專利名稱:直接裝運礦石的無底柱分段崩落采礦法的制作方法
技術領域：
本發明屬于礦產資源地下開采技術領域：
，具體涉及一種無底柱分段崩落采礦法。
技術背景
無底柱分段崩落采礦法自上世紀60年代在瑞典鐵礦研究成功后，在世界范圍金 屬礦地下開采中推廣，當前在我國鐵礦地下開采中占到80%以上，具有礦石回收率高、機械 化程度高、工藝簡單、高效、安全等優點。這種方法(如圖1-3所示)要求礦體及其下盤巖 體基本穩定，以便在其中布置并掘進脈外階段運輸巷道(圖2中之標號1)、人行設備天井 (圖2中之標號幻和放礦溜井(圖2-3中之標號4)。由于湖相沉積石膏礦床等非金屬礦 床以及部分金屬礦床的下盤巖體的巖性為泥巖、頁巖和粉砂巖等軟弱巖體，不宜在其中布 置放礦溜井、人行設備天井和脈外階段運輸巷道。否則，不僅放礦溜井、人行設備天井和脈 外階段運輸巷道掘進困難、使用壽命短、維護費用高，而且它們容易垮塌造成事故。經檢索， 至今尚無在軟弱下盤圍巖礦床中應用無底柱分段崩落采礦法的先例。
發明內容
本發明的目的在于提供一種直接裝運礦石的無底柱分段崩落采礦法，該采礦法成 本低、礦石回收率高、生產安全、適用范圍廣。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是直接裝運礦石的無底柱分段崩落采礦 法，其特征在于它包括如下步驟
1)當礦體厚度為8 20m時，礦塊沿礦體走向布置；當礦體厚度大于20m時，礦塊 垂直礦體走向布置；
先由地面掘進豎井或斜井，然后由豎井或斜井掘進階段運輸平巷，階段運輸平巷 與豎井或斜井相通；然后在礦體內離下盤巖體0. 5 1. Om厚的部位(留出0. 5 1. Om厚 的下山礦石護底層)，由階段運輸平巷沿礦體傾向向下掘進2條以上(含2條)的下山作為 主要運輸巷道；
在垂直高度上，以10 30m高程把礦體劃分為至少2個以上的分段，每一分段由 下山掘進一條分段運輸巷道；
2)從分段運輸巷道掘進與其垂直的至少2個以上的回采進路，同一分段相鄰回采 進路的中心距為8 ^m，回采進路的中心距比上下分段運輸巷道之間的高度小1 an，上 下分段的回采進路錯開布置；
3)在回采進路的里端掘進與其垂直的切割巷道，切割巷道貫穿所處分段回采進路 的里端；在切割巷道內掘進至少一個以上的垂直向上或傾斜向上的切割天井，切割天井貫 通上分段運輸巷道的底板；在切割巷道頂板垂直向上或傾斜向上鉆鑿至少10排以上的切 割槽中深孔，每排切割槽中深孔至少有3個以上的切割槽中深孔，切割槽中深孔的孔深距 上分段的回采進路底板高程0. 8 1. 2m，切割槽中深孔的孔距為0. 8 1. 5m，切割槽中深 孔的排距為0. 8 1. 5m ；[0010]4)從最上一分段礦體開始，
①以切割天井為自由面，爆破切割槽中深孔形成切割槽，該切割槽應在各回采進 路里端形成厚度在1.5 3. Om寬的、連續的爆破自由面；爆破后，切割槽所生產的礦石至少 運出三分之一；
②在整條回采進路中鉆鑿至少10排以上的采礦中深孔，每排有7 11個采礦中 深孔，每排采礦中深孔布置成扇形，采礦中深孔的孔底距為1. 0 2. 0m，采礦中深孔的排距 為 1. O 2. 5m ；
③以切割槽為自由面，順序爆破各回采進路的采礦中深孔，崩落礦石，每次爆破 1 2排采礦中深孔；各條回采進路后退回采的工作面成30° 70°的角度推移；
④在回采進路端頭的覆巖下放礦，將礦石直接裝入礦車運出，直至截止品位；
