連續崩落采礦方法
【專利摘要】本發明公開了一種連續崩落采礦方法，沿垂直方向將礦體劃分為中段，將中段劃分為分段，并在中段上部劃分頂柱、中段下部劃分底柱；在中段內布置倒梯形采區。倒梯形采區的第一翼為分段回采區，從下至上呈階梯狀布置有分段回采作業面，并存留有崩落礦石；倒梯形采區的第二翼為巖層崩落區，覆蓋有崩落巖石；倒梯形采區的頂部為頂底柱，在緊靠第二翼的頂底柱部位為放頂區；倒梯形采區的底部為集中出礦區。在倒梯形采區的頂底柱下方的第一翼礦石堆與第二翼巖石堆之間為無礦巖的空區，大部份崩落礦石在無巖石覆蓋的條件下放出。沿礦體走向連續采礦；具有生產能力大、采礦損失貧化率低和采礦成本低的特點。
【專利說明】連續崩落采礦方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬礦山采集領域，特別地，涉及一種金屬礦山地下連續崩落采礦方法。

【背景技術】
[0002]金屬礦山地下開采常采用崩落采礦法。現有的崩落采礦法主要有實行強制崩落的階段崩落采礦法、分段崩落采礦法、分層崩落采礦法，以及借助拉底切割造成的二次集中應力和礦石自重落礦的自然崩落采礦法。除了分層崩落采礦法的效率較低而較少應用以外，其他方法在采礦行業應用廣泛，屬于高效率、低成本和大規模開采的地下采礦方法，尤其是自然崩落采礦法在開采效率、開采成本與開采規模方面更具優勢。但現有的崩落采礦法具有一個共同的特征，就是在覆蓋巖石下放礦，在放礦過程中形成一個形狀復雜的礦石與巖石的接觸面。其中階段崩落采礦法、有底柱分段崩落采礦法在放礦過程中形成一個與采場底部平面基本平行的上部礦巖接觸面和一個或多個與相鄰已采采場的側幫礦巖接觸面；自然崩落采礦法在放礦過程中形成一個與采場底部平面相交的礦巖接觸面；無底柱分段崩落采礦法在采礦進路內實行端部出礦，除了采礦進路的端面外均為與巖石的接觸面。由于礦巖接觸面上的巖石在放礦過程中不斷地混入礦石中，降低了礦石品位，減少了采出資源量，因而造成較大的采礦損失率與采礦貧化率，大量浪費了資源，降低了礦山企業的效益；并且使采場規模和作業循環受到限制，制約了采礦效率和采礦規模。


【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種連續崩落采礦方法，以解決崩落采礦法由于礦巖接觸面上的巖石在放礦過程中不斷地混入礦石中，造成較大的采礦損失率與采礦貧化率，大量浪費礦產資源，降低礦山企業的效益的問題；并且顯著擴大采區規模，提高采礦效率和采礦生產能力。本發明將為礦體厚大、礦體走向長度長和礦巖穩固的礦床的開采，提供一種減少巖石覆蓋下放出礦石量和礦巖接觸面、有效采礦損失率與采礦貧化率、進一步發揮崩落采礦效率及崩落采礦規模優勢的崩落采礦方法。
[0004]為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
[0005]一種連續崩落采礦方法，沿垂直方向將礦體劃分為至少兩個中段，并在中段的上部劃分頂柱，在中段的下部劃分底柱；本中段的頂柱和上一中段的底柱構成頂底柱；將中段沿垂直方向劃分為至少兩個分段，在各分段水平沿礦體走向分別布置有一條分段脈外平巷和至少一條分段脈內平巷，分段脈內平巷與分段脈外平巷通過分段聯絡道連通；在中段內布置至少一個采區，采區的縱剖面為下窄上寬的倒梯形，形成倒梯形采區；倒梯形采區的第一翼為分段回采區，在各分段從下至上呈階梯狀布置分段回采作業面，存留有崩落礦石，形成第一翼礦石堆；倒梯形采區的底部為集中出礦區；倒梯形采區的頂部為頂底柱；在緊靠倒梯