一種w塹溝型有底部結構受礦巷道以及形成工藝的製作方法

2023-10-28 14:01:27

專利名稱：一種w塹溝型有底部結構受礦巷道以及形成工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於礦山井下開採技術領域，具體涉及一種適用於各種礦體條件的W塹溝型有底部結構受礦巷道及其形成工藝。
背景技術：
在礦山井下開採中，根據礦體賦存條件選用不同的採礦方法，不同的採礦方法，其受礦方式、礦石運搬方式各有不同。有底部結構的受礦方法除爆力運礦外，一般都是靠自重受礦。有底部結構受礦的採礦方法很多，如有底部結構分段空場採礦法、階段礦房法、留礦法、有底柱崩落法等，所採用的受礦巷道分為漏鬥式、塹溝式和平底式三種主要結構形式。漏鬥式受礦巷道。適用於各種礦石條件，由於對底柱切割較少，其穩固性較好，流入耙道的礦堆高度較低，便於耙鬥運行，是目前應用最廣泛的形式。但當用木棚或金屬支架維護耙道時，耙道與鬥穿交叉處支護困難，流入耙道的礦堆，迫使耙鬥折線運行，易將支護拉倒。而且擴漏、拉底工作使用淺孔鑿巖、爆破，人員避免不了要在鬆散破碎、暴露面積較大的條件下作業，安全性差。安全因素也往往引起擴漏、拉底質量差，無法達到設計要求，從而導致礦石損失率增大。遇到氧化蝕變強烈或在斷裂帶中，不僅拉底、擴漏更加困難，若碰到不明構造對施工人員的安全威脅更大，有時會發生冒頂、片幫脫落事故，嚴重影響礦山生產，甚至造成重大經濟損失。「V」形塹溝式受礦巷道。是將各受礦漏鬥沿縱向連通，形成一個「V」形槽，這就把拉底和擴漏兩項作業結合一起，故能提高切割工作效率，但塹溝對底柱切割較多，降低了底柱的穩定性，一般僅適用於礦石中等穩固以上的礦體條件。因其漏鬥口單側布置較多。這就使得採下礦石的損失過大，到下中段回採底柱礦石的貧化較大。平底式受礦巷道。其特點是拉底水平和電耙巷道在同一高度上，採下的礦石在拉底水平形成三角礦堆，上面的礦石借自重經放礦口流入耙道中。但放礦結束後，殘留於採場的三角礦堆，要待下階段回採時才能回收，礦石損失與貧化均大，且適用於礦石穩固的條件。綜上所述，現有技術的受礦巷道結構雖各有其特點，但不具備普遍適用性，而且安全性較差，礦石損失過大，貧化率偏高。本發明人針對現有有底結構受礦巷道的不足，經過大量技術分析和採場試驗研究，開發一種能夠適應近礦體巖層礦化、風化作用嚴重，巖層鬆散破碎，比現行漏鬥型底部結構受礦巷道施工安全的W塹溝型受礦巷道及其形成工藝，本發明集漏鬥型、V形塹溝型及平底型受礦巷道之優點，從而降低了礦石損失率，徹底消除了擴漏、拉底的不安全因素，同時還降低了採礦成本，提高了礦床開採效果。試驗證明應用效果較好。

發明內容
本發明的第一目的在於提供一種結構布局合理，施工安全簡便，受礦效果好，礦石貧化、損失小的W塹溝型有底結構受礦巷道。
本發明的另一目的在於提供W塹溝型有底結構受礦巷道的形成工藝。
本發明的第一目的是這樣實現的包括運輸平巷，出礦天井，電耙巷道，放礦鬥穿，井頸，受礦井，拉底巷道，鑿巖巷道，切割平巷，切割天井等。運輸平巷沿礦體走向布置，在運輸平巷中，向上設置出礦天井和電耙巷道，在電耙巷道兩側等距交錯水平設置放礦鬥穿，放礦鬥穿連通電耙巷道和井頸，井頸上部連通受礦井；同側井頸上端平行於電耙巷道方向相互連通各自形成拉底巷道，在拉底巷道等間隔布置切割平巷和切割天井，在切割平巷中以切割天井為自由面，按孔網參數布置切割槽炮孔，切割槽炮孔布置呈垂直上向平行梅花型，各分段之切割天井、切割平巷應處在同一垂直面上，爆破後形成切割立槽。由拉底巷道上方間隔設置切割平巷和切割天井，在切割平巷中部設置鑿巖巷道，鑿巖巷道中以爆破後形成的切割立槽為自由面，按礦房落礦中深孔的孔網參數設置採場落礦中深炮孔，呈垂直上向扇型布置。
