一种大间距无底柱采矿方法与流程

本发明涉及地下采矿方法技术领域，特别是涉及一种大间距无底柱采矿方法。

背景技术：

无底柱分段崩落法是一种结构简单、安全高效、管理方便的采矿方法，在我国冶金、有色、化工等行业地下矿山中有着广泛的应用。无底柱分段崩落法开采的主要参数有阶段高度、矿块尺寸、分段高度、进路间距、崩矿步距等。

采用无底柱分段崩落法开采的特点如下：根据矿体的赋存条件，在阶段高度上按照一定的数值划分成若干个分段作为生产水平，并以相邻两个生产水平进路底板间的矿量作为分段矿量，将每个分段划分成若干个生产矿块，上、下各分段内的回采进路呈菱形排列结构。在分段平面内布置回采进路、出矿联络巷、切割巷道、通风巷道等一系列巷道，在切割巷道中施工切割炮孔、在回采进路中施工上向扇形采矿中深孔，并根据采掘计划的要求在切割巷道、回采进路内进行爆破和出矿等工作。在回采进路内出矿，放出体的平面模型呈椭圆形态，由放矿理论可知在进路放矿过程中脊部会残留部分矿石，这部分矿石将转入下一个分段放出体的顶部放出。为了确保回采工作的安全以及采矿顺序的合理，当上下两个分段同时回采时要求上分段超前下分段在20m以上，同一分段相邻进路的回采工作面应尽量保持平齐以避免应力集中、给生产组织带来麻烦，在进路内按照自前往后的后退式采矿顺序进行回采作业，各进路内回采作业的主要生产环节有中深孔凿岩、装药爆破、出矿等。

随着采矿技术、采掘设备的不断进步，无底柱分段崩落法正朝着大结构参数、大型采掘设备的方向发展，在矿山生产中相继出现了高分段、大间距的采场结构参数，但对加大采场结构参数的方法研究相对较少。通常情况下，无底柱矿山均采取分期开拓、分期开采的形式进行建设与生产，为了提高采矿效率、降低采矿成本，在不同的建设与生产阶段，很多矿山都会采用不同的采场结构参数，因此在采矿生产过程中存在如何加大采场结构参数方法的问题，解决好这一问题的方法对矿山正常生产、主要技术经济指标影响较大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种大间距无底柱采矿方法，通过最小公倍数法加大采场的结构参数，使矿山在分段平面上一定的范围内减少1~2条进路，在高度方向上一定的范围内减少一个分段，可减少一个分段的进路及其他工程量，因而明显节省了采准工程量。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

一种大间距无底柱采矿方法，包括以下步骤：

S1：根据矿体的赋存条件，在阶段高度上按照一定的数值划分为若干个分段作为生产水平，并以相邻两个生产水平进路底板间的矿量作为分段矿量，将每个分段划分成若干个生产矿块，上、下各分段内的回采进路呈菱形排列结构，最下方的一个分段为上分段，其中，第一分段高度为H1，相邻两个回采进路之间的第一进路间距为L1；

S2：采用最小公倍数法加大采场的结构参数，使矿山采场结构参数在原有的基础上显著增大，形成过滤分段，当采场结构参数呈现一定的循环变化规律后形成下分段，下分段中相邻两个回采进路之间的第二进路间距为L2，第二分段高度为H2，其中，L2＞L1，H2≥H1；

S3：在分段平面内布置出矿联络巷、切割巷道、通风巷道，在切割巷道中施工切割炮孔、在回采进路中施工上向扇形采矿中深孔，并根据采掘计划的要求在切割巷道、回采进路内进行爆破和出矿。

技术效果：通过最小公倍数法加大采场的结构参数，使矿山在分段平面上一定的范围内减少1~2条进路，在高度方向上一定的范围内减少一个分段，可减少一个分段的进路及其他工程量，因而明显节省了采准工程量。

进一步的，所述最小公倍数法是指矿山加大采场结构参数时，在分段平面上一定的范围内减少1~2条进路、在高度方向上一定的范围内减少一个分段，使上分段与过渡分段进路的对应关系呈现循环变化的规律。

前所述的大间距无底柱采矿方法，在采用最小公倍数法加大采场结构参数，先选择一条基准进路使上分段进路与过渡分段进路在平面上的投影呈重叠状态，并且每隔一段距离循环。

前所述的大间距无底柱采矿方法，过渡分段与下部分段的回采进路呈菱形布置关系。

前所述的大间距无底柱采矿方法，在各分段回采时实行截止品位或留矿或低贫化的放矿制度。

前所述的大间距无底柱采矿方法， 第一分段高度为10m或者12m或者15m或者20m，所述第一进路间距为10m或者15m或者18m或者20m。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中，通过最小公倍数法加大采场的结构参数，使矿山在分段平面上一定的范围内减少1~2条进路，可减少回采进路数量，因而明显节省了采准工程量，具有较好的经济效果；

