[发明专利]一种利用微波照射破岩技术的地下矿山采矿方法

说明书

本发明公开了一种利用微波照射破岩技术的地下采矿法。回采坚硬、稳固矿体时，首先钻凿微波照射钻孔，并安装微波发生器发射微波对钻孔周围矿体进行照射，利用微波照射产生的加热效果改变矿体的物理力学性质，使其内部节理裂隙不断萌生、扩展与贯通，增加矿体的软弱结构面，减低岩体的强度和完整性；然后再对微波照射后的矿体采用分段崩落法采矿工艺进行爆破崩矿，在保证崩矿安全性的前提下，解决了地下矿山中厚倾斜、稳固坚硬矿体可崩性差、爆破成本高的问题。

技术领域

本发明涉及一种地下硬岩矿山采矿法，尤其涉及一种利用微波照射破岩技术的地下矿山采矿方法。

背景技术

对于地下硬岩矿山来说，通常采用凿岩、爆破的钻爆法对矿体进行开采。在回采过程中，矿体的可钻性和可爆性将对爆破效果产生重要的影响，尤其是当遇到岩体较为坚硬时，可钻性较差，钻孔速度慢、钻头磨损严重，破岩成本高，严重影响了矿体的开采工作，难以达到安全高效开采的要求。

微波是指频率为300MHz～300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1毫米～1米之间的电磁波。微波具有选择性加热的特点，在微波照射下，含有多种不同性质矿物颗粒的岩石会产生损伤和裂纹，并减低岩石的强度。目前，如何把微波加热技术和采矿技术相结合，实现一种基于微波辅助的金属矿体开采方法还有缺乏研究。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种爆破成本低，崩矿效率高的微波照射破岩采矿方法。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种利用微波照射破岩技术的地下采矿方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据矿体赋存条件确定出采场结构尺寸，并完成矿体的可钻性和可爆性评价，获得矿体的坚硬程度评价结果；

步骤二：根据矿体的矿物成分和坚硬程度评价结果，确定微波功率、照射时间以及微波照射钻孔的孔间距；其中，微波照射钻孔孔间距D需满足如下关系式：

式中：ε′为岩石材料介电常数，λ为微波波长，ε″为岩石材料介电损耗因子；

步骤三：在凿岩巷道内钻凿上向微波照射钻孔，将微波发生器装入微波照射钻孔中，对矿体进行微波照射；

步骤四：微波照射完毕后，回收微波发生器，钻凿上向中深炮孔，并在上向中深炮孔中进行炸药装填。然后根据分段崩落法自上而下进行矿体回采，崩落的矿石由铲运机运至溜矿井，再由出矿巷道运出。

进一步的，在矿体下部掘进阶段运输巷道，再自阶段运输巷道沿着矿体走向方向掘进穿脉巷道；在矿体下盘的穿脉巷道向上掘进通风天井，直到矿体之上的高度，再从此高度沿矿体走向掘进回风巷道；自通风风井在矿体外围掘进各分段出矿巷道，之后在矿体内部开挖凿岩巷道；然后自矿体下盘的穿脉巷道向上掘进溜矿井到各分段出矿巷道。

进一步的，穿脉巷道间距取100～120m，溜井间距取30～40m。

进一步的，采场结构尺寸取：阶段高度为60～80m，矿块长度为50～60m，分段高度为10～15m。

进一步的，在凿岩巷道钻凿上向扇形中深炮孔。

进一步的，在采的下分段矿体正在进行微波孔的钻凿和微波的照射，中分段正在钻凿炮孔，上分段已完成所有炮孔的钻凿工作，上分段超前于下分段进行崩矿，使得矿体从上向下依次冒落，实现矿石连续不断的生产。

进一步的，崩落的矿石使用铲运机经分段出矿巷道运至其端部的溜矿井，放下的矿石通过穿脉巷道到达阶段运输巷道运出。

进一步的，所述微波照射钻孔在完成微波照射并回收微波发生器后，也进行炸药装填，并进行爆破崩矿。