一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法
【专利摘要】本发明公开了一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法，沿矿体走向划分盘区，盘区间留设盘区间柱（5），在盘区间柱（5）内布置上山（1），倾向上每隔20～40m布置一条沿脉联巷；在矿房端部分别沿走向和倾向开凿沿脉切割巷（2）和切割上山（3），沿脉切割巷（2）、切割上山（3）分别将第一分层矿脉、岩石夹层、第二分层矿脉一次性全部开凿；在回采过程中，通过在第一分层矿脉、岩石夹层、第二分层矿脉采用不同的凿岩爆破参数，将矿脉间夹石剔除，解决了夹石混入矿石的难题，降低矿石贫化率。本发明特别适用于地下金属矿山多层缓倾斜极薄矿脉且受爆破扰动易粉碎矿脉的开采，实现多层矿脉同时回收，通过全厚度开采改善人员作业和设备作业空间受限问题。
【专利说明】一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种地下矿山采矿方法，尤其是涉及一种含有夹石层的地下金属矿山多层缓倾斜极薄矿脉的开采方法，特别适合于地下金属矿山多层缓倾斜极薄矿脉且受爆破扰动易粉碎矿脉的开采。
【背景技术】
[0002]由于矿岩赋存地质条件的复杂，多层缓倾斜极薄矿脉一直属于难采矿体，该类型矿体的开采面临一系列难题，如矿脉薄、回采高度低，人员作业空间受限，劳动强度大、效率低；层间夹石无法预先剔除，导致回采的矿石中废石混入率高，增加后期矿石和废石分离选矿成本。
[0003]一些矿山为了避免多层矿脉间夹石混入矿石堆、降低矿石贫化率，采用“采厚弃薄”方式回采，放弃对厚度Im以下极薄矿脉开采，仅回采厚度Im以上矿脉，这样虽可解决夹石混入问题，但同时降低了矿石的回收率，造成资源利用程度低。
[0004]矿业类期刊《黄金》2008年第2期/第29卷发表的“曹家埠金矿缓倾斜薄矿体回采实践” 一文中，介绍曹家埠金矿矿体厚度0.1?3m，平均厚度0.5m，矿体为两层矿，分支复合、尖灭再现频繁，矿山采用小进路全面采矿法和短壁式崩落采矿法，但避免不了顶板塌方、下盘围岩混入的问题，矿石贫化率高达40%。《中国锰业》1994年9月发表的“斗南锰矿缓倾斜薄矿体采矿方法的试验研究” 一文中，介绍斗南锰矿白姑矿区V8矿体仅一层，厚度
0.53?2.98m，平均1.53m。矿体厚度大于1.6m时采用锚杆房柱采矿法开采。但是文章中均未解决极薄矿脉开采时如何避免多层矿脉间夹石混入矿石堆难题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述缺陷，而提供一种可以使夹层废石在回采过程中剔除、降低矿石贫化率的多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法，并对多层矿脉均进行了回采，确保了资源利用的最大化。
[0006]为实现本发明的上述目的，本发明一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法采用以下工艺、步骤:
本发明一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法，由于矿脉受爆破扰动易粉碎，采用从上至下回采，从上至下逐层起爆分层回采，每一分层炮孔布置和装药形式各不相同，采用的具体工艺、步骤为:
I)沿矿体走向划分盘区，盘区间留设盘区间柱，在盘区间柱内布置上山，倾向上每隔20?40m布置一条沿脉联巷，其中以28?32m较优；在矿房端部分别沿走向和倾向开凿沿脉切割巷和切割上山，沿脉切割巷、切割上山分别将第一分层矿脉、岩石夹层、第二分层矿脉一次性全部开凿。
[0007]2)在第一分层矿脉和上部岩层分界线处开凿密集炮孔，该密集炮孔在第一分层矿脉回采前预先起爆，在第一分层矿脉和上部岩层之间形成一条缓冲缝，将第一分层矿脉和上部岩层分开。
