一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法
2023-05-01 19:54:01
一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法
【專利摘要】本發明公開了一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法，沿礦體走向劃分盤區，盤區間留設盤區間柱（5），在盤區間柱（5）內布置上山（1），傾向上每隔20～40m布置一條沿脈聯巷；在礦房端部分別沿走向和傾向開鑿沿脈切割巷（2）和切割上山（3），沿脈切割巷（2）、切割上山（3）分別將第一分層礦脈、巖石夾層、第二分層礦脈一次性全部開鑿；在回採過程中，通過在第一分層礦脈、巖石夾層、第二分層礦脈採用不同的鑿巖爆破參數，將礦脈間夾石剔除，解決了夾石混入礦石的難題，降低礦石貧化率。本發明特別適用於地下金屬礦山多層緩傾斜極薄礦脈且受爆破擾動易粉碎礦脈的開採，實現多層礦脈同時回收，通過全厚度開採改善人員作業和設備作業空間受限問題。
【專利說明】一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種地下礦山採礦方法，尤其是涉及一種含有夾石層的地下金屬礦山多層緩傾斜極薄礦脈的開採方法，特別適合於地下金屬礦山多層緩傾斜極薄礦脈且受爆破擾動易粉碎礦脈的開採。
【背景技術】
[0002]由於礦巖賦存地質條件的複雜，多層緩傾斜極薄礦脈一直屬於難採礦體，該類型礦體的開採面臨一系列難題，如礦脈薄、回採高度低，人員作業空間受限，勞動強度大、效率低；層間夾石無法預先剔除，導致回採的礦石中廢石混入率高，增加後期礦石和廢石分離選礦成本。
[0003]一些礦山為了避免多層礦脈間夾石混入礦石堆、降低礦石貧化率，採用「採厚棄薄」方式回採，放棄對厚度Im以下極薄礦脈開採，僅回採厚度Im以上礦脈，這樣雖可解決夾石混入問題，但同時降低了礦石的回收率，造成資源利用程度低。
[0004]礦業類期刊《黃金》2008年第2期/第29卷發表的「曹家埠金礦緩傾斜薄礦體回採實踐」 一文中，介紹曹家埠金礦礦體厚度0.1?3m，平均厚度0.5m，礦體為兩層礦，分支複合、尖滅再現頻繁，礦山採用小進路全面採礦法和短壁式崩落採礦法，但避免不了頂板塌方、下盤圍巖混入的問題，礦石貧化率高達40%。《中國錳業》1994年9月發表的「鬥南錳礦緩傾斜薄礦體採礦方法的試驗研究」 一文中，介紹鬥南錳礦白姑礦區V8礦體僅一層，厚度
0.53?2.98m，平均1.53m。礦體厚度大於1.6m時採用錨杆房柱採礦法開採。但是文章中均未解決極薄礦脈開採時如何避免多層礦脈間夾石混入礦石堆難題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是針對現有技術中存在的上述缺陷，而提供一種可以使夾層廢石在回採過程中剔除、降低礦石貧化率的多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法，並對多層礦脈均進行了回採，確保了資源利用的最大化。
[0006]為實現本發明的上述目的，本發明一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法採用以下工藝、步驟:
本發明一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法，由於礦脈受爆破擾動易粉碎，採用從上至下回採，從上至下逐層起爆分層回採，每一分層炮孔布置和裝藥形式各不相同，採用的具體工藝、步驟為:
I)沿礦體走向劃分盤區，盤區間留設盤區間柱，在盤區間柱內布置上山，傾向上每隔20?40m布置一條沿脈聯巷，其中以28?32m較優；在礦房端部分別沿走向和傾向開鑿沿脈切割巷和切割上山，沿脈切割巷、切割上山分別將第一分層礦脈、巖石夾層、第二分層礦脈一次性全部開鑿。
[0007]2)在第一分層礦脈和上部巖層分界線處開鑿密集炮孔，該密集炮孔在第一分層礦脈回採前預先起爆，在第一分層礦脈和上部巖層之間形成一條緩衝縫，將第一分層礦脈和上部巖層分開。
