[发明专利]盘区机械化上向水平分层充填顶柱定向抛掷爆破采矿法

说明书

本发明提供一种盘区机械化上向水平分层充填顶柱定向抛掷爆破采矿法，属于采矿技术领域。该方法回采顶柱矿体时，将一个采场内矿体分为二个区域回采。首先，使用爆力搬运对区域一进行回采，使用压顶采矿法对区域二进行回采。之后，对顶柱进行斜向钻孔，保证爆堆生成的最小抵抗线方向与钻孔角度垂直，使用毫秒管起爆，将顶柱矿石抛掷至采场联巷进行出矿作业，然后再凿岩爆破回收不在使用的采场联巷上方顶柱矿体。该方法机械化程度高，爆破后，人员不用进入采场内，是一种安全回采顶柱方法，反复循环该操作工艺，直至顶柱回采完毕，该方法为顶底柱的回采提供了一条新的思路，同时提高了顶柱的回收率。

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，特别是指一种盘区机械化上向水平分层充填顶柱定向抛掷爆破采矿法。

背景技术

随着矿山资源的不断消耗，矿山顶柱的二次回收逐渐成为关注重点。但矿山建设生产前期阶段，为了满足安全、环保需求以及降低矿石的损失率，一些矿山选择分层进路充填法进行采矿作业，但也均面临着产量低、品位估测不准，经济效益风险大等问题。因此，采用充填采矿法的矿山，在生产的初期阶段，为了控制成本，会采用非胶结尾砂充填法。但随着矿山资源的消耗，特别针对一些井下品位较高，回收价值较大的顶柱，面临着直接顶充填体呈现流沙体的情况，即使能够将矿石崩落，但人员及铲运机需进入采场进行二次凿岩、出矿作业，存在较大安全隐患的问题。

顶柱回采工作是金属非金属矿山工作的重要之中，随着矿山开采深度的增加，顶柱积压大量矿体，面临着安全风险大，回收率不高等问题。针对顶柱矿体，国内外矿山一般选择不在回采、一次爆破，根据工作面实际情况，进行安全范围内的少量出矿作业，或者预留安全矿柱等方式。但都面临着回收率低、安全性差等问题。针对流沙态顶柱矿体，较为便捷有效应回采方法还处于空白阶段。

发明内容

本发明为解决盘区机械化上向水平分层充填采矿法矿山顶柱回采过程中，面临的安全、回收率低等问题，提供一种盘区机械化上向水平分层充填顶柱定向抛掷爆破采矿法。

该方法首先采用定向抛掷爆破对区域一矿体进行回采，其次针对区域二进行分层崩落法进行回采。

采场内的矿体是区域一、区域二矿体是采场联巷顶部的矿体。也即：顶板斜向钻孔，采用毫秒微差起爆向采场联巷外口推移矿体为区域一，顶板平行钻孔，采用秒微差起爆的是区域二。

具体包括步骤如下：

S1：在矿体顶柱矿体下层矿体回采结束后，采用灰砂比1:4充填料浆进行0.5～1.0m高度的胶结充填，养护至胶结面上可以行人、铲运机能铲运修坡的强度即可；

S2：对原划分采场进行二次切割，新增采场联巷，巷道断面宽×高为2.4m×2.4m，巷道采用锚喷联合支护；

S3：进入采场内进行排险支护、通风除尘、冲帮刷顶、局扇通风、安全确认辅助工作；采场采用锚杆支护；

S4：对区域一集中一次性均匀斜向钻孔，钻孔与矿体走向平行，钻孔倾角设计45°～90°；

S5：在采场联巷口两端用铲运机对底板胶结面进行推坡，上行角度不大于12°，保证回采区域一中心位置处位于相对高度的最高点；

S6：钻孔装药采用不耦合装药结构，毫秒微差起爆，起爆顺序由采场外口至采场中央分排使用1、2、3……N毫秒雷管连接，其中，N为大于1的整数；

S7：在底板坡面上铺垫金属网片，并用钢丝绳牵引至采场联巷外口，在回采区域一中平整区域层状堆放圆木，直至最顶层无法堆放圆木为止；利用爆破运力将采场矿石抛掷至采场联巷口内；

S8：在回采区域一出矿结束后，针对区域二，采用垂直矿体走向的平行炮孔，不耦合装药结构，分层崩落采场联巷顶板的矿体，铲运机出矿，人员不用进入采场中进行出矿作业。