[0008]3)在第一分层矿脉中间开凿第一分层矿脉中间炮孔，在第一分层矿脉和岩石夹层分界线处开凿矿脉和夹石层分界线密集炮孔，利用已开凿好的切割上山作为补偿空间，爆破时先起爆矿脉和夹石层分界线炮孔，再起爆第一分层矿脉中间炮孔，炮孔间起爆延时大于10ms为宜。爆破后,第一分层矿石抛掷于切割上山内。
[0009]4)第一分层矿脉出矿结束后，在岩石夹层和第二分层矿脉分界线处开凿岩石夹层和矿脉分界线密集炮孔，在岩石夹层中间开凿岩石夹层中间炮孔，先起爆岩石夹层和矿脉分界线炮孔，再起爆岩石夹层中间炮孔，夹石抛掷在附近切割上山内，利用无轨设备直接将岩石铲运至废弃矿房；炮孔间起爆延时以大于10ms为佳。
[0010]5)在第二分层矿脉和下部围岩分界线处开凿矿脉和下部围岩分界线炮孔，直接起爆第二分层矿脉，爆破后的矿石由无轨设备铲运至溜井；
6)重复上述凿岩爆破工序，直至整个矿房回采结束。
[0011]所述的第一分层矿脉和上部岩层分界线处开凿的密集炮孔的炮孔间距为正常井下浅孔爆破时炮孔间距的一半；所述的第一分层矿脉和岩石夹层分界线密集炮孔的炮孔间距为正常井下浅孔爆破时炮孔间距的一半；所述的岩石夹层和第二分层矿脉分界线处密集炮孔的炮孔间距为正常井下浅孔爆破时炮孔间距的一半；均以0.4m?0.6m为宜。密集炮孔内采用不耦合装药，装药量为正常井下浅孔爆破时炮孔装药量的三分之一，药卷布置在孔底和孔中部爆破效果最佳。
[0012]所述的第一分层矿脉中间炮孔的炮孔间距与井下正常浅孔爆破炮孔间距相同；所述的岩石夹层中间开凿岩石夹层中间炮孔与井下正常浅孔爆破炮孔间距相同；所述的第二分层矿脉和下部围岩分界线处炮孔与井下正常浅孔爆破时炮孔间距相同；均以0.Sm?
1.2m为宜。
[0013]理想的盘区参数为:盘区间柱宽6m?8m,盘区底柱宽3m?5m,盘区顶柱宽3m?5m ο
[0014]本发明一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法采用以上技术方案后，具有以下积极效果:
1)对于极薄矿脉采用在矿岩分界线处预先形成裂缝，降低爆破时爆破冲击波对围岩的作用，使得废石混入率大大降低；
2)对于夹石无法预先剔除的多层矿脉开采，夹石在回采过程中单独爆破，避免了夹石的混入而降低贫化率以及后期的选矿费用。爆破后夹石直接用铲运机回填于废弃矿房，确保了空区稳定，减少了地表废石的堆放；
3)对于多层易碎缓倾斜矿脉开采，采用该方法不仅将多层矿脉回收，提高了矿石回收率，而且多层矿脉回采后，作业空间提高，改善了人员设备作业环境，大大提高作业效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法划分的盘区示意图。
[0016]图2为沿图1的1-1线剖视图。
[0017]图3为沿图1的I1-1I线剖视图。
[0018]图4为本发明一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法的炮孔布置示意图。
[0019]图中标记为:
1-上山；2-沿脉切割巷；3-切割上山；4_回风巷；5_盘区间柱；6_盘区底柱；7_盘区顶柱；8_脉内联巷；9_中段运输巷道；10_溜井；11_密集炮孔，12-第一分层矿脉中间炮孔，13-第一分层矿脉和夹石层分界线密集炮孔，14-岩石夹层中间炮孔，15-岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔，16-第二分层矿脉和下部围岩分界线炮孔；17—第一分层矿脉；18—岩石夹层；19一第二分层矿脉，20-上中段底柱，21-下中段底柱。
【具体实施方式】
[0020]为进一步描述本发明，下面结合附图对本发明一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法作进一步详细说明。