[0008]3)在第一分層礦脈中間開鑿第一分層礦脈中間炮孔，在第一分層礦脈和巖石夾層分界線處開鑿礦脈和夾石層分界線密集炮孔，利用已開鑿好的切割上山作為補償空間，爆破時先起爆礦脈和夾石層分界線炮孔，再起爆第一分層礦脈中間炮孔，炮孔間起爆延時大於10ms為宜。爆破後,第一分層礦石拋擲於切割上山內。
[0009]4)第一分層礦脈出礦結束後，在巖石夾層和第二分層礦脈分界線處開鑿巖石夾層和礦脈分界線密集炮孔，在巖石夾層中間開鑿巖石夾層中間炮孔，先起爆巖石夾層和礦脈分界線炮孔，再起爆巖石夾層中間炮孔，夾石拋擲在附近切割上山內，利用無軌設備直接將巖石鏟運至廢棄礦房；炮孔間起爆延時以大於10ms為佳。
[0010]5)在第二分層礦脈和下部圍巖分界線處開鑿礦脈和下部圍巖分界線炮孔，直接起爆第二分層礦脈，爆破後的礦石由無軌設備鏟運至溜井；
6)重複上述鑿巖爆破工序，直至整個礦房回採結束。
[0011]所述的第一分層礦脈和上部巖層分界線處開鑿的密集炮孔的炮孔間距為正常井下淺孔爆破時炮孔間距的一半；所述的第一分層礦脈和巖石夾層分界線密集炮孔的炮孔間距為正常井下淺孔爆破時炮孔間距的一半；所述的巖石夾層和第二分層礦脈分界線處密集炮孔的炮孔間距為正常井下淺孔爆破時炮孔間距的一半；均以0.4m?0.6m為宜。密集炮孔內採用不耦合裝藥，裝藥量為正常井下淺孔爆破時炮孔裝藥量的三分之一，藥卷布置在孔底和孔中部爆破效果最佳。
[0012]所述的第一分層礦脈中間炮孔的炮孔間距與井下正常淺孔爆破炮孔間距相同；所述的巖石夾層中間開鑿巖石夾層中間炮孔與井下正常淺孔爆破炮孔間距相同；所述的第二分層礦脈和下部圍巖分界線處炮孔與井下正常淺孔爆破時炮孔間距相同；均以0.Sm?
1.2m為宜。
[0013]理想的盤區參數為:盤區間柱寬6m?8m,盤區底柱寬3m?5m,盤區頂柱寬3m?5m ο
[0014]本發明一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法採用以上技術方案後，具有以下積極效果:
1)對於極薄礦脈採用在礦巖分界線處預先形成裂縫，降低爆破時爆破衝擊波對圍巖的作用，使得廢石混入率大大降低；
2)對於夾石無法預先剔除的多層礦脈開採，夾石在回採過程中單獨爆破，避免了夾石的混入而降低貧化率以及後期的選礦費用。爆破後夾石直接用鏟運機回填於廢棄礦房，確保了空區穩定，減少了地表廢石的堆放；
3)對於多層易碎緩傾斜礦脈開採，採用該方法不僅將多層礦脈回收，提高了礦石回收率，而且多層礦脈回採後，作業空間提高，改善了人員設備作業環境，大大提高作業效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法劃分的盤區示意圖。
[0016]圖2為沿圖1的1-1線剖視圖。
[0017]圖3為沿圖1的I1-1I線剖視圖。
[0018]圖4為本發明一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法的炮孔布置示意圖。
[0019]圖中標記為:
1-上山；2-沿脈切割巷；3-切割上山；4_迴風巷；5_盤區間柱；6_盤區底柱；7_盤區頂柱；8_脈內聯巷；9_中段運輸巷道；10_溜井；11_密集炮孔，12-第一分層礦脈中間炮孔，13-第一分層礦脈和夾石層分界線密集炮孔，14-巖石夾層中間炮孔，15-巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔，16-第二分層礦脈和下部圍巖分界線炮孔；17—第一分層礦脈；18—巖石夾層；19一第二分層礦脈，20-上中段底柱，21-下中段底柱。
【具體實施方式】
[0020]為進一步描述本發明，下面結合附圖對本發明一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法作進一步詳細說明。
