一种阶段强制崩落法与自然崩落法耦合的采矿方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属矿山地下采矿领域，可应用于地下厚大倾斜破碎矿体的开采。
【背景技术】
[0002]阶段强制崩落法主要以阶段全高在崩落的覆盖岩层下进行大量放矿，具有开采强度大、劳动生产率高等优点。但其阶段高度受外部条件的限制较多，当阶段高度过大时，上盘不稳固的岩石会引起超前贫化，尤其对沿走向布置矿块时更为严重，同时，会延长矿块的回采时间，对底部结构维护不利。阶段强制崩落法的缺点主要有:对放矿要求严格，如果管理不善，损失贫化大；大块矿石多，二次破碎工作量大；采用强制崩落形成覆盖层时，工程量大、投资多。
[0003]而自然崩落法作为一种大规模、低成本、技术含量高的采矿方法，具有生产能力大，便于组织管理，作业安全及开采成本低等优点，是唯一能与露天开采经济效益相媲美的高效地下采矿方法。自然崩落法一般适用于矿石价值不高、矿石松软破碎的厚大矿体，但该方法目前在我国应用较少，除了受矿床地质条件的限制之外，主要是由于我国缺少这方面的经验。自然崩落法在应用过程中主要存在以下问题:在破碎岩体中进行中深孔施工时，成孔率较低，使得设计的中孔不能有效地按设计进行施工；设计的采场间距及底柱过大，加之矿石流动性差时，会造成放矿椭球体呈筒状发育，加大地压管理难度，造成坑道的二次维护费用增加；出矿底部结构不能有效使漏斗负担范围内矿石均匀下降和被均匀放出。但随着高价值高品位的富矿日益减少，人们必将面临更多的开采条件差、矿石品位低的贫矿资源开发。因此，适用于低品位矿产资源开发的自然崩落法将越来越受到采矿工作者的关注。
【发明内容】
[0004]本发明是针对阶段强制崩落法阶段高度受限制，大块矿石多，二次破碎工作量大以及自然崩落法中存在中深孔施工成孔率低、地压控制及放矿控制困难的问题，并为适应崩落矿岩移动规律，使放矿漏斗具有较好的稳固性，提出了一种适用于地下厚大倾斜破碎矿体的阶段强制崩落法与自然崩落法耦合的采矿方法。
[0005]该采矿方法的特征在于:
[0006](I)将阶段强制崩落法与自然崩落法进行耦合:
[0007]采用阶段强制崩落法的按阶段进行强制崩落矿石，以阶段全高在崩落的覆盖岩层下进行大量放矿，同时结合自然崩落法在阶段下方进行大面积拉底，使矿体的暴露面积达到矿体自然崩落效果；
[0008](2)先以26°?30°角掘进长为4?6m，宽为1.8?2m的倾斜上山，并掘进切割槽，再以42°?46°角掘进长为2?4m，宽为1.8?2m的倾斜上山，并在倾斜上山两端掘进安全联道；
[0009](3)采用有底柱漏斗出矿斜上山拉底浅孔爆破自然崩落法进行出矿；
[0010](4)漏斗口使用14#双工字钢金属箱支护或钢、砼混合支护。
[0011]根据矿体赋存条件及出矿设备的选择，每个采场单元每相隔约22-26m布置两条转运进行出矿，巷道断面规格高X宽=3.5X2.4m ;采场划分为5个单元依次向前推进进行开采；转运道两侧每隔5-7m交错布置漏斗，漏斗口直径为1.2m ;沿漏斗口斜向上26°?30°角掘进长为4?6m，宽为1.8?2m的倾斜上山，并掘进切割槽，然后以42°?46°角继续掘进长为2?4m，宽为1.8?2m的倾斜上山，在倾斜上山两端掘进宽为2m的安全联道；其中，上山可作为人行通道以便于观察矿石自然崩落情况。
[0012]该采矿方法与传统自然崩落法的不同表现在下述几个方面:
[0013](I)运输设备(电瓶机车)维修工作量小；
[0014](2)使用的设备、能源和劳动力少，生产成本低；
[0015](3)采场出矿能力高；
[0016](4)放矿点相互干扰小，利用率高，装车迅速；