本發明的另一目的是這樣實現的其包括下列工序A、常規技術規範確定採場結構布置和底柱高度。採場沿礦體走向劃分，垂直走向布置，礦房長40～60米，寬為12～14米，高為礦體厚度；當礦體為陡傾斜時，高為階段高30米，分段高7～8米，底部結構布置在下盤礦脈外，底柱高3.2～3.7米；B、電耙巷道中以運輸平巷或出礦天井為起點沿電耙巷道兩側等距交錯布置放礦鬥穿，放礦鬥穿之間的距離為6m；放礦鬥穿深度3m且橫向上與電耙巷道垂直；放礦鬥穿端部向上施工2.5～4.0m形成井頸，同側井頸上端沿電耙巷道方向相互連通形成拉底巷道；C、在兩條平行的拉底巷道中根據爆破補償比，每隔12m橫向設置與之垂直的切割平巷，縱向設置切割天井；在切割平巷中以切割井為自由面，按孔網參數，以鑿巖機鑽鑿切割槽炮孔，與礦房落礦扇形中深炮孔同步裝藥爆破後形成切割槽；D、以切割槽為自由面，分別在兩側的拉底巷道中，以鑿巖機鑽鑿邊孔為55°的扇形炮孔，與採場落礦同步裝藥爆破後形成W塹溝型受礦巷道，受礦後的底柱高3～4.0m，扇形炮孔的孔網參數為最小抵抗線1.5m，眼底距2.0～2.2m。
本發明技術關鍵是受礦巷道開掘中的擴漏與拉底工作，因此對拉底切割槽要求十分嚴格。在實際採場試驗中，為確保質量，考慮礦巖鬆散程度的變化，前牆中深孔鑽鑿的機心高度應隨礦巖變化情況調整，後牆機心可適當降低；同時嚴格控制炮孔施工質量，為防止孔口藥量密集造成對電耙道的穩固影響，採取炮孔交錯布置，裝藥長短控制，達到預期效果。
由於本發明方法採用W塹溝型受礦巷道及其特殊的形成工藝，擴漏、拉底及礦房落礦同步進行，所以避免作業人員在暴露面較大的環境中工作，大大提高了採場作業的安全性，而且擴漏、拉底質量得到保證，使得採場可以不留礦柱連續回採，開採效果好，礦石貧化、損失率低。


下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明，但不以任何方式對本發明加以限制。
圖1為本發明W塹溝型受礦巷道整體結構示意圖；圖2為圖1之AA向視圖；圖3為圖1之BB向視圖；圖4為圖1之CC向視圖；圖5為本發明W塹溝型受礦巷道底部結構示意圖；圖6為圖5之AA向視圖；圖7為圖6之BB向視圖；圖8為圖6之CC向視圖。
圖9為現有技術漏鬥型受礦巷道整體結構示意圖；圖10為圖9之AA向視圖；圖11為圖9之BB向視圖；圖12為圖9之CC向視圖；圖13為現有技術漏鬥型受礦巷道底部結構示意圖；圖14為圖13之AA向視圖；圖15為圖14之BB向視圖；具體實施方式
圖1-圖8示出了本發明W塹溝型受礦巷道整體結構及底部結構。所述W塹溝型受礦巷道包括運輸平巷1，出礦天井2，電耙巷道3，放礦鬥穿4，井頸5，受礦井6，拉底巷道7，鑿巖巷道8，切割平巷9，切割天井10等。運輸平巷1沿礦體走向布置，在運輸平巷1中，向上設置出礦天井2和電耙巷道3，在電耙巷道3兩側等距交錯水平設置放礦鬥穿4，放礦鬥穿4連通電耙巷道3和井頸5，井頸5上部連通受礦井6；同側井頸5上端平行於電耙巷道3方向相互連通各自形成拉底巷道7，在拉底巷道7等間隔布置切割平巷9和切割天井10，在切割平巷9中以切割天井10為自由面，按孔網參數布置切割槽炮孔12，切割槽炮孔12布置呈垂直上向平行梅花型；各分段之切割天井10、切割平巷9應處在同一垂直面上，爆破後形成切割立槽；由拉底巷道上方間隔設置切割平巷9和切割天井10，在切割平巷9的中部設置鑿巖巷道8，鑿巖巷道中以爆破後形成的切割立槽為自由面，按礦房落礦中深孔的孔網參數設置採場落礦中深炮孔11，呈垂直上向扇型布置。
