一種急傾斜薄礦體機械化地下開採方法
2023-09-20 10:48:10 1
專利名稱：一種急傾斜薄礦體機械化地下開採方法
技術領域：
本發明屬於採礦工程領域，特別涉及一種急傾斜薄礦體機械化地下開採方法。
背景技術：
金礦石是生產黃金的重要原料，而黃金將在未來國際貨幣體系中佔據越來越重要的地位，同時黃金對保障國家經濟及金融安全具有重要意義。而隨著我國金礦資源的日益減少，一些複雜難採和難選的金礦資源已成為黃金企業開採的對象，青海山金礦業有限公司所屬的某金礦礦體地處高海拔地區，傾角急傾斜、厚度薄，屬於典型的難採急傾斜薄礦體。國內外對如何開採此類礦床的研究較少，通常採用淺孔留礦法和削壁充填法作為主要開採方法。若採用這兩種傳統方法開採此類礦體具有勞動強度大、生產效率低、採切工程量大和開採成本高等缺點。
發明內容
本發明的目的是針對地下礦山開採急傾斜薄礦體具有生產效率低、採切工程量大、安全條件差、資源浪費嚴重等問題，設計一種機械化採礦方法，既能簡化採礦工藝流程，提高資源回收率，又能減少採準、切割工程量、縮短施工工期、降低工程費用、提高礦石運搬效率和安全條件。嗣後廢石充填中深孔機械化採礦法共有10部分組成，分別是1_上分段沿脈巷道；2_下分段沿脈巷道；3_切割井；4_中深孔鑿巖臺車；5_回採中深孔；6_鏟運機；7-低品位礦柱；8_廢石充填料；9_礦體；10_放礦溜井。設計步驟為
(I)礦塊構成要素
礦塊沿走向布置，採場長30 100m，分段高度13 15m，礦塊寬度為礦體9厚度，礦塊留設3 5m低品位礦柱。(2)採準和切割
主要採準和切割工程有斜坡道聯絡道、上下分段沿脈巷和切割井等。在礦體9下盤布置斜坡道，垂高每隔13 15m施工聯絡道與礦體9相連。沿礦脈拉開，分段巷淨斷面(2. 2 3. 5mX3 5m)，作為脈內回採鑿巖巷，在礦塊端部沿礦體9傾向開掘切割井(I. 5 2. 5mXl. 5 2. 5m)，作為中深孔回採的自由面。分段沿脈鑿巖巷一般採用漲殼式或管縫式錨杆護頂，穩定性較差時增加錨杆+金屬網聯合支護。(3)回採和出礦 ①回採
採用後退式回採，回採工作自礦體9兩翼切割槽向中部聯絡巷後退式開採，在分段沿脈巷中進行鑿巖、爆破、通風、出礦、鬆動浮石處理和回填廢石充填採空區等作業。②鑿巖、爆破
採用中深孔鑿巖臺車施工，依礦體傾角向上傾斜開鑿炮孔，炮孔排距I. 2 2. Om,間距
0.5 I. 5m,孔深12m 14m,炮孔直徑51 76mm,採用風動裝藥器裝藥,乳化炸藥分段微差爆破，導爆管起爆。
③通風
採場採用壓入式通風，新鮮風流自斜坡道由通風管道(o 700mm)引入採場，清洗工作面後，汙風經上水平分段巷、倒段風井和平硐排出地表。④採場礦石搬運
採場炮煙排除後，鏟運機進入採場出礦，如果需進入採空區，要選用遙控鏟運機出礦，避免司機被滾石砸傷，運距小於150m時，鏟運機可直接將礦石運至放礦溜井中，大於150m時，通過12t卡車倒運。⑤採空區處理
空區處理方法是採用掘進的廢石充填，由鏟運機或坑內卡車自廢石溜井運輸廢石回填空區。本發明設計的嗣後廢石充填中深孔機械化採礦法特別適合高海拔地區金礦床的開採，該方法不僅機械化程度高、工人勞動強度低、採準和切割工程量小、回採工藝簡單且工作安全條件好，礦石回收率達90%以上，能最大限度地回收利用資源。特別適用於海拔3600m以上，傾角大於60°、水平厚度I. 5m以下的礦體開採，其特點是既能簡化採礦工藝流程，提高勞動強度和資源回收率，又能減少採準、切割工程量，縮短施工工期，降低開採成本，並能保證安全生產。
