一种针对脉状薄矿脉、低成本、高效率的采矿工艺的制作方法

1.本发明属于地下采矿方法技术领域，具体涉及一种针对脉状薄矿脉、低成本、高效率的采矿工艺。


背景技术：

2.对于脉状薄矿脉的开采，一般采用浅孔留矿法、普通上向水平分层充填法、机械化上向水平分层充填采矿法等工艺进行开采。利用浅孔留矿法开脉状薄矿脉，每次崩落矿石需放出三分之一，回采完毕后再进行大量放矿，而暂留在采场内的矿石为松散矿石易发生移动，从而导致无法控制采场地压，因此局限性较大、安全性能较低；普通上向干式充填采矿法开采脉状薄矿脉，采用废石充填采场控制上下盘围岩移动，同时作为上采平台，但是废石充填会导致工人劳动强度大、而且废石充填效率低，导致采场生产能力低、工效低，更为严重的是充填的废石为松散体，难以控制采场地压，因此工作面易发生上下盘垮落、顶板冒顶等事故，回采工作面的安全难以保证。基于此，前两种开采方法，已逐渐被淘汰。现目前常用的是机械化上向水平分层充填采矿法，而这种方法采切比太大，采矿成本较高。
3.为了解决现目前的困境，许多技术人员进行大量的方法优化和技术改造，均未能得出较好的开采方法。而发明人在具体工作时，研发了一种能够采切比低、贫化率低、回采率高、生产能力相对较高等采矿工艺。