[0021]由圖1所示的本發明一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法劃分的盤區示意圖並結合圖2、圖3、圖4看出，沿礦體走向劃分盤區,盤區長60m,盤區間留設盤區間柱5,在盤區間柱5內布置上山I,傾向上每隔30m布置一條沿脈聯巷8，盤區間柱5寬7m，盤區底柱6寬3m，盤區頂柱7寬3m ;在礦房端部分別沿走向和傾向開鑿沿脈切割巷2和切割上山3，沿脈切割巷2、切割上山3分別將第一分層礦脈17、巖石夾層18、第二分層礦脈19 一次性全部開鑿。在上中段底柱20與盤區頂柱7間為迴風巷4。盤區底柱6的下部為下中段底柱21。
[0022]由圖4所示的本發明一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法的炮孔布置示意圖並結合圖1、圖2、圖3看出，本發明採用從上至下回採，從上至下逐層起爆分層回採，每一分層炮孔布置和裝藥形式各不相同。
[0023]首先在第一分層礦脈17和上部巖層分界線處開鑿密集炮孔11，該密集炮孔11在第一分層礦脈17回採前預先起爆，在第一分層礦脈17和圍巖之間形成一條緩衝縫，將第一分層礦脈17和上部巖層分開。密集炮孔11的炮孔間距為0.5m，一次起爆10個。
[0024]接著在第一分層礦脈17中間開鑿第一分層礦脈中間炮孔12，在第一分層礦脈17和巖石夾層18分界線處開鑿第一分層礦脈和夾石層分界線密集炮孔13，利用已開鑿好的切割上山3作為補償空間，爆破時先起爆第一分層礦脈和夾石層分界線密集炮孔13，再起爆第一分層礦脈中間炮孔12，爆破後，第一分層礦石拋擲於切割上山3內，利用無軌設備直接將礦石鏟運至溜井10，並通過中段運輸巷道9運出。第一分層礦脈中間炮孔12和第一分層礦脈和夾石層分界線密集炮孔13間採用微差爆破，爆破延時大於100ms。每次爆破礦脈中間炮孔12兩個，礦脈中間炮孔12間距lm。第一分層礦脈和夾石層分界線密集炮孔13一次爆破4個。
[0025]第一分層礦脈17出礦結束後，在巖石夾層18和第二分層礦脈19分界線處開鑿巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔15，在巖石夾層18中間開鑿巖石夾層中間炮孔14，先起爆巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔15，再起爆巖石夾層中間炮孔14，巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔15和巖石夾層中間炮孔14間採用微差爆破，爆破延時大於100ms。夾石拋擲在附近切割上山3內，利用無軌設備直接將巖石鏟運至廢棄礦房。
[0026]在第二分層礦脈19和下部圍巖分界線處開鑿第二分層礦脈和下部圍巖分界線炮孔16，直接起爆第二分層礦脈19，爆破後的礦石由無軌設備鏟運至溜井10，並通過中段運輸巷道9運出。
[0027]重複上述鑿巖爆破工序，直至整個礦房回採結束。
[0028]所述的密集炮孔11的炮孔間距為正常井下淺孔爆破時炮孔間距的一半，在密集炮孔11內採用不耦合裝藥，孔底和孔中部各裝一支藥卷；所述的第一分層礦脈中間炮孔12的炮孔間距與井下正常淺孔爆破炮孔間距相同；所述的第一分層礦脈和夾石層分界線密集炮孔13的炮孔間距為正常井下淺孔爆破時炮孔間距的一半，裝藥量為正常井下淺孔爆破時炮孔裝藥量的三分之一，炮孔內採用不耦合裝藥；所述的巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔15、巖石夾層中間炮孔14的炮孔間距為正常井下淺孔爆破時炮孔間距的一半，巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔15的裝藥量為正常井下淺孔爆破時炮孔藥量的三分之一，炮孔內採用不耦合裝藥。
【權利要求】