形采區的第二翼的頂底柱部位為放頂區，通過在放頂區進行放頂爆破，使頂底柱上部的崩落巖石隨同崩落的頂底柱礦石一起落入集中出礦區內臨近出礦結束的區域，并使崩落巖石覆蓋在崩落的頂底柱礦石之上，形成第二翼巖石堆；頂底柱、集中出礦區、第一翼礦石堆以及第二翼巖石堆之間為無礦巖的空區；當集中出礦區靠近倒梯形采區第二翼的區域臨近出礦結束時，在放頂區對頂底柱進行放頂爆破；通過集中出礦區放出崩落巖石覆蓋下的頂底柱礦石；隨著頂底柱上部的崩落巖石下落后，自然崩落或強制崩落頂底柱的上部圍巖體；保持倒梯形采區沿礦體走向連續推進，不留礦柱連續回采礦體、連續崩落礦體周圍巖體。
[0006]進一步地，分段回采作業面位于分段脈內平巷的端部，在各分段脈內平巷內按設定的回采步距進行回采作業，并且回采作業自上分段至下分段順序實施或同時實施。
[0007]進一步地，在各分段回采作業面鉆鑿上向扇形中深孔，采用擠壓爆破崩落礦石，每次爆破崩落礦石后在分段水平進行控制出礦；余下的崩落礦石存留在采區內，余下的崩落礦石中的大部分通過集中出礦區在無覆蓋巖石的條件下放出；
[0008]進一步地，分段控制出礦采用井下鏟運機進行出礦，控制出礦量為每次崩落礦石量的 10% -15%。
[0009]進一步地，各分段回采作業面底邊的連線與水平面的夾角為35° -55°。
[0010]進一步地，倒梯形采區內存留在倒梯形采區的第一翼的崩落礦石堆沿礦體走向的厚度不小于20m。
[0011]進一步地，每次放頂爆破按照設定的放頂區范圍崩落頂底柱，每次設定的放頂區的高度采用與頂底柱高度，每次設定的放頂區沿礦體走向的長度與集中出礦區內臨近出礦結束區域沿礦體走向的長度保持基本一致。
[0012]進一步地，將每次設定的放頂區沿垂直方向劃分至少兩個爆區，采用中深孔或深孔自下而上實行區間秒差控制爆破。
[0013]本發明具有以下有益效果:
[0014]本發明采礦方法的采區沿礦體走向連續推進，不留礦柱、連續采礦；除崩落的頂底柱礦石外，絕大部份的崩落礦石在沒有巖石覆蓋的條件下進行出礦，避免了崩落采礦法在巖石覆蓋下進行大量出礦的弊端，采礦損失率低、貧化率低。分段回采區可形成多個回采作業面，集中出礦區可設置多個出礦點，采場生產能力大、效率高。特別適用于礦體厚大、礦體走向長度長、礦巖穩固的礦床條件。
[0015]除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1是本發明優選實施例的連續崩落采礦法方案的縱剖面示意圖；
[0018]圖2是本發明優選實施例的連續崩落采礦法方案的水平剖面示意圖；
[0019]圖3是本發明優選實施例的連續崩落采礦法方案的橫向剖面示意圖。
[0020]圖例說明:
[0021]1、第一分段；2、第二分段；3、第三分段；4、第四分段;A1、第一分段回采作業面；A2、第二分段回采作業面；A3、第三分段回采作業面；A4、第四分段回采作業面；51、本中段底柱；52、本中段頂柱；53、上中段底柱；6、礦石；7、巖石；8、空區；9、巖石；B、放頂區；C、集中出礦區。

【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由所限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0023]圖1是本發明優選實施例的連續崩落采礦法方案的縱剖面示意圖；圖2是本發明優選實施例的連續崩落采礦法方案的水平剖面示意圖；圖3是本發明優選實施例的連續崩落采礦法方案的橫向剖面示意圖。