技术实现要素：

4.本发明意在提供一种针对脉状薄矿脉、低成本、高效率的采矿工艺，以解决现有技术采矿成本较高的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种针对脉状薄矿脉、低成本、高效率的采矿工艺，包括以下步骤：
6.步骤一，前期准备
7.设置上部沿脉巷和下部沿脉巷，并沿与上、下部沿脉巷平行方向施工，设置脉外运输巷；再圈定薄矿脉开采范围，并由脉外运输巷施工上坡采场联络道，高度至第一分层拉底沿脉后，施工拉底沿脉，并且在此过程中预留底柱；沿脉向第一分层拉底沿脉施工两口溜井、两口通风行人井、一口下料井、顺路风井，下料井内架设充填管；
8.步骤二，开采
9.将采场分为两个，其中一个采场内的顺路溜井、顺路风井内焊接钢桶，并且按共同向上延伸，再将采场填充封堵，向第二分层转层，脉内上坡至第二分层，向采场末端回采，直至回踩至顶柱5m；
10.顶底柱回采采用分段侧向崩矿嗣后充填，使用遥控铲运机出矿，顶底柱同步回采，上部中段底柱超前爆破5-7m，回采结束后，嗣后充填，完成开采；
11.在此过程中，矿石通过另一侧采场内的顺路溜井落矿至下部沿脉漏斗，施工至该采场的顺路溜井、顺路风井后，可施工第二分层的倒车硐室，使铲运机可以在采场内调头。
12.本技术方案具有采准工程少、采矿成本低、采矿效率高的优点，在对采矿工艺进行优化后，能够保证现有的开采效率的情况下，减少采矿成本，对于整个行业具有较大的影响。
13.在本发明的另一种优选实施方式中，步骤一中圈定的矿脉开采范围长度为70-120m，阶段高度为40-50m。
14.在本发明的另一种优选实施方式中，步骤一中预留的底柱为5m。
15.在本发明的另一种优选实施方式中，溜井和风井均为底柱高度的短程井。
16.在本发明的另一种优选实施方式中，溜井下口制作放矿漏斗。
17.在本发明的另一种优选实施方式中，下料井采用反井钻机施工，由上部沿脉向向下施工，规格直径2m，上口安装绞车设备，井内安装轨道做稳固装置。
18.在本发明的另一种优选实施方式中，倒车硐室崩落的废石，作为转层时铺垫上坡时使用，多余岩石铲至另一侧采场内，做废石充填，再通过下料井充填管对第一分层充填，无需封堵，与第二分层充平，从而实现脉内转层；后续转层重复上述步骤，高低两个采场由平到一高一低，再至平的过程，实现转层。
19.在本发明的另一种优选实施方式中，上部沿脉巷与下部沿脉巷的连接线呈倾斜状。
20.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1是本技术实施例一中采场的结构示意图。
23.图2是本技术实施例一中上部沿脉巷和下部沿脉巷的位置示意图。
24.图3是本技术实施例二中使用的放矿漏斗的纵向剖视图；
25.图4是本技术实施例二中使用的连通器的俯视图。
26.说明书附图中的附图标记包括：本体1、固定盘2、固定壳3、下料杆4、下料凸块5、下料口6、辅助出口7、缓冲套8、环形管9、竖向管10、驱动管11、滑板12、推杆13、连动杆14、限制块15、横向管16。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
30.实施例一
31.本发明提供了一种针对脉状薄矿脉、低成本、高效率的采矿工艺，包括以下步骤：
32.步骤一，前期准备
33.在采矿区域设置如图1所示的上部沿脉巷和下部沿脉巷，结合图2所示，上部沿脉巷和下部沿脉巷的连接线倾斜设置，因此上部沿脉巷和下部沿脉巷不在同一竖直平面上。沿与上部沿脉巷和下部沿脉巷平行方向施工，形成脉外运输巷。
34.再圈定薄矿脉开采范围，将采场长度设置在70-120m内，阶段高度40-50m内。预留5m的底柱，并由脉外运输巷施工上坡采场联络道，高度至第一分层拉底沿脉后，施工拉底沿脉。在此过程中，沿脉向第一分层拉底沿脉施工两口溜井、两口通风行人井、一口下料井、四口顺路风井。
35.溜井和风井均为底柱高度的短程井，溜井下口制作放矿漏斗。下料井采用反井钻机施工，由上部沿脉向向下施工，规格直径2m，上口安装绞车设备，做下放材料使用，井内安装轨道做稳固装置，井内还需要架设充填管做充填使用。
36.步骤二，开采
37.将采场划分为两个采场，在其中一个采场的顺路溜井、顺路风井内焊接钢桶，使其向上延申。再将该采场封堵充填后，向第二分层转层，脉内上坡至第二分层，向采场末端回采，矿石通过另一侧采场内的顺路溜井落矿至下部沿脉漏斗。
38.施工至该采场的顺路溜井、顺路风井后，施工第二分层的倒车硐室，使铲运机可以在采场内调头。对倒车硐室崩落的废石进行合理利用，将废石作为转层时铺垫上坡时使用，多余岩石可铲至另一侧采场内，做废石充填，再通过下料井充填管对第一分层充填，无需封堵，与第二分层充平即可。至此为实现脉内转层，后续转层重复上述步骤，高低两个采场由平到一高一低，再至平的过程，实现转层。
39.直至回采至顶柱5m左右，施工采场联络道至上部中段脉外巷，电铲开出采场(可根据矿山实际生产情况选择不留顶柱)。
40.顶底柱回采采用分段侧向崩矿嗣后充填，使用遥控铲运机出矿，顶底柱同步回采，上部中段底柱超前爆破5-7m，回采结束后，嗣后充填，完成开采。
41.实施例二
42.本实施例的结构原理同实施例一的结构原理基本相同，不同的地方在于，如图3所示，放矿漏斗包括锥形的本体，本体的小径端与溜井下口固定，本体的大径端朝下。本体的底部固定有锥形的固定盘，固定盘的大径端与本体的大径端直径一致。
43.固定盘的底部固定有固定壳，还包括贯穿固定壳顶端且与固定壳螺纹连接的下料杆，下料杆与固定壳之间形成的螺纹副不满足自锁条件，即螺纹升角大于螺纹副的当量摩擦角，因此下料杆在受到竖向的力时，能够发生转动；下料杆的顶部外周设置有若干下料凸块，下料凸块呈螺旋状布置在下料杆上，且下料凸块均呈弧形。固定盘位于固定壳上方处设置有多个下料口，固定盘与固定壳的连接处设置有多个辅助出口。下料杆位于固定壳上方
处设置有限位块，能够对下料杆进行限制，避免下料杆完全滑入固定壳内部。
44.固定壳的外部设置有缓冲套，缓冲套包裹在固定壳外侧，且下料杆贯穿缓冲套并与缓冲套滑动连接，限位块可滑过缓冲套。
45.还包括驱动下料杆和缓冲套同步移动的驱动件，驱动件包括固定在固定盘底部的连通器。连通器包括一根环形管和多根底端分别与环形管连通的竖向管，竖向管与环形管垂直设置，竖向管的数量根据实际需求进行设置，本实施例中设置4根竖向管，且竖向管均匀布置在环形管上。
46.结合图4所示，连通器还包括一根驱动管，驱动管位于环形管的中心处，且驱动管与环形管之间连接有横向管；驱动管与竖向管平行设置。驱动管和竖向管内均竖向滑动连接有滑板，竖向管内的滑板上均固定有推杆，驱动管内的滑板上均固定有连动杆。连通器内位于滑板之间注有连通液，本实施例中连通液使用油。
47.推杆均贯穿固定壳并与固定壳竖向滑动连接，推杆的顶端均固定在缓冲套的内侧。缓冲套与固定壳之间设置有弹簧，本实施例中弹簧选用压簧，具体型号根据实际需求进行选择。连动杆的顶端与下料杆的底端转动连接。
48.通过溜井放矿时，矿石从本体的顶部进入，并向下掉落，因此会冲击缓冲套，通过缓冲套底部设置的弹簧，能够起到缓冲的作用，降低矿石直接冲击导致的零部件损坏的情况出现的概率。
49.缓冲套受到矿石的冲击后，会向下移动，因此推杆随之向下移动，推杆挤压竖向管内的滑板，竖向管内的滑板下移，通过连通液的连动，使得驱动管内的滑板上移，从而通过连动杆带动下料杆上移并转动。
50.在弹簧的作用下，缓冲套会往复移动，因此能够实现下料杆随之往复移动，对溜井下口处进行上下推动，进而降低溜井堵塞的概率。矿石落至缓冲套后，会沿着缓冲套向下滑动，并通过下料口导出；部分矿石落至缓冲套下方，也能够从辅助出口导出。
51.在溜井下口堵塞时，本体内没有矿石落下，因此缓冲套受到的向下的压动力消失，缓冲套在弹簧的作用下复位，并通过连通器的连动，使得下料杆下移并转动，在此过程中，下料杆上的下料凸块发生转动，使得溜井下口的矿石发生松动，进而实现疏通，避免溜井堵塞。
52.在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。