（2）本发明中，通过最小公倍数法加大采场的结构参数，使矿山在高度方向上一定的范围内减少一个分段，可减少一个分段的进路及其他工程量，因而大幅度节省了采准工程量；

（3）本发明大幅度增加了过渡分段及下部分段各进路控制的面积，因而增加了进路的控制矿量，可提高回采凿岩、回采出矿工作的效率；

（4）本发明在矿山生产过程中加大了进路间距和分段高度或进路间距，有利于减少采矿贫化次数、提高采出矿石质量；

（5）本发明工艺管理简单、现场控制方便，具有良好的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明加大进路间距和分段高度开采示意图；

图2为本发明加大进路间距开采示意图；

其中：1、上分段；2、过渡分段；3、下分段；4、第一进路间距；5、第二进路间距；6、第一分段高度；7、第二分段高度；8、回采进路。

具体实施方式

为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。

本发明提供了一种大间距无底柱采矿方法，包括以下步骤：

S1：根据矿体的赋存条件，在阶段高度上按照一定的数值划分为若干个分段作为生产水平，并以相邻两个生产水平进路底板间的矿量作为分段矿量，将每个分段划分成若干个生产矿块，上、下各分段内的回采进路8呈菱形排列结构，最下方的一个分段为上分段1，其中，第一分段高度6为H1，相邻两个回采进路8之间的第一进路间距4为L1；

S2：采用最小公倍数法加大采场的结构参数，选择一条基准进路使上分段1进路与过渡分段2进路在平面上的投影呈重叠状态，并且每隔一段距离循环，在分段平面上一定的范围内减少1~2条进路、在高度方向上一定的范围内减少一个分段，使上分段1与过渡分段2进路的对应关系呈现循环变化的规律，使矿山采场结构参数在原有的基础上显著增大，形成过渡分段，当采场结构参数呈现一定的循环变化规律后形成下分段3，过渡分段2与下部分段的回采进路8呈菱形布置关系，下分段3中相邻两个回采进路8之间的第二进路间距5为L2，第二分段高度7为H2，其中，L2＞L1，H2≥H1，如图1、图2所示；

S3：在分段平面内布置出矿联络巷、切割巷道、通风巷道，在切割巷道中施工切割炮孔、在回采进路8中施工上向扇形采矿中深孔，并根据采掘计划的要求在切割巷道、回采进路8内进行爆破和出矿。

实施例1：

某地下矿山，矿体赋存在―36m~―524m之间，采用分期建设、分期开采的方案，采用竖井开拓、无底柱分段崩落法采矿。矿山一期采矿工程阶段高度为120m，分―78~―138m、―138~―198m两个中段，―198m为阶段运输水平。原采用采场结构参数为：第一分段高度6×第一进路间距4＝12m×10m，矿块平面尺寸60m×50m，当开采工作进行到―138m时，按照本发明，一是采用最小公倍数法在平面方向上30m范围内将进路由3条变为2条，在高度方向上将分段由5个变为4个，形成大间距采场结构；二是采用最小公倍数法在平面方向上20m范围内将进路由2条变为1条，在高度方向上将分段由5个变为4个，形成大间距采场结构。此时新的参数为：第二分段高度7×第二进路间距5＝15m×15m或15m×20m，因而单条进路控制的面积由120m²变为225m²或300m²。由于加大进路间距必然会改变上下分段3之间进路的对应关系，因此上分段1与过渡分段2的进路呈现非菱形布置状态，为了便于矿山采矿生产管理，选择一条基准进路使上分段1进路与过渡分段2进路在平面上的投影呈重叠状态，每隔30m或20m循环一次，而加大分段高度后分段数将减少，下部分段按菱形结构布置进路。在过渡分段2、下部分段实行截止品位或留矿或低贫化的放矿制度。这样做的好处有：在同一分段平面内每隔30m或20m减少1条回采进路8，在高度方向上60m范围内减少了一个分段的进路及其他采矿工程，因此大幅度节省了采准工程量，经济效益十分明显。