本發明W塹溝型受礦巷道形成的工藝包括下列工序A、常規技術規範確定採場結構布置和底柱高度，採場沿礦體走向劃分，垂直走向布置，礦房長40～60米，寬為12～14米，高為礦體厚度；當礦體為陡傾斜時，高為階段高30米，底部結構布置在下盤礦脈外，分段高7～8米，底柱高3.2～3.7米；B、電耙巷道3中以運輸平巷1或出礦天井2為起點沿電耙巷道3兩側等距交錯布置放礦鬥穿4，放礦鬥穿4之間的距離為6m；放礦鬥穿4深度3m且橫向上與電耙巷道3垂直；沿放礦鬥穿4端部向上施工2.5～4.0m形成井頸5，同側井頸5上端沿電耙巷道3方向相互連通形成拉底巷道7；C、在兩條平行的拉底巷道7中，每隔12m橫向設置與拉底巷道7相垂直的切割平巷9，於拉底巷道7和切割平巷相交處向上縱向設置切割天井10；在切割平巷9中以切割天井10為自由面，按孔網參數，以鑿巖機鑽鑿切割槽炮孔12，炮孔參數為孔深3～5m；孔徑52～54mm；孔間距0.8～1.8m；排間距1.0m；炮孔鑽鑿完成後，以切割天井10為爆破自由面裝藥爆破後形成切割槽；
D、以切割槽為自由面，分別在兩側的拉底巷道7中，以鑿巖機鑽鑿形成W塹溝型受礦巷道的扇形中深炮孔11，與礦房上層落礦扇形中深炮孔11同步裝藥爆破後形成W塹溝型受礦井6，採場礦石經受礦井靠自重流出。
對於厚度較大的礦體，在切割天井10上端再設置二級切割平巷9和二級切割天井10，在二級切割平巷中按孔網參數布置切割槽炮孔12，切割槽炮孔12布置呈垂直上向平行梅花型；二級切割平巷9中部電耙巷道正上方設置鑿巖巷道8，沿鑿巖巷道8按礦房落礦中深孔的孔網參數向上鑽鑿採場落礦中深炮孔11，呈垂直上向扇型布置。
所述的第一個放礦鬥穿與運輸平巷之間距離一般為3m，依次排列於電耙巷道一側的放礦鬥穿間隔為6m。
所述的B、C、D工序中形成採準、切割工程的淺孔所採用的鑿巖機為YT-28型氣腿式鑿巖機；各分段落礦扇形中深孔均採用YG-40型導軌式鑿巖機鑽鑿，其最小抵抗線1.5m，眼底距2.0～2.2m，使用直徑為45mm的2#巖石硝銨炸藥形成人工柱狀不偶合裝藥。
所述的形成W塹溝型受礦巷道的扇形中深炮孔11的邊孔角度為55°。
作為實施例，圖5-圖8示出了W塹溝型受礦巷道底部結構。即在拉底巷道中用淺孔施工垂直且相互連通拉底巷道的切割平巷，根據爆破補償比在切割平巷中向上開掘切割天井。在切割平巷中用YG-40型鑿巖設備向上鑽鑿切割槽炮孔12，炮孔參數為孔深3～5m；孔徑52～54mm；孔間距0.8～1.8m；排間距1.0m，炮孔鑽鑿完成後，以切割天井為爆破自由面裝藥爆破後形成切割槽。在兩條平行於電耙巷道的拉底巷道中，用YG-40型鑿巖設備鑽鑿向上施工邊孔為55°的扇形炮孔，炮孔參數為孔深4～6m；孔徑52～54mm；孔底距1.8～2.4m；最小抵抗線1.3～1.5m。應用中深孔落礦時，由於扇形布孔，炸藥分布不均，爆破後容易產生大塊。為了降低大塊產出率，採用大孔底距，小排間距的孔網參數，孔徑54mm，最小抵抗線0.9～1.1m，孔底距3.0～3.5m，切割槽炮孔布置平行上向梅花形，孔間距0.8～1.0m，炮孔密集係數3.3。炮孔鑽鑿完成後，以切割槽為爆破自由面與採場落礦同步裝藥爆破後形成W形塹溝受礦巷道底部結構。
