一种基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法

本申请涉及矿物开采和分选，尤其涉及一种基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法。

背景技术：

1、在开采矿石的过程中，一般使用炸药将巷道开采区域内的矿石破碎，获取粒度较大的矿石碎块，将矿石碎块运输到选矿厂进行破碎研磨，获取粒度较小的矿石颗粒，最后再进行分选冶炼。在此过程中一方面需要将获取的全部矿石碎块运输到加工地点需要能耗且过程繁琐，另一方面，将矿石碎块进一步破碎成矿石颗粒的过程能耗更高，使现有的采矿方法的采选过程的能耗较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施方式提供一种基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，便于降低采选过程的能耗。

2、为实现上述目的，本申请实施方式提供如下技术方案：

3、本申请实施方式提供一种基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，包括：根据巷道开采区域的工作面面积和地质构造，将巷道开采区域划分为外侧区域和内侧区域；在工作面上均匀开设第一破碎孔，第一破碎孔的末端位于巷道开采区域的内侧区域；向第一破碎孔中充填高压气体，并在高压气体充满第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝后，封堵第一破碎孔；将外侧区域的矿石破碎，以释放第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝中的高压气体，将内侧区域的矿石破碎，获取矿石颗粒。

4、根据本申请的一种具体实现方式，在工作面上均匀开设第一破碎孔之后，方法还包括：基于预设规则，在工作面上开设第二破碎孔，第二破碎孔的末端位于巷道开采区域的外侧区域；封堵第一破碎孔之后，方法还包括：在第二破碎孔中装填爆炸物，并封堵第二破碎孔；将外侧区域的矿石破碎，包括：引爆第二破碎孔中的爆炸物，将外侧区域的矿石破碎。

5、根据本申请的一种具体实现方式，在工作面上均匀开设第一破碎孔之后，方法还包括：在巷道开采区域的工作面的轮廓边缘区域周向均匀开设封堵孔，封堵孔的末端位于巷道开采区域的内侧区域；在第二破碎孔中装填爆炸物之前，方法还包括：向封堵孔注浆，封堵巷道开采区域的边界上的矿石裂缝。

6、根据本申请的一种具体实现方式，引爆第二破碎孔中的爆炸物，将外侧区域的矿石破碎，以释放第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝中的高压气体，将内侧区域的矿石破碎，获取矿石颗粒，包括：引爆第二破碎孔中的爆炸物，将外侧区域的矿石破碎后，在外侧区域和内侧区域的交界处形成自由面；第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝中的高压气体膨胀释放能量，将内侧区域的矿石破碎，获取矿石颗粒。

7、根据本申请的一种具体实现方式，在根据巷道开采区域的工作面面积和地质构造，将巷道开采区域划分为外侧区域和内侧区域之前，方法还包括：基于单次开采进尺确定巷道开采区域；根据巷道开采区域的工作面面积和地质构造，将巷道开采区域划分为外侧区域和内侧区域，包括：基于巷道开采区域的工作面面积和地质构造，确定巷道开采区域中的爆破区域；将爆破区域划分为外侧区域，将爆破区域之外的剩余区域划分为内侧区域。

8、根据本申请的一种具体实现方式，向第一破碎孔中充填高压气体，并在高压气体充满第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝后，封堵第一破碎孔，包括：向第一破碎孔中充填高压气体至第一破碎孔中的压力稳定后，封堵第一破碎孔。

9、根据本申请的一种具体实现方式，将外侧区域的矿石破碎，以释放第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝中的高压气体，将内侧区域的矿石破碎，获取矿石颗粒包括：静止第二预设时间后，将外侧区域的矿石破碎，以释放第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝中的高压气体，将内侧区域的矿石破碎，获取矿石颗粒。

10、根据本申请的一种具体实现方式，爆炸物包括硝化甘油炸药、乳化炸药和三硝基甲苯；在第二破碎孔中装填爆炸物，包括：在第二破碎孔中装填硝化甘油炸药、乳化炸药和/或三硝基甲苯。

11、根据本申请的一种具体实现方式，高压气体包括高压液态二氧化碳、氮气、氩气或空气。

12、根据本申请的一种具体实现方式，高压气体的压力为1-30兆帕。

13、相比于基于爆破的采矿方法获取矿石碎块，本申请实施例提供的一种基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，根据巷道开采区域的工作面面积和地质构造，将巷道开采区域划分为外侧区域和内侧区域，这样一方面可在工作面上均匀开设末端位于巷道开采区域的内侧区域的第一破碎孔，并向第一破碎孔中充填高压气体，在高压气体充满第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝后，封堵第一破碎孔；另一方面可便于确定巷道开采区域的破碎区域，以通过破碎矿石释放第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝中的高压气体，将内侧区域的矿石破碎，获取矿石颗粒，能够减少对矿石碎块进一步破碎、研磨等处理，便于降低采选过程的能耗。

技术特征：

1.一种基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1的基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，在所述工作面上均匀开设第一破碎孔之后，方法还包括：

3.根据权利要求2的基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，在所述工作面上均匀开设第一破碎孔之后，方法还包括：

4.根据权利要求2的基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，引爆所述第二破碎孔中的所述爆炸物，将所述外侧区域的矿石破碎，包括：

5.根据权利要求2的基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，根据巷道开采区域的工作面面积和地质构造，将所述巷道开采区域划分为外侧区域和内侧区域之前，方法还包括：

6.根据权利要求1的基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，向第一破碎孔中充填高压气体，并在高压气体充满第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝后，封堵第一破碎孔，包括：

7.根据权利要求1的基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，将所述外侧区域的矿石破碎，以释放所述第一破碎孔及所述内侧区域的矿石裂缝中的高压气体，将所述内侧区域的矿石破碎，获取矿石颗粒包括：

8.根据权利要求2的基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，所述爆炸物包括硝化甘油炸药、乳化炸药和三硝基甲苯；

9.根据权利要求1的基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，所述高压气体包括高压液态二氧化碳、氮气、氩气或空气。

10.根据权利要求1的基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，其特征在于，所述高压气体的压力为1-30兆帕。

技术总结
本申请实施例公开一种基于高压气体高速卸荷矿石原位破碎粉化方法，涉及矿物开采分选技术领域，为解决采选过程的能耗较高的问题而发明。所述基于高压气体高速卸荷矿石原为粉化方法包括：根据巷道开采区域的工作面面积和地质构造，将巷道开采区域划分为外侧区域和内侧区域；在工作面上均匀开设第一破碎孔，第一破碎孔的末端位于巷道开采区域的内侧区域；向第一破碎孔中充填高压气体，并在高压气体充满第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝后，封堵第一破碎孔；将外侧区域的矿石破碎，以释放第一破碎孔及内侧区域的矿石裂缝中的高压气体，将内侧区域的矿石破碎，获取矿石颗粒。本申请实施例适用于巷道开采区中矿物开采及粉化的场景。

技术研发人员：杨仁树,张耕豪,李世海,范永波,常一,王渝,赵德洋
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15