[0024]如圖1所示，本實施例的連續崩落采礦方法，沿礦體的垂直方向按一定高度將礦體劃分成具有走向全長的礦段作為中段，將中段礦段沿垂直方向劃分為四個水平礦段(分段)，四個水平礦段分別為第一分段1、第二分段2、第三分段3、第四分段4，在本中段的上部劃分本中段頂柱52，在本中段的下部劃分本中段底柱51 ;在各分段水平沿礦體走向分別布置有一條分段脈外平巷和至少一條分段脈內平巷，分段脈內平巷與分段脈外平巷通過分段聯絡道連通。在中段內布置至少一個采區，采區的縱剖面為下窄上寬的倒梯形。倒梯形采區的第一翼為分段回采區，在第一分段1、第二分段2、第三分段3、第四分段4，分別設置有從下至上呈階梯狀布置的第一分段回采作業面Al、第二分段回采作業面A2、第三分段回采作業面A3、第四分段回采作業面A4，并存留有崩落礦石6。倒梯形采區的第二翼為圍巖體崩落區，覆蓋有崩落巖石7。倒梯形采區的頂部為由本中段頂柱52和上中段底柱53組成的頂底柱，在緊靠第二翼的頂底柱部位為放頂區B。倒梯形采區的底部為集中出礦區C。在倒梯形米區的頂柱52下方的第一翼礦石堆6與第二翼巖石堆7之間為無礦巖的空區8。在各分段回采作業面鉆鑿上向扇形中深孔，采用擠壓爆破崩落礦石，每次爆破崩落礦石后在分段水平進行控制出礦。余下的崩落礦石6存留在采區內，其中的大部分通過集中出礦區C在無巖石7覆蓋的條件下放出。當集中出礦區C靠近倒梯形采區第二翼的區域臨近出礦結束時，在放頂區B進行放頂爆破崩落設定范圍內的頂底柱，使上中段底柱53上部的部份崩落巖石9隨同崩落的頂底柱礦石一起落入臨近出礦結束區，形成覆蓋在崩落的頂底柱礦石之上的巖石7。通過集中出礦區C放出巖石7覆蓋下的所述頂底柱礦石。隨著頂底柱上部的部份崩落巖石下落后，自然崩落或強制崩落上部圍巖體，補充崩落巖石9。保持倒梯形采區沿礦體走向連續推進，不留礦柱連續回采礦體、連續崩落礦體周圍巖體。
[0025]在實施例中，中段是沿垂直方向按一定高度將礦體劃分的具有走向全長的礦段，分段是將中段沿垂直方向劃分出的水平礦段。圖2是圖1中的1-1剖面結構示意圖；圖3是圖1中的I1-1I剖面結構示意圖。
[0026]本實施例中，各分段回采作業面，第一分段回采作業面Al、第二分段回采作業面A2、第三分段回采作業面A3、第四分段回采作業面A4位于分段脈內平巷的端部，在各分段脈內平巷內按設定的回采步距進行回采作業，并且各分段的回采作業自上分段至下分順序實施或同時實施。
[0027]本實施例中，分段控制出礦采用井下鏟運機進行出礦，控制出礦量為每次崩落礦石量的10% -15%。
[0028]本實施例中，各分段回采作業面底邊的連線與水平面的夾角為35° -55°。
[0029]本實施例中，倒梯形采區內存留在第一翼的崩落礦石堆6沿礦體走向的厚度不小于 20m。
[0030]本實施例中，本中段頂柱52和上中段底柱53構成頂底柱，每次放頂爆破按照設定的放頂區B的范圍崩落頂底柱，每次設定的放頂區B的高度為頂底柱高度，每次設定的放頂區B沿礦體走向的長度與集中出礦區C內臨近出礦結束區域沿礦體走向的長度保持基本一致。
[0031]本實施例中，將每次設定的放頂區B沿垂直方向劃分至少兩個爆區，采用中深孔或深孔自下而上實行區間秒差控制爆破。
[0032]本發明的崩落采礦方法沿礦體走向連續回采，不留礦柱，開采回采率高。除崩落的頂底柱礦石外，絕大部份的崩落礦石在沒有巖石7覆蓋的條件下進行出礦，避免了崩落采礦法在巖石覆蓋下進行大量出礦的弊端，采礦貧化率低。分段回采區設置多個回采作業面同時作業，設置多個出礦點進行集中出礦，采區生產能力大、效率高。本發明的采礦方法適用于礦體厚大、礦體走向長度長、礦巖穩固的礦床條件。