⑤在每條回采進路中爆破落礦，然后從該回采進路放礦，重復爆破落礦與放礦，直 至各條回采進路開采完畢；
5)待上一分段礦體開采完畢后，或上分段礦體垂直礦塊走向水平開采至該分段高 度的2倍以上距離、下分段的開采不至于影響上分段的開采時，重復步驟4)，開始下一分段 礦體的開采；直至全部礦體開采完。
下山斷面的尺寸為anxaii ;3m>am(高X寬，以下同)，分段運輸巷道斷面的尺 寸為anX an ;3mX細，回采進路斷面的尺寸為^iX ^iX 15m,切割巷道的斷面尺寸為 1. 5mXl. 5m ;BmX :3m，切割天井的斷面尺寸為1. 5mXl. 5m ^iX 6m，切割槽中深孔的孔徑 為50 65mm，采礦中深孔的孔徑為50 65mm。避免在軟弱穩定性差的下盤圍巖中布置與 掘進階段運輸巷道、人行設備天井與放礦溜井，而是在基本穩定的礦體靠近下盤部位布置 與掘進下山作為主要運輸巷道，從而擴大了無底柱分段崩落法的應用范圍。
本發明的有益效果是改變傳統的無底柱分段崩落法把階段運輸巷道、人行設備 天井與放礦溜井等布置在礦體下盤圍巖，因而要求下盤圍巖具有較好的強度與穩定性要求 所帶來的局限性。本方法取消人行設備天井與放礦溜井，把主要運輸巷道(下山與分段運 輸巷道)布置在礦體內，從而把無底柱分段崩落采礦法的應用范圍擴大到礦體基本穩定、 底板圍巖軟弱穩定性差的礦床開采中，本發明成本低、礦石回收率高、生產安全、適用范圍
圖1為現有的無底柱分段崩落采礦法的采準、切割與采礦示意圖；
圖2是圖1中沿I-I線的剖視圖；
圖3是圖1中沿II-II線的剖視圖；
圖4為本發明的采準、切割與采礦示意圖；
圖5是圖4中沿A-A線的剖視圖；
圖6是圖4中沿B-B線的剖視圖；
圖中1脈外階段運輸巷道；2-脈外階段通風平巷；3-人行設備天井；4-放礦溜 井；5-人行設備天井聯絡道；6-溜井聯絡道；7-分段運輸巷道；8-回采進路；9-切割巷道； 10"切割槽；11-下山；12-采礦中深孔；13-覆巖。
具體實施方式
如圖4、圖5、圖6所示，直接裝運礦石的無底柱分段崩落采礦法，它包括如下步 驟
1)當礦體厚度為8 20m(米)時，礦塊沿礦體走向布置(“礦塊”是指單獨由1條 回采進路或由2 20條相鄰回采進路組成的、順序開采的、生產聯系較緊密的采礦區域)； 當礦體厚度大于20m時，礦塊垂直礦體走向布置；
先由地面掘進豎井或斜井，然后由豎井或斜井掘進階段運輸平巷，階段運輸平巷 與豎井或斜井相通；然后在礦體內離下盤巖體0. 5 1. Om厚的部位(留出0. 5 1. Om厚的 下山礦石護底層)，由階段運輸平巷沿礦體傾向向下掘進2條以上(含2條)的下山11 (也 稱為盲斜井，圖5中的標號11，具體數量根據礦體的尺寸確定，下山可采用2 10條)作為 主要運輸巷道，下山斷面的尺寸為ailX ail :3mX細；
在垂直高度上，以10 30m高程把礦體劃分為至少2個以上的分段(分段指劃分 為同一層開采的礦體，具體數量根據礦體的尺寸確定)，每一分段由下山11掘進一條分段 運輸巷道7(圖4-5中的標號7，即上下分段運輸巷道之間的高度為10 30m，分段運輸巷 道7與下山11相通)，分段運輸巷道斷面的尺寸為an χ an : χ細；
2)從分段運輸巷道掘進與其垂直的至少2個以上的回采進路8 (圖5、圖6中的標 號8，具體數量根據礦塊的尺寸確定，回采進路8可采用2 200個)，回采進路斷面的尺寸 為2mX2m ^iX 15m,同一分段內相鄰回采進路的中心距為8 ^m，回采進路的中心距比 上下分段運輸巷道之間的高度小1 2m，以利于放礦時形成形狀合適的放礦橢球體，上下 分段的回采進路錯開布置；