1.一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法，其特徵是採用以下工藝、步驟: 1)沿礦體走向劃分盤區，盤區間留設盤區間柱(5)，在盤區間柱(5)內布置上山(1)，傾向上每隔20?40m布置一條沿脈聯巷(8);在礦房端部分別沿走向和傾向開鑿沿脈切割巷(2)和切割上山(3)，沿脈切割巷(2)、切割上山(3)分別將第一分層礦脈(17)、巖石夾層(18)、第二分層礦脈(19) 一次性全部開鑿； 2 )在第一分層礦脈(17 )和上部巖層分界線處開鑿密集炮孔(11)，該密集炮孔(11)在第一分層礦脈(17)回採前預先起爆，在第一分層礦脈(17)和圍巖之間形成一條緩衝縫，將第一分層礦脈(17)和上部巖層分開； 3)在第一分層礦脈(17)中間開鑿第一分層礦脈中間炮孔(12)，在第一分層礦脈(17)和巖石夾層(18)分界線處開鑿第一分層礦脈和夾石層分界線密集炮孔(13)，利用已開鑿好的切割上山(3)作為補償空間，爆破時先起爆第一分層礦脈和夾石層分界線密集炮孔(13)，再起爆第一分層礦脈中間炮孔(12)，爆破後，第一分層礦石拋擲於切割上山(3)內； 4)第一分層礦脈(17)出礦結束後，在巖石夾層(18)和第二分層礦脈(19)分界線處開鑿巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔(15)，在巖石夾層(18)中間開鑿巖石夾層中間炮孔(14)，先起爆巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔(15)，再起爆巖石夾層中間炮孔(14)，夾石拋擲在附近切割上山(3)內，利用無軌設備直接將巖石鏟運至廢棄礦房； 5)在第二分層礦脈(19)和下部圍巖分界線處開鑿第二分層礦脈和下部圍巖分界線炮孔(16)，直接起爆第二分層礦脈(19)，爆破後的礦石由無軌設備鏟運至溜井(10); 6)重複上述鑿巖爆破工序，直至整個礦房回採結束。
2.如權利要求1所述的一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法，其特徵在於:所述的密集炮孔(11)的炮孔間距為正常井下淺孔爆破時炮孔間距的一半，在密集炮孔(11)內採用不耦合裝藥，裝藥量為正常井下淺孔爆破時炮孔藥量的三分之一，藥卷布置在孔底和孔中部。
3.如權利要求2所述的一種多層易碎緩傾斜極薄礦脈的開採方法，其特徵在於:所述的第一分層礦脈中間炮孔(12)的炮孔間距與井下正常淺孔爆破炮孔間距相同；所述的第一分層礦脈和夾石層分界線密集炮孔(13)的炮孔間距為正常井下淺孔爆破時炮孔間距的一半，裝藥量為正常井下淺孔爆破時炮孔裝藥量的三分之一，炮孔內採用不耦合裝藥。
4.如權利要求3所述的一種多層緩傾斜極薄礦脈回採爆破技術，其特徵在於:所述的巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔(15)、巖石夾層中間炮孔(14)的炮孔間距為正常井下淺孔爆破時炮孔間距的一半，巖石夾層和第二分層礦脈分界線密集炮孔(15)的裝藥量為正常井下淺孔爆破時炮孔藥量的三分之一，炮孔內採用不耦合裝藥。
5.如權利要求1、2、3或4所述的一種多層緩傾斜極薄礦脈回採爆破技術，其特徵在於:在第3)步、第4)步的炮孔間起爆延時大於100ms。
6.如權利要求5所述的一種多層緩傾斜極薄礦脈回採爆破技術，其特徵在於:所述的密集炮孔(11)的炮孔間距為0.4m?0.6m。
7.如權利要求1、2、3或4所述的一種多層緩傾斜極薄礦脈回採爆破技術，其特徵在於:所述的盤區間柱(5)寬6m?8m,盤區底柱(6)寬3m?5m,盤區頂柱(7)寬3m?5m。
【文檔編號】E21C41/22GK104265297SQ201410382055
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】王運敏, 孫麗軍, 楊家冕, 肖益蓋 申請人:中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司, 華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司, 中鋼集團馬鞍山礦院工程勘察設計有限公司