[发明专利]一种液气相变诱导下机械化连续采掘硬岩矿方法

说明书

本发明公开了一种液气相变诱导下机械化连续采掘硬岩矿方法，是利用岩体内的高应力，通过液气相变致裂器爆破气体能够在足够长的时间内，以持续的高压波及矿体远端诱导矿岩进行预处理松动，然后再对已经松动的矿岩进行机械化切割连续开采。本发明能使矿体在液气相变和自身高应力作用下充分松动致裂，进而实现机械化连续采掘，大大提高了采掘效率，优化了工作环境。原则上顶板无需支护，因此大大降低了支护成本，作业安全。该采矿方法适用于所有适用上向水平分层充填法以及各种空场法采矿的矿山。

技术领域

本发明属采矿领域，具体涉及一种机械化连续采矿方法。

背景技术

硬岩矿的采掘一般采用爆破落矿，即打孔、装化学炸药(如硝铵炸药、乳化炸药)、爆破、通风、撬毛、支护、出矿等为一个循环，这种方法的特点是化学炸药爆破压力能瞬间上升到峰值、但持续时间短下降速度快，炸药爆炸后会在药卷周围形成粉碎圈，易造成矿岩大范围垮塌。更重要的是其各工序无法连续，且各工序需要相应多个工种配合，生产能力受到限制；此外粉尘大使工作面环境差，通风不利；撬毛时工人经常需要爆破后的不稳定顶板下作业，安全事故时有发生。

煤矿的综合机械化连续开采为高效采矿提供了新思路，不仅大大改善了工人的工作环境，而且提高生产效率和安全系数，降低了成本，人们开始尝试将机械化连续开采应用到硬岩矿山采矿中，但是掘进机在硬岩中开采，掘进部分(钻头)磨损过快，很快就需要更换钻头，使得回采效率较低、成本高，导致机械化连续采矿在硬岩矿山采矿中很难推广实施。因此如何提高硬岩矿开采效率实现安全连续开采，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液气相变诱导下机械化连续采掘硬岩矿方法，以有效提高硬岩矿开采效率。

本发明一种液气相变诱导下机械化连续采掘硬岩矿方法，是利用岩体内的高应力，通过液气相变致裂器爆破气体能够在足够长的时间内，以持续的高压波及矿体远端诱导矿岩进行预处理松动，然后再对已经松动的矿岩进行机械化切割连续开采。

为了利用采场内的集中应力，设置采层高和采场长度之比接近平均垂直应力σv与平均水平主应力σh之比，将一个采区划为若干采场，在采场的开采层中预先布设若干炮孔，炮孔深度贯穿采场，在炮孔中放置液气相变爆破器并实施爆破，使矿岩松动，随后由矿石切割机对松动的岩石进行切割落矿。一个优选的划分是将一个采区划分为3-5个采场，每个采场的长度为25-30m。

所述炮孔的直径为75-90mm，孔间距1-3米，液气相变爆破器直径比炮孔小5-15mm。

采区之内沿走向顺序推进开采，开采一个采场结束之后立刻胶结充填，一个采区推进开采结束后，反向开采这个采区的上一层。

所述液气相变爆破器在炮孔中逐点位爆破，每次沿采场长度方向爆破松动4-5m的矿岩。液气相变爆破器选择可重复利用的液气相变爆破器，当一个点位爆破完后，然后拉动该液气相变爆破器到下一位置继续松动破碎矿岩。

为了适应不同矿区的需要可以：每个炮孔中都放置一个液气相变爆破器，同时起爆，起爆完毕各液气相变爆破器再移到下一点位再同时起爆，矿石切割机跟随连续对矿石进行切割落矿铲运出矿。液气相变爆破器在炮孔中实施爆破，按照炮孔每组呈梅花形的排列，一组一组逐一爆破，矿石切割机跟随连续对矿石进行切割落矿铲运出矿。也可以采用液气相变爆破器对一个采场的矿石全部进行爆破松动完毕，矿石切割机再对矿石进行切割落矿铲运出矿，同时液气相变爆破器转入下一采场的爆破。