圖I為嗣後廢石充填中深孔機械化採礦法立面示意圖，其中L=30 100m，hl=3 5m，h2=3 5m，h3=13 15m。圖2為回採中深孔布置示意圖。
具體實施例方式 嗣後廢石充填中深孔機械化採礦法共有10部分組成，分別是1_上分段沿脈巷道；2-下分段沿脈巷道；3_切割井；4_中深孔鑿巖臺車；5_回採中深孔；6_柴油鏟運機；7_低品位礦柱；8_廢石充填料；9-礦體；10_放礦溜井。設計步驟為
(I)礦塊構成要素
礦塊沿走向布置，採場長30 100m，分段高度13 15m，礦塊寬度為礦體厚度，礦塊留設3 5m低品位礦柱。(2)採準和切割
主要採準和切割工程有斜坡道聯絡道、上下分段沿脈巷和切割井等。在礦體下盤布置斜坡道，垂高每隔13 15m施工聯絡道與礦體相連。沿礦脈拉開，分段巷淨斷面(2. 2 3. 5mX 3 5m)，作為脈內回採鑿巖巷，在礦塊端部沿礦體傾向開掘切割井(I. 5 2. 5mXl. 5 2. 5m)，作為中深孔回採的自由面。分段沿脈鑿巖巷一般採用漲殼式或管縫式錨杆護頂，穩定性較差時增加錨杆+金屬網聯合支護。(3)回採和出礦 ①回採
採用後退式回採，回採工作自礦體兩翼切割槽向中部聯絡巷後退式開採，在分段沿脈巷中進行鑿巖、爆破、通風、出礦、鬆動浮石處理和回填廢石充填採空區等作業。
②鑿巖、爆破
採用Atlas Copco K41X採礦鑿巖臺車施工傾斜(依礦體傾角)上向炮孔,炮孔排距I. 2 2. Om,間距0. 5 I. 5m,孔深12m 14m,炮孔直徑51 76mm,米用風動裝藥器裝藥，乳化炸藥分段微差爆破，導爆管起爆。③通風
採場採用壓入式通風，新鮮風流自斜坡道由通風管道(O 700_)引入採場，清洗工作面後，汙風經上水平分段巷、倒段風井和平硐排出地表。④採場礦石搬運
採場炮煙排除後，鏟運機(型號=TORO 151)進入採場出礦，如果需進入採空區，要選用遙控鏟運機出礦，避免司機被滾石砸傷，運距小於150m時，鏟運機可直接將礦石運至放礦溜井中，大於150m時,通過12t卡車倒運。⑤採空區處理·
空區處理方法是採用掘進的廢石充填，由鏟運機或坑內卡車自廢石溜井運輸廢石回填空區。某金礦礦帶均產於中新元古代萬保溝群，礦體形態簡單，呈脈狀、透鏡狀、囊狀、串珠狀，在走向及傾向上具分枝複合，尖滅再現，膨大收縮現象。金礦帶走向近東西，傾向南，傾角陡、緩變化大，一般在45° 75°之間，產狀與地層相一致。礦帶出露範圍東西長約3. Okm,南北寬約I. Okm,礦區主要為石英脈且較發育,脈寬一般為0. 3 4. Om,平均厚度
I.5m。頂板為含炭質千枚巖，底板為含炭絹雲石英千枚巖，穩定性較好；礦石類型為石英脈型和構造蝕變巖型兩種，屬於典型的難採急傾斜薄礦體。採用嗣後廢石充填中深孔機械化採礦法對礦床進行回採，具體參數是
(1)脈內布置採準、鑿巖和運輸巷道，沿礦體走向留設5m間柱，並布置2mX2m切割天井與上分段採準巷道相通，採場長100m。採用中深孔鑿巖臺車沿礦體傾向鑽鑿平行炮孔；
(2)採用中深孔爆破崩落礦石。孔深12 14m,孔徑64mm,最小抵抗線I.2m,孔距I. 5m,炮孔平行布置，一次爆破長度3 Sm，分段微差爆破，導爆管起爆。(3)崩落的礦石由鏟運機運至礦石溜井，需要進入採空區出礦時採用遙控鏟運機，運距較長時採用坑內12t卡車倒運到礦石溜井。實施嗣後廢石充填中深孔機械化採礦法主要特點是
