[发明专利]缓倾斜矿体超前切顶无底部结构梯段落矿连续采矿法

说明书

技术领域

本发明属于金属矿山地下开采领域，是一种地下采矿方法，适用于缓倾斜中厚及厚矿体的开采，尤其适用于顶、底板稳固性较差的缓倾斜中厚及厚矿体的开采。

背景技术

在金属矿山地下开采中，对于缓倾斜中厚及厚矿体，目前以“空场采矿法”开采为主，也有少部分矿山采用“分层充填法”。

“空场采矿法”中，常用的方法包括“有底部结构的分段空场法”、“全面法”和“房柱法”等。这些方法存在的问题是采切工程量大，采场建设周期长，回采工艺复杂，采装运设备水平低，生产效率不高，矿石损失、贫化大等。同时，对于一些顶、底板围岩稳固性较差的矿体，这类方法还面临两个难题：一是由于对顶板未加处理，难以保证顶板的稳定性，从而对生产安全带来威胁；二是由于底板围岩破碎，在底板围岩中不能形成稳固的底部结构，出矿困难，导致大量的矿石残留，带来较大的矿石损失。

对于顶、底板稳定性较差的问题，分层充填法可以加以解决，但是分层充填法的工艺非常复杂，生产效率极其低下且充填成本较高影响企业的经济效益，不利于大规模的开采。

因此，如何对这类顶板或底板稳固性较差的缓倾斜中厚及厚矿体进行安全、高效、低成本的开采是目前面临的一个技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是对一类顶、底板稳固性较差的缓倾斜中厚及厚矿体提供一种安全、高效、低成本的超前切顶无底部结构梯段落矿连续采矿法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：将采场按矿体走向布置，每个采场在宽度方向上划分为两个回采单元，在采场宽度和高度方向上均按梯段式进行回采；在矿体下盘围岩中布置中段运输平巷，在间柱内布置出矿巷道，出矿巷道分别通过溜井和出矿进路与中段运输平巷和采场连通；在矿体上盘围岩与矿体交界处布置充填巷道和切顶进路；回采时首先进行全面超前切顶护顶，然后在切顶层钻凿向下的平行中深孔进行爆破落矿；铲运机通过出矿进路进入采场将崩落矿石经出矿巷道运送到采场溜井，矿石经溜井通过中段运输平巷送出：出矿完成后即进行废石回填工作，废石通过井下矿用汽车或铲运机通过充填巷道送入充填矿房并与矿石分离。

采场按每个采场宽度30～50m布置，采场厚度为矿体厚度，在出矿巷道中每隔90～110m左右布置一个连接中段运输平巷的溜井，在出矿巷道中每隔10～15m布置连通采场的出矿进路，在采场长度方向的中心线上矿体上盘围岩与矿体交界处布置充填巷道和切顶进路。

回采时，首先在矿体上部边界采用进行浅孔爆破的方式进行全面超前切顶，切顶层高度为3～4m，在已切顶的顶板围岩中打入护顶锚杆来保证顶板的稳固，切顶应回收顶板矿石。

回采时应先在采场的端部做切割立槽，切割立槽的高度为矿体厚度，宽度以3～5m；然后以切割立槽为自由面，将采场按划分好的回采单元在采场宽度和高度方向上均以梯段爆破的形式进行回采；崩矿时钻凿的中深孔超深约0.9～1m，崩矿步距5～10m。

切顶作业采用凿岩台车进行，护顶作业可采用锚杆台车进行；在回采时矿体厚度方向将每个回采单元布置为2个阶梯，每个阶梯的高度相等，在15～25m。

废石回填时采用矿用汽车或铲运机，矿房回填步距滞后回采25～35m。

本发明的有益效果是：通过超前切顶护顶，可有效保障采场顶板的稳定性，为凿岩和出矿工作提供安全的作业空间；通过超前切顶，可摸清采场顶板的稳定性和矿体品位的变化情况，对选择在采场顶板质量差和矿石品位低的部位布置矿柱有利；采场内回采单元在宽度和高度方向上均按梯段推进，可为生产爆破提供更多的自由面，并能保证各回采工序间的连续进行；在切顶层凿下向平行中深孔进行回采，作业效率高、矿石爆破块度好；在安全顶板下采用铲运机平底出矿，出矿效率高，且避免了工序复杂、耗费时间长和费用高的底部结构作业；将废石回填采场，在处理采矿区保证生产安全的同时，也实现了无废开采。

综上所述，本发明具有采准工艺简单、采切比小、爆破块度均匀、回采工艺连续性好、矿石贫损指标优的特点，是一种安全、高效、低成本的针对顶、底板围岩不稳固的缓倾斜中厚到厚矿体的地下采矿方法。

附图说明

图1为本发明采矿方法的主视图（俯视）。

图2为本发明采矿方法的Ⅰ-Ⅰ剖面图。

图3为本发明采矿方法的Ⅱ-Ⅱ剖面图。