[发明专利]分条崩落空场采矿方法

说明书

分条崩落空场采矿方法。

本发明属于采矿领域的用于地下非煤固体矿床开采的一种采矿法。

苏联学者A.C.布尔恰可夫等所著的《采矿工艺学》（一九八二年十月出版），曾对“分段崩矿采矿方法”作过描述，该方法是在采区上山掘进小分段平巷或矿门建立采区的底部结构，形成拉底和开切槽。开采矿房矿石主要储量时，凿孔是在小分段平巷或矿门进行，在采场内按垂直条带，一般从下向上凿扇形炮孔，向开切割槽方向进行爆破崩矿，通过底部构筑的漏斗和堑沟；用电耙、自动行走运输设备或给矿机，把矿石沿输送巷道运到溜矿井，并在房峒上方铺有假顶，以免矿石与上部冒落废石混在一起。这种分段崩矿采矿方法用于开采急倾斜中厚以上矿体效果是好的，但用于地表允许陷落，倾角35度以下、厚5－15米、矿体顶板围岩不稳固的非煤固体矿床地下开采时，需要铺设假顶，矿柱损失大，贫化率高，采切比大，生产效率不高，安全条件差，开采成本高。

本发明目的在于提出一种适用于地表允许陷落、倾斜角35度以下，厚度5－15米，矿体顶板围岩不稳固的非煤固体矿床地下开采时，贫化损失率低、采切比小、作业安全、开采成本低及结构简单的分条崩落空场采矿法。

本发明的目的是通过以下措施实现的。

在阶段内沿矿体走向划分盘区，一个盘区长可达200－300米。根据采矿需要，在盘区内布置若干个采场同时回采，每个采场宽40－60米，斜长35－45米。每个采场按一定间距在底板布置脉外回采上山，每隔几条回采上山在矿体顶板中间布置一条放顶上山，每次按回采步距，同时，回采一条放顶上山所对应的几个矿条，在回采上山端部空场下出矿，采空区、顶板不需要专门管理，随回采放顶逐步处理。

在盘区矿体下盘中段脉外运输平巷一侧，每个采场布置一条人行通风材料设备天井，再沿矿体底板开掘一条脉外回采上山联络巷道，每隔3-5条回采上山布置一条溜矿小井，在脉外回采上山联络巷道内开掘1-2条上下盘联络平巷，联络矿体上、下盘巷道，再沿矿体上盘布置放顶上山联络巷道。按公式（1）的要求，在下盘回采上山联络巷道内，垂直矿体走向每隔6-8米在矿体底板布置脉外回采上山，根据矿石价值、贫富和回采设备的不同，确定脉外回采上山结构参数，其计算公式为：

S＝［ 1/2 （L-b）+ (h)/(a) （ 1/(tgα) + 1/(tgβ) ）- (h)/(tgβ) ］²·tgβ……（1）

式中：

S-矿体理论损失面积

L-回采矿条中心距

b-回采上山底板宽

h-回采上山垂高

α-回采上山巷壁倾角

β-出矿壁角

a-出矿壁角起点系数

通过放顶上山联络巷道，在矿体顶板每隔2－3条回采上山，在中间对应布置一条放顶上山，根据矿岩稳固情况，放顶上山布置在脉内或脉外。当回采1-2个步距，顶板岩石自然冒落时，顶板可不布置放顶上山。采场不留矿柱、不分段、回采凿孔也可在放顶上山内与放顶凿孔一起进行；然后，在回采上山端部形成切割槽。采场用中深孔凿岩设备凿落矿和放顶炮孔，同时，回采一条放顶上山所对应的2－3个矿条，一次爆破一个回采步距，一个回采步距为3－5米。每次按回步距先爆破矿体上盘围岩，使其在端部和相邻矿体处控制形成稍大于矿石自然安息角的状态的情况下，随机爆破矿体；然后，在回采上山端部空场下出矿。矿体倾角小于15度时，用铲运机或其它端部出矿设备把矿石运到溜矿小井；大于15度时，用电耙或其它出矿设备把矿石耙运到溜矿小井。用电耙出矿时，把回采上山联络巷道作为横向耙道或设一导向轮，把矿石直接运往溜矿小井。

控顶是回采中重要的工艺过程，每回采一个步距，先爆下的围岩体积及堆积形状按以下公式计算。

一次放顶废石体积计算公式

V₁＜V＜CV₁……（2）

式中：

V₁-一次放顶废石体积

V₁-一次出矿体积

C-一次放顶废石体积系数

放顶后，落矿前回采工作面废石堆积角计算公式

ε₁＜ε＜Fε₁……（3）

式中

ε-放顶后废石堆积角

ε₁-矿石自然安息角

F-放顶后废石堆积角系数

放顶后，落矿前废石与相邻矿条堆积计算公式