(I)克服了淺孔留礦法勞動強度大、生產效率低、採切工程量大和開採成本高等缺點，利用中深孔鑿巖臺車鑽鑿炮孔，風動裝藥器裝藥，礦石回收率達90%以上，最大限度地回收利用了資源。(2)回採工藝簡單化。採用機械化採礦方法，直接沿礦體傾向布置切割井後，即可沿脈內進行後退式回採，既能簡化採礦工藝流程，提高資源回收率，又能減少採準、切割工程量、縮短施工工期、降低工程費用。(3)採用無軌設備柴油鏟運機結合坑內礦車聯合出礦，機械化效率更高，需要進入採空區出礦時，採用遙控鏟運機，保證了工作人員的安全。
權利要求
1. 一種急傾斜薄礦體機械化地下開採方法，其特徵包含十個組成部分上分段沿脈巷道(I)、下分段沿脈巷道(2)、切割井(3)、中深孔鑿巖臺車(4)、回採中深孔(5)、鏟運機(6)、低品位礦柱(7)、廢石充填料(8)、礦體(9)、放礦溜井(10)； 設計步驟為 (1)礦塊構成要素 礦塊沿走向布置，採場長30 100m，分段高度13 15m，礦塊寬度為礦體(9)厚度，礦塊間留設3 5m低品位礦柱(7)； (2)採準和切割 採準和切割工程有斜坡道聯絡道、上下分段沿脈巷和切割井； 在礦體(9)下盤布置斜坡道，垂高每隔13 15m施工聯絡道與礦體(9)相連；上分段沿脈巷道(I)、下分段沿脈巷道(2)，其淨斷面2. 2 3. 5mX3 5m ;在礦塊端部沿礦體(9)傾向開掘切割井(3)，其斷面為I. 5 2. 5mX I. 5 2. 5m，作為中深孔回採的自由面；分段沿脈巷道採用管縫式錨杆護頂，穩定性較差時增加帶託盤錨杆與金屬網聯合支護； (3)回採和出礦 ①回採採用後退式回採，回採工作自礦體(9)兩翼切割槽向中部聯絡巷後退式開採，在分段沿脈巷中進行鑿巖、爆破、通風、出礦、鬆動浮石處理和回填廢石充填採空區作業； ②鑿巖與爆破採用中深孔鑿巖臺車(4)依礦體(9)傾角向上傾斜開鑿炮孔，炮孔排距I. 2 2. Om,間距0. 5 I. 5m,孔深12m 14m,炮孔直徑51 76mm,米用風動裝藥器裝藥，乳化炸藥分段微差爆破，導爆管起爆； ③通風採場採用壓入式通風，新鮮風流自斜坡道由O700mm通風管道引入採場，清洗工作面後，汙風經上水平分段巷、倒段風井和平硐排出地表； ④採場礦石搬運採場炮煙排除後，鏟運機(6)進入採場出礦，如果需進入採空區，要選用遙控鏟運機出礦，避免司機被滾石砸傷，運距小於150m時，鏟運機可直接將礦石運至放礦溜井(10)中，大於150m時,通過12t卡車倒運； ⑤採空區處理空區處理方法是採用掘進的廢石充填，由鏟運機或坑內卡車自廢石溜井運輸廢石充填料(8)回填空區。
全文摘要
一種急傾斜薄礦體機械化地下開採方法，屬於採礦工程領域。設計過程為1、沿礦體傾向布置切割天井(3)，分段高度為13～15m。2、沿回採方向採用中深孔鑿巖臺車(4)布置平行炮孔(5)，採用風動裝藥器裝藥，回採長度3～8m。3、柴油鏟運機(6)搬運崩落的礦石以及搬運廢石充填採空區。本發明的主要優點是既能簡化採礦工藝流程，提高資源回收率，又能減少採準、切割工程量、縮短施工工期、降低工程費用。
文檔編號E21C41/22GK102720500SQ20121016424
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者戚偉, 景泮印, 朱先洪, 趙偉 申請人:青海山金礦業有限公司