毫秒导爆管雷管微差起爆。爆破后待采场通风完全后，采用铲运机集中在采场底部出矿，铲取崩落矿石经溜井下放至中段运输巷道运出。
步骤四、空区充填：矿体回采完成后，根据围岩稳定性实际情况，通过不同强度胶结体或尾砂充填采空区。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
1.本发明对传统采矿方法底部结构进行优化，采用交错布置出矿进路的方式，减小巷道暴露面积，增加出矿层巷道稳定性，提升底部结构安全性。
2.本发明既有进路式开采安全性能高的优点，又有开采工艺机械化程度高、生产能力大等优点，采用本方法进行厚大矿体开采，开采成本低，作业人员少，集中生产，便于管理，生产能力大，劳动生产率高。
3.本发明采用嗣后充填，回采作业安全，能有效控制采矿损失贫化，能尽量多地回收矿产资源，延长矿山服务年限。随着回采的进行及时处理采空区，避免采区及其上覆岩层垮塌，有效保护低品位矿体开采技术条件，实现“保护性”开采，并且能够实现多中段同时生产，确保矿山生产能力。采用尾砂对采空区进行充填，能处理部分选矿尾砂，减少其在地表的堆存，社会和环保意义明显。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法剖面图。
图2是图1的B-B右视图；
图3是图1的C-C俯视图；
图4是图1的D-D俯视图；
图中：1-分层联络巷道，2-出矿联络巷道，3-崩落矿石，4-炮孔，5-中段穿脉平巷，6-凿岩联络巷道，7-凿岩平巷，8-回风井，9-出矿进路，10-出矿平巷，11-切割天井，12-出矿溜井，13-矿体，14-劈漏，15-堑沟平巷，16-中段运输平巷。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例
以云南某地区铜铁矿为例，该铜铁矿矿体平均倾角65度，矿层较厚，平均50-80m左右，矿体上盘主要为白云岩，矿体下盘为钾长花岗斑岩或白云岩。白云岩原岩较坚硬、致密、性脆，矿体、稳固性较好。参见附图1-4示出图1为A-A剖视图，对应附图2/4中示出的A-A所示，具体步骤如下：
步骤一、划分矿块：
垂直于矿体走向将矿体划分为矿体13，矿块高50-60m，矿块宽30m；分层高度10-15m。
步骤二、采准切割：
采准工程从中段运输平巷16开始施工，从中段运输平巷16向矿体下盘掘进出矿联络巷道2、中央穿脉平巷5和出矿溜井12；之后施工采场拉底层，从出矿联络巷道2开始施工出矿平巷10、出矿进路9、堑沟平巷15、回风井8、切割天井11、劈漏14，拉底工作采用中深孔V形堑沟一次拉底方式，首先在堑沟平巷15中钻凿上向平行炮孔，以切割天井11为自由面爆破形成切割槽。形成切割槽后开始进行拉底工作，在拉底凿岩道中钻凿倾斜上向孔。完成上向、水平扇形深孔凿岩工作后，进行爆破落矿并用机械设备松动出渣。爆破出矿后平行堑沟间上部连通形成高度5m左右的拉底空间，以此形成上部矿体崩落的暴露顶板；最后开展各分层联络道1、凿岩联络巷道6、凿岩平巷7，形成分层采矿工作面。
步骤三、凿岩出矿：
拉底采用中深孔拉底，YGZ－90型凿岩机施工扇形中深孔4，排距1.2～1.5m，孔底距1.8～2.0m，逐次爆破形成堑沟底部结构；大直径深孔采用T150型潜孔钻机在凿岩硐室内施工钻孔，孔深约50m，钻孔直径120mm，排距为2.8～3.0m，孔距3.5～4.0m。采场端部首先采用VCR法拉槽，然后分段侧向爆破。侧向爆破时，采用粉状硝铵炸药连续耦合装药，孔底堵塞长度2m，孔口堵塞长度3～4m，非电毫秒导爆管雷管微差起爆。爆破后待采场通风完全后，采用1.5m3铲运机集中在采场底部出矿，铲取崩落矿石3经溜井下放至中段运输巷道运出。
第四步、空区充填：矿体回采完成后，根据围岩稳定性实际情况，通过不同强度胶结体或尾砂充填采空区。
针对厚大连续矿体，传统方法的采矿损失率、矿石贫化率较大，采用崩落法对地表植被破坏较大，易发地表泥石流、塌陷、崩塌等地质灾害。采用本发明方法后，能有效控制采矿损失、贫化，尽可能多地回收矿产资源。同时，通过充填采空区，能够最大限度的保障回采作业安全，避免采区及其上覆岩层垮塌。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (2)

1.一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、划分矿块；
根据矿体厚度、走向划分矿块；这里的矿体是铜铁矿，矿体平均倾角55-75度，矿层的厚度平均在40-95m，矿体上盘主要为白云岩，矿体下盘为钾长花岗斑岩或白云岩；
步骤二、采准切割；
采准，从中段运输平巷(16)向矿体下盘掘进出矿联络巷道(2)、中央穿脉平巷(5)和出矿溜井(12)；
拉底，施工出矿平巷(10)、出矿进路(9)、堑沟平巷(15)、回风井(8)、切割天井(11)、劈漏(14)，拉底工作采用中深孔V形堑沟一次拉底方式，首先在堑沟平巷(15)中钻凿上向平行炮孔，以切割天井(11)为自由面爆破形成切割槽，形成切割槽后开始进行拉底工作，在拉底凿岩道中钻凿倾斜上向孔，完成上向、水平扇形深孔凿岩工作后，进行爆破落矿并用机械设备松动出渣，爆破出矿后平行堑沟间上部连通形成高度5m的拉底空间，以此形成上部矿体崩落的暴露顶板；
分层施工，开凿分层联络巷道(1)、凿岩联络巷道(6)、凿岩平巷(7)；
步骤三、凿岩出矿；
拉底采用扇形中深孔(4)，逐次爆破形成堑沟底部结构；大直径深孔在凿岩硐室内施工钻孔，采场端部首先采用VCR法拉槽，然后分段侧向爆破；侧向爆破时，采用粉状硝铵炸药连续耦合装药，非电毫秒导爆管雷管微差起爆；爆破后待采场通风完全后，采用铲运机集中在采场底部出矿，铲取崩落矿石(3)经溜井下放至中段运输巷道运出；
步骤四、空区充填；
矿体回采完成后，根据围岩稳定性实际情况，通过不同强度胶结体或尾砂充填采空区。
2.根据权利要求1所述的一种厚大矿体连续大孔径深孔爆破机械化开采方法，其特征在于，所述步骤一中矿块的划分方法为：矿块高50-60m，矿块宽30m；分层高度10-15m。
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