3)在回采進路的里端(指回采進路遠離分段運輸巷道的端部)掘進與其垂直的切 割巷道9 (圖5、圖6中的標號9)，切割巷道的斷面尺寸為1. 5mX 1. 5m 3. OmX 3. 0m,切割巷 道9貫穿所處分段礦體內的回采進路的里端；在切割巷道內掘進至少一個以上的垂直向上 或傾斜向上的切割天井(切割天井可采用1 5個)，切割天井的斷面尺寸為1. 5mX 1. 5m 4. OmX 6.0m，切割天井貫通上分段運輸巷道的底板(底板指巷道斷面的下表面及該表面至 下一條巷道斷面的上表面之間的巖層)；在切割巷道頂板(頂板指巷道斷面的上表面及該 表面至上一條巷道斷面的下表面之間的巖層)垂直向上或傾斜向上鉆鑿至少10排以上的 切割槽中深孔(切割槽中深孔成排布置，可采用10 100排)，每排切割槽中深孔至少有 3個以上的切割槽中深孔(可采用3 10個)，切割槽中深孔的孔徑為50 65mm，切割槽 中深孔的孔深距上分段的回采進路底板高程0. 8 1. 2m(底板高程指巷道斷面下表面的高 程)，切割槽中深孔的孔距為0. 8 1. 5m,切割槽中深孔的排距為0. 8 1. 5m ；
4)從最上一分段礦體開始，
①以切割天井為自由面，爆破切割槽中深孔形成切割槽10 (圖4、圖5中的標號 10)，該切割槽應在各回采進路里端形成厚度在1. 5 : 寬的、連續的爆破自由面(也可采 用淺眼留礦等其他方法形成切割槽10)；爆破后，切割槽所生產的礦石至少運出三分之一；
②在整條回采進路中鉆鑿至少10排以上的采礦中深孔(采礦中深孔成排布置，可 采用10-100排)，每排采礦中深孔布置成扇形，采礦中深孔的孔徑為50 65mm，每排采礦 中深孔有7 11個采礦中深孔12，采礦中深孔的孔底距為1. 0 2. 0m，采礦中深孔的排距 為1. O 2. 5m ；在整條回采進路中以規定的孔徑、孔深、孔底距、孔數、排距進行采礦中深孔
5鑿巖；
③以切割槽為自由面，順序爆破各回采進路的采礦中深孔，崩落礦石，每次爆破 1 2排采礦中深孔；各條回采進路后退回采的工作面成30° 70°的角度推移(見圖 6)；
④在回采進路端頭的覆巖下放礦(覆巖指覆蓋在回采進路崩落礦石上面的破碎 廢石或礦石)，用裝巖機、鏟運機或人工將礦石直接裝入礦車運出，直至截止品位；
⑤在每條回采進路中爆破落礦，然后從該回采進路放礦，重復爆破落礦與放礦，直 至各條回采進路開采完畢；
5)待上一分段礦體開采完畢后，或上分段礦體垂直礦塊走向水平開采至該分段高 度的2倍以上距離、下分段的開采不至于影響上分段的開采時，重復步驟4)，開始下一分段 礦體的開采；直至全部礦體開采完。
權利要求
1.直接裝運礦石的無底柱分段崩落采礦法，其特征在于它包括如下步驟1)當礦體厚度為8 20m時，礦塊沿礦體走向布置；當礦體厚度大于20m時，礦塊垂直 礦體走向布置；先由地面掘進豎井或斜井，然后由豎井或斜井掘進階段運輸平巷，階段運輸平巷與豎 井或斜井相通；然后在礦體內離下盤巖體0. 