[0021]由图1所示的本发明一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法划分的盘区示意图并结合图2、图3、图4看出，沿矿体走向划分盘区,盘区长60m,盘区间留设盘区间柱5,在盘区间柱5内布置上山I,倾向上每隔30m布置一条沿脉联巷8，盘区间柱5宽7m，盘区底柱6宽3m，盘区顶柱7宽3m ;在矿房端部分别沿走向和倾向开凿沿脉切割巷2和切割上山3，沿脉切割巷2、切割上山3分别将第一分层矿脉17、岩石夹层18、第二分层矿脉19 一次性全部开凿。在上中段底柱20与盘区顶柱7间为回风巷4。盘区底柱6的下部为下中段底柱21。
[0022]由图4所示的本发明一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法的炮孔布置示意图并结合图1、图2、图3看出，本发明采用从上至下回采，从上至下逐层起爆分层回采，每一分层炮孔布置和装药形式各不相同。
[0023]首先在第一分层矿脉17和上部岩层分界线处开凿密集炮孔11，该密集炮孔11在第一分层矿脉17回采前预先起爆，在第一分层矿脉17和围岩之间形成一条缓冲缝，将第一分层矿脉17和上部岩层分开。密集炮孔11的炮孔间距为0.5m，一次起爆10个。
[0024]接着在第一分层矿脉17中间开凿第一分层矿脉中间炮孔12，在第一分层矿脉17和岩石夹层18分界线处开凿第一分层矿脉和夹石层分界线密集炮孔13，利用已开凿好的切割上山3作为补偿空间，爆破时先起爆第一分层矿脉和夹石层分界线密集炮孔13，再起爆第一分层矿脉中间炮孔12，爆破后，第一分层矿石抛掷于切割上山3内，利用无轨设备直接将矿石铲运至溜井10，并通过中段运输巷道9运出。第一分层矿脉中间炮孔12和第一分层矿脉和夹石层分界线密集炮孔13间采用微差爆破，爆破延时大于100ms。每次爆破矿脉中间炮孔12两个，矿脉中间炮孔12间距lm。第一分层矿脉和夹石层分界线密集炮孔13一次爆破4个。
[0025]第一分层矿脉17出矿结束后，在岩石夹层18和第二分层矿脉19分界线处开凿岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔15，在岩石夹层18中间开凿岩石夹层中间炮孔14，先起爆岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔15，再起爆岩石夹层中间炮孔14，岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔15和岩石夹层中间炮孔14间采用微差爆破，爆破延时大于100ms。夹石抛掷在附近切割上山3内，利用无轨设备直接将岩石铲运至废弃矿房。
[0026]在第二分层矿脉19和下部围岩分界线处开凿第二分层矿脉和下部围岩分界线炮孔16，直接起爆第二分层矿脉19，爆破后的矿石由无轨设备铲运至溜井10，并通过中段运输巷道9运出。
[0027]重复上述凿岩爆破工序，直至整个矿房回采结束。
[0028]所述的密集炮孔11的炮孔间距为正常井下浅孔爆破时炮孔间距的一半，在密集炮孔11内采用不耦合装药，孔底和孔中部各装一支药卷；所述的第一分层矿脉中间炮孔12的炮孔间距与井下正常浅孔爆破炮孔间距相同；所述的第一分层矿脉和夹石层分界线密集炮孔13的炮孔间距为正常井下浅孔爆破时炮孔间距的一半，装药量为正常井下浅孔爆破时炮孔装药量的三分之一，炮孔内采用不耦合装药；所述的岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔15、岩石夹层中间炮孔14的炮孔间距为正常井下浅孔爆破时炮孔间距的一半，岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔15的装药量为正常井下浅孔爆破时炮孔药量的三分之一，炮孔内采用不耦合装药。
【权利要求】
