[发明专利]一种单进路挑檐式结构的有底柱阶段崩落采矿法

说明书

技术领域

本发明属于地下采矿方法技术领域，尤其涉及一种单进路挑檐式结构的有底柱阶段崩落采矿法。

背景技术

地下采矿方法包括采准、切割和回采三项基本工序，按地压维护的方式分为空场采矿法、充填法和崩落采矿法三大类，崩落采矿法的基本特征是用崩落围岩的方法充填采空区来控制和管理地压的，在世界范围内得到广泛的应用，崩落法根据出矿方式有、无底部结构分为有底柱崩落法和无底柱崩落法，典型的有底柱崩落法有有底柱分段崩落法和有底柱阶段崩落法，有底柱分段崩落法和有底柱阶段崩落法都属于高强度采矿方法，在国内外得到了广泛的应用，已成为有色金属矿山占有相当地位的采矿方法，这两种方法有多种回采方案，可以用于开采各种不同条件的矿体，使用灵活，适用范围广。

有底柱分段崩落法是将矿体划分为若干阶段，再将阶段用回采进路划分为若干分段，在开采中厚矿体（4-10m厚）时，一般沿脉布置单进路回采，由上向下逐个分段从回采进路一端开始在覆盖岩层下进行后退式回采，直到回采到另一端边界为止。其主要特点是回采进路由落矿用的凿岩巷道和设有放矿、受矿及运搬矿石的底部结构组成，出矿多采用简单耐用的电耙，电耙出矿底部结构有漏斗式、堑沟式和平底式三种，底部结构中布置有受矿巷道和电耙巷道，在开采中厚矿体时，受矿巷道和电耙巷道一般布置在下盘围岩中，采用预先集中凿岩方式在凿岩巷道和受矿巷道布置扇形中深孔，凿岩巷道和受矿巷道扇形中深孔同时爆破，同时完成底部结构的形成和崩落矿石，崩落矿石在覆盖岩石的直接接触下，借助矿石的自重，经底部结构放出，有的方案把凿岩巷道与受矿巷道合为一条，起到减少采准工程量的作用。

有底柱阶段崩落法的基本特征是回采高度等于阶段全高，端部出矿的有底柱阶段崩落法有一定的优势，它是在端部进行回采，一次回采阶段全高，在阶段底部布置底部结构进行出矿，矿块生产能力大，劳动生产率高，主要在有色金属矿山使用。

有底柱分段崩落法和端部放矿的有底柱阶段崩落法都采用端部放矿，是在覆盖岩层下放矿，刚开始放出的是纯矿石，很快地顶部废石降落，形成废石漏斗，废石提前混入并放出。放矿时放出矿石在原来崩落矿体里的形状（称作放出体的形状），国内外公认椭球体理论，认为放出体形状为一椭球体，且在放矿过程中放出椭球体不断扩大，端部放矿时放出体的形状为半个前倾的偏椭球体。目前国内外广泛采用截止品位放矿，当放出矿石品位低于截止品位，即停止放矿，未放出的残留矿石一部分在下分段放出，另一部分则损失在地下。矿石的损失率和贫化率高是其最大的缺陷，一般贫化率为20-25%，高的达42.9%，回采率一般为55-70%。

覆盖岩层下端部放矿矿石损失贫化大一直是困扰采矿界的一大难题，为了减少贫化，国内外大多在采场结构、放矿管理方面进行了研究。

放矿过程中形成的废石漏斗是造成矿石损失率和贫化率最直接的原因，然而国内外对废石漏斗的控制缺乏研究。如果能控制废石漏斗的形成，将从根本上解决端部出矿类采矿方法的矿石损失贫化问题，极大地提高矿石回采率。

发明内容

本发明的目的是针对有底柱崩落法以上存在的问题，吸取了有底柱分段崩落法和有底柱阶段崩落法的优点，提出一种有效的阻止废石漏斗的形成、降低矿石贫化与损失、提高矿石回采率的一种单进路挑檐式结构的有底柱阶段崩落采矿法。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

本发明的一种单进路挑檐式结构的有底柱阶段崩落采矿法，包括在开采中厚矿体时，将矿体划分为阶段，在阶段里再划分为分段，在分段的下盘脉外采用沿脉布置单进路的凿岩巷道和底部结构，采用电耙出矿，电耙出矿底部结构由受矿巷道和电耙巷道组成，从回采进路一端开始进行回退式回采，在凿岩巷道和受矿巷道内采用预先集中凿岩的方法布置上向扇形中深孔，在覆盖岩层下同时爆破凿岩巷道和受矿巷道一个崩矿步距，同时完成底部结构的形成和崩落上面的矿石，在分段的电耙巷道内进行出矿，其特征在于以阶段为单位，阶段内各分段从回采进路一端开始，先切割，再连续回采，同时上部覆盖岩层充满新采空区，当阶段内每个分段端部在进路走向方向上到达同一个垂直位置，然后阶段的最顶分段停止回采，以下各分段依次继续回采，直到每个下分段都超过其上分段一个挑檐距离，完成端部挑檐结构的准备工作，以后的开采，阶段内各分段一直保持这种挑檐结构回采，回采高度等于阶段全高，阶段内各分段按“由上而下”的顺序依次爆破一个崩矿步距，再按“由上而下”的顺序依次在各分段电耙巷道出矿，直到回采完阶段各回采进路，再开始下阶段的回采。