圖9-圖15示出了現有漏鬥型受礦巷道整體結構和底部結構。其與本發明W塹溝型受礦巷道主要區別在於一、井頸上部等間隔(一般為12m)設置切割平巷9，切割平巷9中部平行於電耙巷道設置拉底巷道7，拉底巷道7連通切割平巷9；二、井頸上部的受礦井為漏鬥型結構，即漏鬥6以連通拉底巷道的井頸為自由面用YT-28型氣腿式鑿巖機鑽鑿淺孔多次逐步擴大，人員從拉底巷道中進入漏鬥中作業。當漏鬥擴大到拉底層底板時，需進行拉底工作，以漏鬥空間為自由面，根據爆破補償比由下往上將礦房的整個底拉開，儘管採用局部拉底的辦法，漏鬥間留有臨時礦柱，臨時礦柱及未擴開的部分待礦房崩礦時一次爆破，但人員避免不了需在較大的暴露下作業；三、當擴漏、拉底工作完成後就形成了漏鬥型採礦巷道，在底柱中相鄰漏鬥間形成了似桃形礦柱，同時形成了底部結構。因此，其工作效率低，安全性差，礦石貧化、損失率高等不足。
本發明的特點(1)技術經濟指標改進方案與傳統漏鬥受礦方式有底部結構分段空場崩落法比較，各項指標都有所改善，特別是本發明W形塹溝巷道技術受礦效果更加顯著(詳見經濟技術指標對比表)。
(2)本發明開採氧化礦中原以上礦體，不僅取消了現有技術人工擴漏、拉底工序，而且塹溝受礦採下損失率低。減去擴拉工作，縮短了採場建設周期。同時降低了採礦成本，提高了採場生產能力。
(3)該法的核心技術是擴漏、拉底工作，因此，合理設計，優化底部結構參數，確保中深孔成孔率是該法的關鍵。底柱高3.2～3.7m，鬥穿3m，鬥頸1.2～1.7m。該法受礦W形塹溝靠中深孔一次爆破形成，考慮礦巖鬆散程度的變化，前牆中孔機心抬高到1.0～1.2m，後牆機心降低到0.5～0.3m，同時嚴格控制炮孔施工質量。
現有技術與本發明經濟技術指標對比表

(4)採用本發明技術，使有底部結構的受礦巷道技術更完善，使形成採場巷道的工藝更簡單、更安全、更經濟、更高效，對於穩固性差的礦巖也可以採用有底部結構的採礦方法開採成為現實。
(5)對有底柱分段崩落法進行了改進，有效地避免了在鬆散欠穩固的礦巖中人工擴漏、拉底工作，而且收到較好的效果。實踐證明，此法不僅安全可靠，技術經濟合理，而且也是降低礦石損失，提高經濟效益和社會效益的有效途徑。因此該法是促進礦山生產發展的可靠方法。
權利要求
1.一種W塹溝型受礦巷道，包括運輸平巷(1)，出礦天井(2)，電耙巷道(3)，放礦鬥穿(4)，井頸(5)，受礦井(6)，拉底巷道(7)，鑿巖巷道(8)，切割平巷(9)，切割天井(10)，其特徵是運輸平巷(1)沿礦體走向布置，在運輸平巷(1)中，向上設置出礦天井(2)和電耙巷道(3)，在電耙巷道(3)兩側等距交錯水平設置放礦鬥穿(4)，放礦鬥穿(4)連通電耙巷道(3)和井頸(5)，井頸(5)上部連通受礦井(6)；同側井頸(5)上端平行於電耙巷道(3)方向相互連通各自形成拉底巷道(7)，在拉底巷道(7)等間隔布置切割平巷(9)和切割天井(10)，在切割平巷(9)中以切割天井(10)為自由面，按孔網參數布置切割槽炮孔(12)；各分段之切割天井(10)、切割平巷(9)應處在同一垂直面上，爆破後形成切割立槽；在拉底平巷(7)中以切割立槽為自由面，按中深炮孔的孔網參數向上布置採場落礦扇形中深炮孔(11)。
2.如權利要求1所述的W塹溝型受礦巷道，其特徵是由拉底巷道上方間隔設置切割平巷(9)和切割天井(10)，在切割平巷(9)中按孔網參數布置切割槽炮孔(12)，切割槽炮孔(12)布置呈垂直上向平行梅花型；該切割平巷(9)中部設置鑿巖巷道(8)，在鑿巖巷道(8)中以切割立槽為自由面，按中深炮孔的孔網參數向上布置採場落礦扇形中深炮孔(11)，呈垂直上向扇型布置。
