连续崩落采矿方法
【专利摘要】本发明公开了一种连续崩落采矿方法，沿垂直方向将矿体划分为中段，将中段划分为分段，并在中段上部划分顶柱、中段下部划分底柱；在中段内布置倒梯形采区。倒梯形采区的第一翼为分段回采区，从下至上呈阶梯状布置有分段回采作业面，并存留有崩落矿石；倒梯形采区的第二翼为岩层崩落区，覆盖有崩落岩石；倒梯形采区的顶部为顶底柱，在紧靠第二翼的顶底柱部位为放顶区；倒梯形采区的底部为集中出矿区。在倒梯形采区的顶底柱下方的第一翼矿石堆与第二翼岩石堆之间为无矿岩的空区，大部份崩落矿石在无岩石覆盖的条件下放出。沿矿体走向连续采矿；具有生产能力大、采矿损失贫化率低和采矿成本低的特点。
【专利说明】连续崩落采矿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属矿山采集领域，特别地，涉及一种金属矿山地下连续崩落采矿方法。
【背景技术】
[0002]金属矿山地下开采常采用崩落采矿法。现有的崩落采矿法主要有实行强制崩落的阶段崩落采矿法、分段崩落采矿法、分层崩落采矿法，以及借助拉底切割造成的二次集中应力和矿石自重落矿的自然崩落采矿法。除了分层崩落采矿法的效率较低而较少应用以外，其他方法在采矿行业应用广泛，属于高效率、低成本和大规模开采的地下采矿方法，尤其是自然崩落采矿法在开采效率、开采成本与开采规模方面更具优势。但现有的崩落采矿法具有一个共同的特征，就是在覆盖岩石下放矿，在放矿过程中形成一个形状复杂的矿石与岩石的接触面。其中阶段崩落采矿法、有底柱分段崩落采矿法在放矿过程中形成一个与采场底部平面基本平行的上部矿岩接触面和一个或多个与相邻已采采场的侧帮矿岩接触面；自然崩落采矿法在放矿过程中形成一个与采场底部平面相交的矿岩接触面；无底柱分段崩落采矿法在采矿进路内实行端部出矿，除了采矿进路的端面外均为与岩石的接触面。由于矿岩接触面上的岩石在放矿过程中不断地混入矿石中，降低了矿石品位，减少了采出资源量，因而造成较大的采矿损失率与采矿贫化率，大量浪费了资源，降低了矿山企业的效益；并且使采场规模和作业循环受到限制，制约了采矿效率和采矿规模。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种连续崩落采矿方法，以解决崩落采矿法由于矿岩接触面上的岩石在放矿过程中不断地混入矿石中，造成较大的采矿损失率与采矿贫化率，大量浪费矿产资源，降低矿山企业的效益的问题；并且显著扩大采区规模，提高采矿效率和采矿生产能力。本发明将为矿体厚大、矿体走向长度长和矿岩稳固的矿床的开采，提供一种减少岩石覆盖下放出矿石量和矿岩接触面、有效采矿损失率与采矿贫化率、进一步发挥崩落采矿效率及崩落采矿规模优势的崩落采矿方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0005]一种连续崩落采矿方法，沿垂直方向将矿体划分为至少两个中段，并在中段的上部划分顶柱，在中段的下部划分底柱；本中段的顶柱和上一中段的底柱构成顶底柱；将中段沿垂直方向划分为至少两个分段，在各分段水平沿矿体走向分别布置有一条分段脉外平巷和至少一条分段脉内平巷，分段脉内平巷与分段脉外平巷通过分段联络道连通；在中段内布置至少一个采区，采区的纵剖面为下窄上宽的倒梯形，形成倒梯形采区；倒梯形采区的第一翼为分段回采区，在各分段从下至上呈阶梯状布置分段回采作业面，存留有崩落矿石，形成第一翼矿石堆；倒梯形采区的底部为集中出矿区；倒梯形采区的顶部为顶底柱；在紧靠倒梯形采区的第二翼的