1.一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法，其特征是采用以下工艺、步骤: 1)沿矿体走向划分盘区，盘区间留设盘区间柱(5)，在盘区间柱(5)内布置上山(1)，倾向上每隔20?40m布置一条沿脉联巷(8);在矿房端部分别沿走向和倾向开凿沿脉切割巷(2)和切割上山(3)，沿脉切割巷(2)、切割上山(3)分别将第一分层矿脉(17)、岩石夹层(18)、第二分层矿脉(19) 一次性全部开凿； 2 )在第一分层矿脉(17 )和上部岩层分界线处开凿密集炮孔(11)，该密集炮孔(11)在第一分层矿脉(17)回采前预先起爆，在第一分层矿脉(17)和围岩之间形成一条缓冲缝，将第一分层矿脉(17)和上部岩层分开； 3)在第一分层矿脉(17)中间开凿第一分层矿脉中间炮孔(12)，在第一分层矿脉(17)和岩石夹层(18)分界线处开凿第一分层矿脉和夹石层分界线密集炮孔(13)，利用已开凿好的切割上山(3)作为补偿空间，爆破时先起爆第一分层矿脉和夹石层分界线密集炮孔(13)，再起爆第一分层矿脉中间炮孔(12)，爆破后，第一分层矿石抛掷于切割上山(3)内； 4)第一分层矿脉(17)出矿结束后，在岩石夹层(18)和第二分层矿脉(19)分界线处开凿岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔(15)，在岩石夹层(18)中间开凿岩石夹层中间炮孔(14)，先起爆岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔(15)，再起爆岩石夹层中间炮孔(14)，夹石抛掷在附近切割上山(3)内，利用无轨设备直接将岩石铲运至废弃矿房； 5)在第二分层矿脉(19)和下部围岩分界线处开凿第二分层矿脉和下部围岩分界线炮孔(16)，直接起爆第二分层矿脉(19)，爆破后的矿石由无轨设备铲运至溜井(10); 6)重复上述凿岩爆破工序，直至整个矿房回采结束。
2.如权利要求1所述的一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法，其特征在于:所述的密集炮孔(11)的炮孔间距为正常井下浅孔爆破时炮孔间距的一半，在密集炮孔(11)内采用不耦合装药，装药量为正常井下浅孔爆破时炮孔药量的三分之一，药卷布置在孔底和孔中部。
3.如权利要求2所述的一种多层易碎缓倾斜极薄矿脉的开采方法，其特征在于:所述的第一分层矿脉中间炮孔(12)的炮孔间距与井下正常浅孔爆破炮孔间距相同；所述的第一分层矿脉和夹石层分界线密集炮孔(13)的炮孔间距为正常井下浅孔爆破时炮孔间距的一半，装药量为正常井下浅孔爆破时炮孔装药量的三分之一，炮孔内采用不耦合装药。
4.如权利要求3所述的一种多层缓倾斜极薄矿脉回采爆破技术，其特征在于:所述的岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔(15)、岩石夹层中间炮孔(14)的炮孔间距为正常井下浅孔爆破时炮孔间距的一半，岩石夹层和第二分层矿脉分界线密集炮孔(15)的装药量为正常井下浅孔爆破时炮孔药量的三分之一，炮孔内采用不耦合装药。
5.如权利要求1、2、3或4所述的一种多层缓倾斜极薄矿脉回采爆破技术，其特征在于:在第3)步、第4)步的炮孔间起爆延时大于100ms。
6.如权利要求5所述的一种多层缓倾斜极薄矿脉回采爆破技术，其特征在于:所述的密集炮孔(11)的炮孔间距为0.4m?0.6m。
7.如权利要求1、2、3或4所述的一种多层缓倾斜极薄矿脉回采爆破技术，其特征在于:所述的盘区间柱(5)宽6m?8m,盘区底柱(6)宽3m?5m,盘区顶柱(7)宽3m?5m。
【文档编号】E21C41/22GK104265297SQ201410382055
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】王运敏, 孙丽军, 杨家冕, 肖益盖 申请人:中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司, 华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司, 中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司