实施例2：

某个生产矿山，采用斜坡道与竖井联合开拓方式、无底柱分段崩落法采矿。矿山一期采矿工程阶段高度为120m，分0~―60m、―60~―120m两个中段，―120m为阶段运输水平。原采用采场结构参数为：第一分段高度6×第一进路间距4＝15m×18m，矿块平面尺寸90m×75m。当开采工作进行到―60m时，按照本发明，采用最小公倍数法在平面方向上72m范围内将进路由4条变为3条，在高度方向上将分段由4个变为3个，形成大间距采场结构，此时新的参数为：第二分段高度7×第二进路间距5＝20m×24m，因而单条进路控制的面积由270m²变为480m²。由于加大进路间距必然会改变上下分段3之间进路的对应关系，因此上分段1与过渡分段2的进路呈现非菱形布置状态，为了便于矿山采矿生产管理，选择一条基准进路使上分段1进路与过渡分段2进路在平面上的投影呈重叠状态，每隔72m循环一次，而加大分段高度后分段数将减少，下部分段按菱形结构布置进路。在过渡分段2、下部分段实行截止品位或留矿或低贫化的放矿制度。这样做的好处有：在同一分段平面内每隔72m减少一条回采进路8，在高度方向上60m范围内减少了一个分段的进路及其他采矿工程，因此大幅度节省了采准工程量，经济效益十分明显。

实施例3：

某地下铁矿山，矿体埋藏在＋45m ~－360m之间，矿体走向长1200m、平均厚度35m、倾角75°~85°，采用竖井开拓方式、无底柱分段崩落法采矿，设－80m、－200m、－320m三个阶段运输水平，每个阶段分两个中段。矿山原采用采场结构参数为： 第一分段高度6×第一进路间距4＝12m×15m，当开采工作进行到―200m时，按照本发明，采用最小公倍数法在平面方向上90m范围内将进路由6条变为5条，在高度方向上将分段由5个变为4个，形成大间距采场结构，此时新的参数为：第二分段高度7×第二进路间距5＝15m×18m，因而单条进路控制的面积由180m²变为270m²。由于加大进路间距必然会改变上下分段3之间进路的对应关系，因此上分段1与过渡分段2的进路呈现非菱形布置状态，为了便于矿山采矿生产管理，选择一条基准进路使上分段1进路与过渡分段2进路在平面上的投影呈重叠状态，每隔90m循环一次，而加大分段高度后分段数将减少，下部分段按菱形结构布置进路。在过渡分段2、下部分段实行截止品位或留矿或低贫化的放矿制度。这样做的好处有：在同一分段平面内每隔90m减少一条回采进路8，在高度方向上60m范围内减少了一个分段的进路及其他采矿工程，因此大幅度节省了采准工程量，经济效益十分明显。

实施例4：

某矿山，采用斜坡道与竖井联合开拓方式、无底柱分段崩落法采矿，矿体赋存在560~0m之间，分380m、260m、140m、20m四个阶段，每个阶段分两个中段。原采用采场结构参数为：第一分段高度6×第一进路间距4＝20m×20m，矿块平面尺寸120m×75m。当一期开采工作进行到440m时，按照本发明，采用最小公倍数法在平面方向上120m范围内将进路由6条变为5条，在高度方向上仍采用原有的分段，形成大间距采场结构，此时新的参数为：第二分段高度7×第二进路间距5＝20m×24m，因而单条进路控制的面积由400m²变为480m²。由于加大进路间距必然会改变上下分段3之间进路的对应关系，因此上分段1与过渡分段2的进路呈现非菱形布置状态，为了便于矿山采矿生产管理，选择一条基准进路使上分段1进路与过渡分段2进路在平面上的投影呈重叠状态，每隔120m循环一次，在分段高度及分段数量不变的情况下，下部分段按菱形结构布置进路。在过渡分段2、下部分段实行截止品位或留矿或低贫化的放矿制度。这样做的好处有：在同一分段平面内每隔120m减少一条回采进路8，因此可节省了采准工程量，经济效益较为明显。

实施例5：

某矿山，采用斜坡道与竖井联合开拓方式、无底柱分段崩落法采矿，矿体赋存在560~0m之间，分380m、260m、140m、20m四个阶段，每个阶段分两个中段。原采用采场结构参数为：第一分段高度6×第一进路间距4＝20m×20m，矿块平面尺寸100m×75m。当一期开采工作进行到440m时，按照本发明，采用最小公倍数法在平面方向上100m范围内将进路由5条变为4条，在高度方向上仍采用原有的分段，形成大间距采场结构，此时新的参数为：第二分段高度7×第二进路间距5＝20m×25m，因而单条进路控制的面积由400m²变为500m²。由于加大进路间距必然会改变上下分段3之间进路的对应关系，因此上分段1与过渡分段2的进路呈现非菱形布置状态，为了便于矿山采矿生产管理，选择一条基准进路使上分段1进路与过渡分段2进路在平面上的投影呈重叠状态，每隔100m循环一次，在分段高度及分段数量不变的情况下，下部分段按菱形结构布置进路。在过渡分段2、下部分段实行截止品位或留矿或低贫化的放矿制度。这样做的好处有：在同一分段平面内每隔100m减少一条回采进路8，因此可节省了采准工程量，经济效益较为明显。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。