顶底柱部位为放顶区，通过在放顶区进行放顶爆破，使顶底柱上部的崩落岩石随同崩落的顶底柱矿石一起落入集中出矿区内临近出矿结束的区域，并使崩落岩石覆盖在崩落的顶底柱矿石之上，形成第二翼岩石堆；顶底柱、集中出矿区、第一翼矿石堆以及第二翼岩石堆之间为无矿岩的空区；当集中出矿区靠近倒梯形采区第二翼的区域临近出矿结束时，在放顶区对顶底柱进行放顶爆破；通过集中出矿区放出崩落岩石覆盖下的顶底柱矿石；随着顶底柱上部的崩落岩石下落后，自然崩落或强制崩落顶底柱的上部围岩体；保持倒梯形采区沿矿体走向连续推进，不留矿柱连续回采矿体、连续崩落矿体周围岩体。
[0006]进一步地，分段回采作业面位于分段脉内平巷的端部，在各分段脉内平巷内按设定的回采步距进行回采作业，并且回采作业自上分段至下分段顺序实施或同时实施。
[0007]进一步地，在各分段回采作业面钻凿上向扇形中深孔，采用挤压爆破崩落矿石，每次爆破崩落矿石后在分段水平进行控制出矿；余下的崩落矿石存留在采区内，余下的崩落矿石中的大部分通过集中出矿区在无覆盖岩石的条件下放出；
[0008]进一步地，分段控制出矿采用井下铲运机进行出矿，控制出矿量为每次崩落矿石量的 10% -15%。
[0009]进一步地，各分段回采作业面底边的连线与水平面的夾角为35° -55°。
[0010]进一步地，倒梯形采区内存留在倒梯形采区的第一翼的崩落矿石堆沿矿体走向的厚度不小于20m。
[0011]进一步地，每次放顶爆破按照设定的放顶区范围崩落顶底柱，每次设定的放顶区的高度采用与顶底柱高度，每次设定的放顶区沿矿体走向的长度与集中出矿区内临近出矿结束区域沿矿体走向的长度保持基本一致。
[0012]进一步地，将每次设定的放顶区沿垂直方向划分至少两个爆区，采用中深孔或深孔自下而上实行区间秒差控制爆破。
[0013]本发明具有以下有益效果:
[0014]本发明采矿方法的采区沿矿体走向连续推进，不留矿柱、连续采矿；除崩落的顶底柱矿石外，绝大部份的崩落矿石在没有岩石覆盖的条件下进行出矿，避免了崩落采矿法在岩石覆盖下进行大量出矿的弊端，采矿损失率低、贫化率低。分段回采区可形成多个回采作业面，集中出矿区可设置多个出矿点，采场生产能力大、效率高。特别适用于矿体厚大、矿体走向长度长、矿岩稳固的矿床条件。
[0015]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0017]图1是本发明优选实施例的连续崩落采矿法方案的纵剖面示意图；
[0018]图2是本发明优选实施例的连续崩落采矿法方案的水平剖面示意图；
[0019]图3是本发明优选实施例的连续崩落采矿法方案的横向剖面示意图。
[0020]图例说明:
[0021]1、第一分段；2、第二分段；3、第三分段；4、第四分段;A1、第一分段回采作业面；A2、第二分段回采作业面；A3、第三分段回采作业面；A4、第四分段回采作业面；51、本中段底柱；52、本中段顶柱；53、上中段底柱；6、矿石；7、岩石；8、空区；9、岩石；B、放顶区；C、集中出矿区。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0023]图1是本发明优选实施例的连续崩落采矿法方案的纵剖面示意图；图2是本发明优选实施例的连续崩落采矿法方案的水平剖面示意图；图3是本发明优选实施例的连续崩落采矿法方案的横向剖面示意图。
