缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地下采矿方法，特别是涉及一种缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿法，适用于缓倾斜极薄层状矿体的地下开采。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步，经济水平的提高，人们对高品质玉石工艺品的需求越来越大，而如何高效、安全开采地下玉石矿一直都是国内外技术人员的一个技术难题。对于工艺价值较高的玉石矿而言，采出的矿石必须拥有高度的完整性才能作为艺术加工材料，传统地下开采采用的爆破方法面临的问题是应力波易对矿石内部造成损伤，使矿石工艺价值降低；采出的矿石形状不规则，加工困难；回采效率低，往往还需要配合人工开采，劳动强度大，顶板易因爆破产生的集中应力发生垮塌，对人员和设备造成威胁。同时矿体受赋存条件的限制，近矿围岩稳定性差，可暴露面积较小，传统的采矿方法中壁式崩落法面临采准比高，坑木消耗量大，支护工作劳动强度大，顶板管理复杂等问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:提供一种机械化水平高、矿石完整性高、安全性好的缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法。
[0004]本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:
[0005]本发明提供的缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，具体是:将链臂锯和顶推袋运用至地下矿床开采，开采时，使用链臂锯对矿石和围岩进行切割，切割后利用顶推袋挤压使矿石内侧与岩石主体断开，然后将断裂的矿石取出，得到所需要的矿石。
[0006]上述方法中，开采时:首先按矿体走向掘进阶段运输巷道和布置采场，采场长度30?40m，宽度50?60m，高2m ;然后根据采场顶板的稳固性，将采场划分为20?30个2m宽的条带，以阶段运输巷道作为首次开采的作业空间向上逐个进行条带开采；回采时，在作业空间内布置链臂锯，先用链臂锯距矿体上下5cm处平行于矿体倾向进行切割，再按步距为lm进行垂直切割，切割深度均为2m ;切割完成后，在上部切割缝内放置顶推袋向下挤压矿体，使矿体沿切割根部发生断裂，实现矿石与岩石主体断开及围岩分离。
[0007]上述方法中，可以将条带开采完成后形成的空区作为下一条带开采的作业空间，作业空间与两侧的人行上山巷道相通；开采第三个条带时，在采空区使用钢筋木板制模后，用混凝土浇筑5m宽的人工矿柱作为底柱进行地压管理。
[0008]上述方法中，当人工矿柱完成，之后采下的围岩作为填料搬运至采空区填充，在形成充填区的两侧砌筑混凝土挡墙，以防止中间的充填料向两侧垮塌。
[0009]上述方法中，采空区的宽度根据设备尺寸和矿体顶板围岩稳定性适当调整，在矿体顶板极不稳固的情况下使用木料金属支柱进行临时支护，需在保证安全的情况下不影响正常施工。
[0010]上述方法中，可以将块体取出由平板车运至阶段运输巷道后集中出矿；待回采结束后，将条带内的围岩通过进一步切割、破碎后，采下运入到采空区内进行充填。
[0011]本发明提供的上述缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，其在水平或缓倾斜、厚度小于2m、围岩稳固性不限的矿体中的应用。
[0012]本发明与现有技术相比，具有以下主要的有益效果:
[0013](1)本发明采用机械设备开采，避免了爆破对玉石矿质量的损坏，确保了采出玉石的工艺价值；机械切割得到的块体标准化程度高，形状规则，完整性好，后期加工简便。
[0014](2)机械操作简单，提高了劳动生产力，降低了人工劳动强度。
[0015](3)开采条带与充填条带被采空区隔开，开采和充填同时作业，互不干扰。
[0016](4)采下的围岩就近充填采空区，节约成本，有效控制地表沉降，废石无需运输到地表，减少了土地占有量，减轻了对环境的污染。
[0017](5)使用钢筋混凝土替换底柱，不留间柱，矿石回采率高。
[0018]本发明率先将链臂锯和顶推袋运用至地下矿床开采，在贵州紫袍玉带石矿山实验采场实施时将单矿房年产量由100吨/年提升至600吨/年，极大的提高了生产效率和经济效益。
[0019]因此，本发明在保证采场作业安全和保护地表环境的同时能提高采场生产能力，具有高回采率、低贫化率和采出矿石高完整性的特点；本发明适用于矿体厚度为0.1?2m，顶板极不稳固的水平或缓倾斜玉石矿的地下开采。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的主视图。
[0021]图2为沿图1中的1-Ι线剖视图。
[0022]图3为沿图1中的I1-1I线剖视图。
[0023]图4为沿图1中的II1-1II线剖视图。
[0024]图5为气压顶推袋压断矿体示意图。
[0025]图中:1.矿块，2.阶段运输巷道，3.人行上山巷道，4.人工矿柱，5.链臂锯；6.矿体，7.围岩，8.平板车，9.充填区，10.混凝土挡墙，11.作业巷道。
【具体实施方式】
[0026]本发明公开了一种缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿法，该方法是:先把矿体沿走向和倾向划分成矿块，矿块经过采准切割形成回采空间、使用链臂锯沿作业巷道对矿体和围岩进行横向加竖向切割，使矿体被切割成规则的小矿块并与上下围岩分离；在矿体上部的预裂缝中放置气压顶推袋向下挤压矿体，使矿体发生断裂，将断裂的矿体取出由平板车运出；待一个条带开采完毕，在上部围岩继续使用链臂锯切割，用顶推袋将围岩挤压破碎后搬运至采空区进行填充。