3.如權利要求1所述的W塹溝型受礦巷道，其特徵是所述的第一個放礦鬥穿(4)與運輸平巷(1)之間距離一般為3m，依次排列於電耙巷道(3)一側的放礦鬥穿(4)間隔為6m。
4.如權利要求1所述的W塹溝型受礦巷道，其特徵是所述的切割平巷(9)平行間距為12m。
5.一種權利要求1所述巷道的形成工藝，其特徵是包括下列工序A、常規技術規範確定採場結構布置和底柱高度，採場沿礦體走向劃分，垂直走向布置，礦房長40～60米，寬為12～14米，高為礦體厚度；當礦體為陡傾斜時，高為階段高30米，分段高7～8米，底部結構布置在下盤礦脈外，底柱高3.2～3.7米；B、電耙巷道3中以運輸平巷(1)或出礦天井(2)為起點沿電耙巷道(3)兩側等距交錯布置放礦鬥穿(4)，放礦鬥穿(4)之間的距離為6m；放礦鬥穿(4)深度3m且橫向上與電耙巷道(3)垂直；沿放礦鬥穿(4)端部向上施工2.5～4.0m形成井頸(5)，同側井頸(5)上端沿電耙巷道(3)方向相互連通形成拉底巷道(7)；C、在兩條平行的拉底巷道(7)中，每隔12m橫向設置與拉底巷道(7)相垂直的切割平巷(9)，於拉底巷道(7)和切割平巷相交處向上縱向設置切割天井(10)；在切割平巷(9)中以切割天井(10)為自由面，按孔網參數，以鑿巖機鑽鑿切割槽炮孔，炮孔參數為孔深3～5m；孔徑52～54mm；孔間距0.8～1.8m；排間距1.0m；炮孔鑽鑿完成後，以切割天井(10)為爆破自由面裝藥爆破後形成切割槽；D、以切割槽為自由面，分別在兩側的拉底巷道(7)中，以鑿巖機鑽鑿落礦扇形中深炮孔(11)，與礦房上層落礦扇形中深炮孔(11)同步裝藥爆破後形成W塹溝型受礦井(6)，採場礦石經受礦井靠自重流出。
6.如權利要求4所述的巷道形成工藝，其特徵是所述的第一個放礦鬥穿(4)與運輸平巷(1)之間距離一般為3m，依次排列於電耙巷道(3)一側的放礦鬥穿(4)間隔為6m。
7.如權利要求4所述的巷道形成工藝，其特徵是所述的B、C、D工序中形成採準、切割工程的淺孔所採用的鑿巖機為YT 28型氣腿式鑿巖機；中深炮孔(11、12)均採用YG-40型導軌式鑿巖機鑽鑿，其中深炮孔(11)最小抵抗線1.5m，眼底距2.0～2.2m，切割槽炮孔(12)孔間距0.8～1.8m；排間距1.0m。使用直徑為45mm的2#巖石硝銨炸藥形成人工柱狀不偶合裝藥。
8.如權利要求4所述的巷道形成工藝，其特徵是所述的形成W塹溝型受礦巷道的扇形中深炮孔(11)的邊孔角度為55°。
全文摘要
本發明公開了一種W塹溝型受礦巷道及其形成工藝。其電耙巷道(3)兩側等距交錯水平設置放礦鬥穿(4)、井頸(5)、受礦井(6)；同側井頸(5)上端相互連通各自形成拉底巷道(7)，在拉底巷道(7)等間隔布置切割平巷(9)和切割天井(10)，以切割天井(10)為自由面，按孔網參數布置切割槽炮孔(12)，爆破形成切割槽，以切割槽為自由面，以鑿巖機鑽鑿落礦扇形中深炮孔(11)，與礦房上層落礦扇形中深炮孔(11)同步裝藥爆破後形成W塹溝型受礦井(6)，採場礦石經受礦井靠自重流出。本發明巷道結構及形成工藝簡便，安全，開採效果好，礦石貧化、損失率低。
文檔編號E21C41/00GK1828017SQ20061001080
公開日2006年9月6日 申請日期2006年4月11日 優先權日2006年4月11日
發明者楊德全, 楊金明, 李有洪, 林增洪, 韋松, 覃符標 申請人:雲南錫業集團有限責任公司