[0024]如图1所示，本实施例的连续崩落采矿方法，沿矿体的垂直方向按一定高度将矿体划分成具有走向全长的矿段作为中段，将中段矿段沿垂直方向划分为四个水平矿段(分段)，四个水平矿段分别为第一分段1、第二分段2、第三分段3、第四分段4，在本中段的上部划分本中段顶柱52，在本中段的下部划分本中段底柱51 ;在各分段水平沿矿体走向分别布置有一条分段脉外平巷和至少一条分段脉内平巷，分段脉内平巷与分段脉外平巷通过分段联络道连通。在中段内布置至少一个采区，采区的纵剖面为下窄上宽的倒梯形。倒梯形采区的第一翼为分段回采区，在第一分段1、第二分段2、第三分段3、第四分段4，分别设置有从下至上呈阶梯状布置的第一分段回采作业面Al、第二分段回采作业面A2、第三分段回采作业面A3、第四分段回采作业面A4，并存留有崩落矿石6。倒梯形采区的第二翼为围岩体崩落区，覆盖有崩落岩石7。倒梯形采区的顶部为由本中段顶柱52和上中段底柱53组成的顶底柱，在紧靠第二翼的顶底柱部位为放顶区B。倒梯形采区的底部为集中出矿区C。在倒梯形米区的顶柱52下方的第一翼矿石堆6与第二翼岩石堆7之间为无矿岩的空区8。在各分段回采作业面钻凿上向扇形中深孔，采用挤压爆破崩落矿石，每次爆破崩落矿石后在分段水平进行控制出矿。余下的崩落矿石6存留在采区内，其中的大部分通过集中出矿区C在无岩石7覆盖的条件下放出。当集中出矿区C靠近倒梯形采区第二翼的区域临近出矿结束时，在放顶区B进行放顶爆破崩落设定范围内的顶底柱，使上中段底柱53上部的部份崩落岩石9随同崩落的顶底柱矿石一起落入临近出矿结束区，形成覆盖在崩落的顶底柱矿石之上的岩石7。通过集中出矿区C放出岩石7覆盖下的所述顶底柱矿石。随着顶底柱上部的部份崩落岩石下落后，自然崩落或强制崩落上部围岩体，补充崩落岩石9。保持倒梯形采区沿矿体走向连续推进，不留矿柱连续回采矿体、连续崩落矿体周围岩体。
[0025]在实施例中，中段是沿垂直方向按一定高度将矿体划分的具有走向全长的矿段，分段是将中段沿垂直方向划分出的水平矿段。图2是图1中的1-1剖面结构示意图；图3是图1中的I1-1I剖面结构示意图。
[0026]本实施例中，各分段回采作业面，第一分段回采作业面Al、第二分段回采作业面A2、第三分段回采作业面A3、第四分段回采作业面A4位于分段脉内平巷的端部，在各分段脉内平巷内按设定的回采步距进行回采作业，并且各分段的回采作业自上分段至下分顺序实施或同时实施。
[0027]本实施例中，分段控制出矿采用井下铲运机进行出矿，控制出矿量为每次崩落矿石量的10% -15%。
[0028]本实施例中，各分段回采作业面底边的连线与水平面的夾角为35° -55°。
[0029]本实施例中，倒梯形采区内存留在第一翼的崩落矿石堆6沿矿体走向的厚度不小于 20m。
[0030]本实施例中，本中段顶柱52和上中段底柱53构成顶底柱，每次放顶爆破按照设定的放顶区B的范围崩落顶底柱，每次设定的放顶区B的高度为顶底柱高度，每次设定的放顶区B沿矿体走向的长度与集中出矿区C内临近出矿结束区域沿矿体走向的长度保持基本一致。
[0031]本实施例中，将每次设定的放顶区B沿垂直方向划分至少两个爆区，采用中深孔或深孔自下而上实行区间秒差控制爆破。
[0032]本发明的崩落采矿方法沿矿体走向连续回采，不留矿柱，开采回采率高。除崩落的顶底柱矿石外，绝大部份的崩落矿石在没有岩石7覆盖的条件下进行出矿，避免了崩落采矿法在岩石覆盖下进行大量出矿的弊端，采矿贫化率低。分段回采区设置多个回采作业面同时作业，设置多个出矿点进行集中出矿，采区生产能力大、效率高。本发明的采矿方法适用于矿体厚大、矿体走向长度长、矿岩稳固的矿床条件。