[0017](5)能很好地控制放矿，矿石回收率高、贫化率低。
【附图说明】
[0018]图1采场平面图
[0019]图2A-A剖面图
[0020]图3B-B剖面图
[0021]图4漏斗布置形式
[0022]I一一转运道、2—一矿体界限、3—一漏斗、4一一切割槽、5—一安全联道、
[0023]6——桃形柱、7——矿柱、8——矿体、9——上山
【具体实施方式】
[0024]阶段强制崩落法与自然崩落法耦合的采矿方法具体设计要求如下:
[0025](I)每个采场单元每相隔约24m布置两条转运道进行出矿，巷道断面规格高X宽=3.5X2.4m ;采场分为5个单元(图1中I至V)依次向前推进进行开采；
[0026](2)转运道两侧每隔6m交错布置漏斗，漏斗口直径为1.2m ;沿漏斗口斜向上26°?30°角掘进长为4?6m，宽为1.8?2m的倾斜上山，并掘进切割槽，然后以42°?46°角继续掘进长为2?4m，宽为1.8?2m的倾斜上山，且在倾斜上山两端掘进安全联道，联道宽为2m ；
[0027](3)采用浅孔爆破方式进行拉底与切割；
[0028](4)采用有底柱漏斗方式出矿；
[0029](5)巷道采用14#工字钢箱支护巷道，漏斗口使用14#双工字钢金属箱或钢、砼混合支护；上山口、抬门(横梁)采用14#工字钢支撑矿柱；工字钢支护采用半圆拱断面，底帮用槽钢横撑。
【主权项】
1.一种阶段强制崩落法与自然崩落法耦合的采矿方法，其特征在于: (1)将阶段强制崩落法与自然崩落法进行耦合: 采用阶段强制崩落法的按阶段进行强制崩落矿石，以阶段全高在崩落的覆盖岩层下进行大量放矿，同时结合自然崩落法在阶段下方进行大面积拉底，使矿体的暴露面积达到矿体自然崩落效果； (2)先以26°?30°角掘进长为4?6m，宽为1.8?2m的倾斜上山，并掘进切割槽，再以42°?46°角掘进长为2?4m，宽为1.8?2m的倾斜上山，并在倾斜上山两端掘进安全联道； (3)采用有底柱漏斗出矿斜上山拉底浅孔爆破自然崩落法进行出矿； (4)漏斗口使用14#双工字钢金属箱支护或钢、砼混合支护。
2.根据权利要求1所述一种阶段强制崩落法与自然崩落法耦合的采矿方法，其特征在于:根据矿体赋存条件及出矿设备的选择，每个采场单元每相隔22-26m布置两条转运道(I)进行出矿，巷道断面规格高X宽=3.5X2.4m;采场划分为5个单元依次向前推进进行开采；转运道两侧每隔5-7m交错布置漏斗(3)，漏斗口直径为1.2m ;沿漏斗口斜向上26°?30°角掘进长为4?6m，宽为1.8?2m的倾斜上山，并掘进切割槽(4)，然后以42°?46°角继续掘进长为2?4m，宽为1.8?2m的倾斜上山(9)，在倾斜上山两端掘进宽为2m的安全联道(5)。
【专利摘要】一种阶段强制崩落法与自然崩落法耦合的采矿方法，属于金属矿山地下采矿领域，适用于地下厚大倾斜破碎矿体的开采。本发明将阶段强制崩落法与自然崩落法进行耦合；先以26°～30°角掘进长×宽＝5×1.8m的倾斜上山，并掘进切割槽，再以42°～46°角掘进长×宽＝3×1.8m的倾斜上山，并在倾斜上山两端掘进安全联道；采用有底柱漏斗出矿斜上山拉底浅孔爆破自然崩落法进行出矿。本发明运输设备维修工作量小；使用的设备、能源和劳动力少，生产成本低；采场出矿能力高；放矿点相互干扰小，利用率高，装车迅速；能很好地控制放矿，矿石回收率高、贫化率低。
【IPC分类】E21C41-16
【公开号】CN104533415
【申请号】CN201410685806
【发明人】吴爱祥, 李涛, 韩斌, 王少勇, 于少峰, 刘超, 孙伟, 王恒
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月25日