[0033]以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種連續崩落采礦方法，其特征在于: 沿垂直方向將礦體劃分為至少兩個中段，并在所述中段的上部劃分頂柱，在所述中段的下部劃分底柱；本中段的頂柱和上一中段的底柱構成頂底柱；將所述中段沿垂直方向劃分為至少兩個分段，在各分段水平沿礦體走向分別布置有一條分段脈外平巷和至少一條分段脈內平巷，所述分段脈內平巷與所述分段脈外平巷通過分段聯絡道連通； 在所述中段內布置至少一個采區，所述采區的縱剖面為下窄上寬的倒梯形，形成倒梯形采區；所述倒梯形采區的第一翼為分段回采區，在各分段從下至上呈階梯狀布置分段回采作業面，存留有崩落礦石，形成第一翼礦石堆；所述倒梯形采區的底部為集中出礦區；所述倒梯形采區的頂部為頂底柱；在緊靠所述倒梯形采區的第二翼的頂底柱部位為放頂區，通過在放頂區進行放頂爆破，使所述頂底柱上部的崩落巖石隨同崩落的頂底柱礦石一起落入所述集中出礦區內臨近出礦結束的區域，并使所述崩落巖石覆蓋在崩落的所述頂底柱礦石之上，形成第二翼巖石堆；所述頂底柱、所述集中出礦區、所述第一翼礦石堆以及所述第二翼巖石堆之間為無礦巖的空區； 當所述集中出礦區靠近倒梯形采區第二翼的區域臨近出礦結束時，在所述放頂區對所述頂底柱進行放頂爆破；通過所述集中出礦區放出所述崩落巖石覆蓋下的所述頂底柱礦石；隨著所述頂底柱上部的崩落巖石下落后，自然崩落或強制崩落所述頂底柱上部的圍巖體； 保持倒梯形采區沿礦體走向連續推進，不留礦柱連續回采礦體、連續崩落礦體周圍巖體。
2.根據權利要求1所述的連續崩落采礦方法，其特征在于，所述分段回采作業面位于所述分段脈內平巷的端部，在各分段脈內平巷內按設定的回采步距進行回采作業，并且回采作業自上分段至下分段順序實施或同時實施。
3.根據權利要求1所述的連續崩落采礦方法，其特征在于，在各所述分段回采作業面鉆鑿上向扇形中深孔，采用擠壓爆破崩落礦石，每次爆破崩落礦石后在分段水平進行控制出礦；余下的崩落礦石存留在所述采區內，余下崩落礦石中的大部分通過所述集中出礦區在無巖石覆蓋的條件下放出。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的連續崩落采礦方法，其特征在于，分段控制出礦采用井下鏟運機進行出礦，控制出礦量為每次崩落礦石量的10% -15%。
5.根據權利要求1至3中的任一項所述的連續崩落采礦方法，其特征在于，各所述分段回采作業面底邊的連線與水平面的夾角為35° -55°。
6.根據權利要求3所述的連續崩落采礦方法，其特征在于，所述倒梯形采區內存留在所述倒梯形采區的第一翼的崩落礦石堆沿礦體走向的厚度不小于20m。
7.根據權利要求1所述的連續崩落采礦方法，其特征在于，每次放頂爆破按照設定的放頂區范圍崩落頂底柱，每次設定的所述放頂區的高度為所述頂底柱高度，每次設定的放頂區沿礦體走向的長度與所述集中出礦區內臨近出礦結束區域沿礦體走向的長度保持基本一致。
8.根據權利要求7所述的連續崩落采礦方法，其特征在于，將每次設定的所述放頂區沿垂直方向劃分至少兩個爆區，采用中深孔或深孔自下而上實行區間秒差控制爆破。
【文檔編號】E21C41/22GK104153782SQ201410365727
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】周愛民, 宋嘉棟 申請人:長沙礦山研究院有限責任公司