[0027]下面结合实施例及附图进一步阐明本发明的内容，但不仅仅局限于下面的实施例。
[0028]本发明的实施方式:缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，如图
1-图5所示，该方法具体包括以下步骤；
[0029](1)采场的布置:
[0030]采场沿矿体6走向布置，采场长度30m，宽度50m，高2m。沿矿体走向掘进120m，形成阶段运输巷道2 ;然后从阶段运输巷道2沿矿体倾向掘进50m，形成作业巷道11，作为人行上山巷道3、材料运输、通风和采矿的空间。
[0031]注意矿体6应位于距通风巷道底部约30cm处。
[0032](2)采矿:
[0033]在阶段运输巷道2内布置一台CS2500链臂锯5，链臂锯5距矿体上下5cm处平行于矿体倾向沿作业巷道11进行切割，切割深度2m，使矿体6与围岩7 (包括上、下围岩)分离。在作业巷道11内使用链臂锯5垂直于矿体6进行竖直切割，切割步距为lm，将矿体切割成lm长、2m宽的矿块1。在上部切割缝内放置气压顶推袋向下挤压矿体，使矿体产生断裂，此时已切割矿体与围岩7完全分离。将分离出的矿块1取出，由平板车8运至阶段运输巷道2后集中出矿。
[0034](3)充填:
[0035]待一个条带的矿体全部采完后，使用链臂锯5在其上部围岩与作业巷道11接顶处沿作业巷道11进行切割，切割深度为2m。在切割缝内放置气压顶推袋，将上部围岩通过气压顶推袋挤压破碎后使用铲运机搬运至采空区(充填区9)充填。
[0036](4)混凝土挡墙的砌筑:
[0037]将条带开采完成后形成的空区作为下一条带开采的作业空间，作业空间与两侧的人行上山巷道3相通。开采第三个条带时，在采空区使用钢筋木板制模后，用混凝土浇筑5m宽的人工矿柱4作为底柱进行地压管理。当人工矿柱4完成，之后采下的围岩搬运至采空区作为充填区9的填料，在充填区9的两侧砌筑约lm厚的混凝土挡墙10，以防止中间的充填料向两侧垮塌。
[0038](5)回风:
[0039]新鲜风流自阶段运输巷道沿上山巷道3进入采场，冲刷工作面后沿上山进入上部阶段运输巷道进行回风。
[0040]以上描述了本发明专利的基本原理、主要特征和优点。本行业的研究人员和技术人员应了解，本发明专利不受上述实施例的限制，上述实施例及发明说明书的内容只是为了说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本领域内技术人员的简单更改和替换都在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，其特征是:将链臂锯和顶推袋运用至地下矿床开采，开采时，使用链臂锯对矿石和围岩进行切割，切割后利用顶推袋挤压使矿石内侧与岩石主体断开，然后将断裂的矿石取出，得到所需要的矿石。2.根据权利要求1所述的缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，其特征是开采时:首先按矿体走向掘进阶段运输巷道和布置采场，采场长度30?40m，宽度50?60m，高2m ;然后根据采场顶板的稳固性，将采场划分为20?30个2m宽的条带，以阶段运输巷道作为首次开采的作业空间向上逐个进行条带开采；回采时，在作业空间内布置链臂锯，先用链臂锯距矿体上下5cm处平行于矿体倾向进行切割，再按步距为Im进行垂直切割，切割深度均为2m ;切割完成后，在上部切割缝内放置顶推袋向下挤压矿体，使矿体沿切割根部发生断裂，实现矿石与岩石主体断开及围岩分离。3.根据权利要求2所述的缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，其特征是将条带开采完成后形成的空区作为下一条带开采的作业空间，作业空间与两侧的人行上山巷道相通；开采第三个条带时，在采空区使用钢筋木板制模后，用混凝土浇筑5m宽的人工矿柱作为底柱进行地压管理。4.根据权利要求3所述的缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，其特征在于当人工矿柱完成，之后采下的围岩作为填料搬运至采空区填充，在形成充填区的两侧砌筑混凝土挡墙，以防止中间的充填料向两侧垮塌。5.根据权利要求3所述的缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，其特征在于采空区的宽度根据设备尺寸和矿体顶板围岩稳定性适当调整，在矿体顶板极不稳固的情况下使用木料金属支柱进行临时支护，需在保证安全的情况下不影响正常施工。6.根据权利要求2所述的缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，其特征是将块体取出由平板车运至阶段运输巷道后集中出矿；待回采结束后，将条带内的围岩通过进一步切割、破碎后，采下运入到采空区内进行充填。7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，其特征在于该方法在水平或缓倾斜、厚度小于2m、围岩稳固性不限的矿体中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种缓倾斜极薄层状玉石矿块状切割顶推出矿采矿方法，具体是：将链臂锯和顶推袋运用至地下矿床开采，开采时，使用链臂锯对矿石和围岩进行切割，切割后利用顶推袋挤压使矿石内侧与岩石主体断开，然后将断裂的矿石取出，得到所需要的矿石。本发明完全采用机械作业，操作简单、劳动强度小、经济效益高并能保证采场安全作业和保护地表环境。
【IPC分类】E21C41/22, E21F13/06, E21F15/00
【公开号】CN105332707
【申请号】CN201510822348
【发明人】叶海旺, 冉成, 雷涛, 蔡俊, 王超, 宁卫星, 汪大新, 汪柳俊
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月23日