[0033]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种连续崩落采矿方法，其特征在于: 沿垂直方向将矿体划分为至少两个中段，并在所述中段的上部划分顶柱，在所述中段的下部划分底柱；本中段的顶柱和上一中段的底柱构成顶底柱；将所述中段沿垂直方向划分为至少两个分段，在各分段水平沿矿体走向分别布置有一条分段脉外平巷和至少一条分段脉内平巷，所述分段脉内平巷与所述分段脉外平巷通过分段联络道连通； 在所述中段内布置至少一个采区，所述采区的纵剖面为下窄上宽的倒梯形，形成倒梯形采区；所述倒梯形采区的第一翼为分段回采区，在各分段从下至上呈阶梯状布置分段回采作业面，存留有崩落矿石，形成第一翼矿石堆；所述倒梯形采区的底部为集中出矿区；所述倒梯形采区的顶部为顶底柱；在紧靠所述倒梯形采区的第二翼的顶底柱部位为放顶区，通过在放顶区进行放顶爆破，使所述顶底柱上部的崩落岩石随同崩落的顶底柱矿石一起落入所述集中出矿区内临近出矿结束的区域，并使所述崩落岩石覆盖在崩落的所述顶底柱矿石之上，形成第二翼岩石堆；所述顶底柱、所述集中出矿区、所述第一翼矿石堆以及所述第二翼岩石堆之间为无矿岩的空区； 当所述集中出矿区靠近倒梯形采区第二翼的区域临近出矿结束时，在所述放顶区对所述顶底柱进行放顶爆破；通过所述集中出矿区放出所述崩落岩石覆盖下的所述顶底柱矿石；随着所述顶底柱上部的崩落岩石下落后，自然崩落或强制崩落所述顶底柱上部的围岩体； 保持倒梯形采区沿矿体走向连续推进，不留矿柱连续回采矿体、连续崩落矿体周围岩体。
2.根据权利要求1所述的连续崩落采矿方法，其特征在于，所述分段回采作业面位于所述分段脉内平巷的端部，在各分段脉内平巷内按设定的回采步距进行回采作业，并且回采作业自上分段至下分段顺序实施或同时实施。
3.根据权利要求1所述的连续崩落采矿方法，其特征在于，在各所述分段回采作业面钻凿上向扇形中深孔，采用挤压爆破崩落矿石，每次爆破崩落矿石后在分段水平进行控制出矿；余下的崩落矿石存留在所述采区内，余下崩落矿石中的大部分通过所述集中出矿区在无岩石覆盖的条件下放出。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的连续崩落采矿方法，其特征在于，分段控制出矿采用井下铲运机进行出矿，控制出矿量为每次崩落矿石量的10% -15%。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的连续崩落采矿方法，其特征在于，各所述分段回采作业面底边的连线与水平面的夾角为35° -55°。
6.根据权利要求3所述的连续崩落采矿方法，其特征在于，所述倒梯形采区内存留在所述倒梯形采区的第一翼的崩落矿石堆沿矿体走向的厚度不小于20m。
7.根据权利要求1所述的连续崩落采矿方法，其特征在于，每次放顶爆破按照设定的放顶区范围崩落顶底柱，每次设定的所述放顶区的高度为所述顶底柱高度，每次设定的放顶区沿矿体走向的长度与所述集中出矿区内临近出矿结束区域沿矿体走向的长度保持基本一致。
8.根据权利要求7所述的连续崩落采矿方法，其特征在于，将每次设定的所述放顶区沿垂直方向划分至少两个爆区，采用中深孔或深孔自下而上实行区间秒差控制爆破。
【文档编号】E21C41/22GK104153782SQ201410365727
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】周爱民, 宋嘉栋 申请人:长沙矿山研究院有限责任公司