[其他]分条崩落空场采矿法及设备

说明书

本发明属于采矿领域。

固体矿床地下采矿，就缓倾斜及偏陡、中厚及偏大矿体而言，由于受到厚度和倾角的制约，回采难度较大，虽然国内外这类矿床的生产矿山主要使用的方法有：房柱法，底盘漏斗法和充填法，近年来又试验了留矿全面法、爆力搬运法及切顶房柱法等，但仍然不同程度地存在着适应范围窄，贫化损失率高，劳动生产率低，安全条件差，开采成本高的问题。

本发明的目的在于针对上述矿体的赋存条件，提供一种适用范围广，贫化损失率低，劳动生产率高，操作安全、开采成本低的采矿方法。

本发明利用了无底柱分段崩落采矿法不留矿柱的结构型式和端部出矿的特点，吸取了空场下放出纯矿石多的长处，并且考虑到削壁充填采矿法的一些优越性而设计出一种用于地表允许陷落，倾角35度以下，厚度5米至15米的    固体矿床地下采矿的分条崩落空场采矿法。其特征在于垂直矿体走向按一定间距划分为矿条，在采场内不留矿柱，凿岩和出矿不在采空区，空场下端部出矿，伴随回采逐步放顶。

在阶段内沿矿体走向划为盘区，一个盘区长可达200～300米，在盘区内布置若干个采场同时回采，采场宽为40至60米，斜高为35至45米。

在矿体下盘每个采场布置一个人行、通风、材料设备天井，再沿矿体底板拉开一条脉外回采上山联络巷道，每20米至30米布置一个采场溜矿小井，在脉外回采上山联络巷道内掘1至2条穿过矿体的上下盘联络平巷，联络矿体上下盘巷道，再沿矿体上盘拉开凿岩放顶上山联络巷道。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米至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-矿面理论损失面积

L-回采上山中心距

b-回采上山底板宽

h-回采上山底板高

α-回采上山巷壁倾角

β-出矿壁角

a-出矿壁角起点系数

在矿体顶板每隔2至3条回采上山，在其中间对应布置一条凿岩放顶上山，依据矿岩情况，可在脉内，也可在脉外。当回采1至2个步距顶板岩石自行冒落时，顶板不布置凿岩放顶上山，凿岩在回采上山进行，但应在回采上山之间交错布置联络通道。

在矿体顶板凿岩放顶上山内凿岩，在回采上山空场下端部出矿，逐条回采，不留矿柱。用中深孔凿岩设备向下凿落矿炮孔和向上凿放顶炮孔。一般情况一次爆破一个回采步距，先放顶，随机落矿，爆下矿石在对应两条回采上山空场下端部出矿，当矿体倾角小于15度时用撮式矿车，也可用铲运机出矿;大于15度时用撮式矿车，也可用普通电耙出矿。用撮式矿车或普通电耙出矿时，把回采上山联络巷道作为横向耙道或设一导向轮，把矿石送往采场溜矿小井。

控顶是回采中的重要工艺过程，每采完一个回采步距，要先放顶，后落矿，放顶体积及堆积形状按以下计算公式：

一次放顶废石体积计算公式：

V₁＜V＜cV₁- （2）

式中：V-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，落矿前回采掌子面废石堆集计算公式：

ε₁＜ε＜Fε₁- （3）

式中：ε-放顶后废石堆集角

ε₁-矿石自然安息角

F-放顶后废石堆角系数

放顶后，落矿前废石与相邻矿条堆集计算公式：

H＝〔 1/2 （L-b）+ (h)/(a) （ 1/(tgα) + 1/(tgβ) ）- (h)/(tgβ) 〕·tgβ+h-（4）

ε₁＜ε＜Fε₁

式中：

H-放顶后，落矿前废石回采上山底板至废石斜面起点垂高，

其它符号同前。

采场通风，新鲜风流经人行、通风、材料设备天井入采场，经联络平巷到达各工作面，一部分污风进入采空区，使其逐渐逸出;一部分污风用局部扇调节，通过联络巷道进入备用上山，然后流入上中段回风大巷。