5 1. Om厚的部位，由階段運輸平巷沿礦體傾 向向下掘進2條以上的下山作為主要運輸巷道；在垂直高度上，以10 30m高程把礦體劃分為2個以上的分段，每一分段由下山掘進 一條分段運輸巷道；2)從分段運輸巷道掘進與其垂直的2個以上的回采進路，同一分段相鄰回采進路的中 心距為8 ^m，回采進路的中心距比上下分段運輸巷道之間的高度小1 2m，上下分段的 回采進路錯開布置；3)在回采進路的里端掘進與其垂直的切割巷道，切割巷道貫穿所處分段回采進路的里 端；在切割巷道內掘進一個以上的垂直向上或傾斜向上的切割天井，切割天井貫通上分段 運輸巷道的底板；在切割巷道頂板垂直向上或傾斜向上鉆鑿10排以上的切割槽中深孔，每 排切割槽中深孔有3個以上的切割槽中深孔，切割槽中深孔的孔深處距上分段的回采進路 底板高程0. 8 1. 2m,切割槽中深孔的孔距為0. 8 1. 5m,切割槽中深孔的排距為0. 8 1.5m ；4)從最上一分段礦體開始，①以切割天井為自由面，爆破切割槽中深孔形成切割槽，該切割槽應在各回采進路里 端形成厚度在1.5 3. Om寬的、連續的爆破自由面；爆破后，切割槽所生產的礦石至少運出 三分之一；②在整條回采進路中鉆鑿10排以上的采礦中深孔，每排有7 11個采礦中深孔，每排 采礦中深孔布置成扇形，采礦中深孔的孔底距為1. 0 2. 0m，采礦中深孔的排距為1. 0 2.5m ；③以切割槽為自由面，順序爆破各回采進路的采礦中深孔，崩落礦石，每次爆破1 2 排采礦中深孔；各條回采進路后退回采的工作面成30° 70°的角度推移；④在回采進路端頭的覆巖下放礦，將礦石直接裝入礦車運出，直至截止品位；⑤在每條回采進路中爆破落礦，然后從該回采進路放礦，重復爆破落礦與放礦，直至各 條回采進路開采完畢；5)待上一分段礦體開采完畢后，或上分段礦體垂直礦塊走向水平開采至該分段高度的 2倍以上距離、下分段的開采不至于影響上分段的開采時，重復步驟4)，開始下一分段礦體 的開采；直至全部礦體開采完。
2.根據權利要求
1述的直接裝運礦石的無底柱分段崩落采礦法，其特征在于下山斷 面的尺寸為ailX ail :3mX 4m，分段運輸巷道斷面的尺寸為^iiX ^ii !BmX細，回采進路斷 面的尺寸為anX an ^iX 15m,切割巷道的斷面尺寸為1. 5mX 1. 5m !BmX :3m，切割天井的 斷面尺寸為1. 5mX 1. 5m ^iX 6m，切割槽中深孔的孔徑為50 65mm，采礦中深孔的孔徑 為 50 65mm。
專利摘要
本發明涉及一種無底柱分段崩落采礦法。直接裝運礦石的無底柱分段崩落采礦法，其特征在于它包括如下步驟在礦體靠近下盤的部位沿礦體傾向向下掘進2條或更多的下山，作為主要運輸巷道；從下山掘進分段運輸巷道把礦體劃分為分段；從分段運輸巷道掘進回采進路，在回采礦進路的里端掘進切割巷道與切割天井，在切割巷道頂板鉆鑿垂直向上或傾斜向上的切割槽中深孔，以切割天井為自由面，爆破形成切割槽；在整條回采進路中鉆鑿采礦中深孔，以切割槽為自由面，爆破回采進路的采礦中深孔，崩落礦石；在回采進路端頭的覆巖下放礦，將礦石直接裝入礦車運出；回采時，在采礦進路中爆破采礦中深孔、放礦、運出礦石，如此循環后退開采，直至回采進路開采完畢。該采礦法成本低、礦石回收率高、生產安全、適用范圍廣。
文檔編號E21C41/16GKCN101338674 B發布類型授權 專利申請號CN 200810048813
公開日2011年6月29日 申請日期2008年8月14日
發明者任高峰, 張世雄, 王官寶 申請人:武漢理工大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan