一種階段強制崩落法與自然崩落法耦合的采礦方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬礦山地下采礦領域，可應用于地下厚大傾斜破碎礦體的開采。
【背景技術】
[0002]階段強制崩落法主要以階段全高在崩落的覆蓋巖層下進行大量放礦，具有開采強度大、勞動生產率高等優點。但其階段高度受外部條件的限制較多，當階段高度過大時，上盤不穩固的巖石會引起超前貧化，尤其對沿走向布置礦塊時更為嚴重，同時，會延長礦塊的回采時間，對底部結構維護不利。階段強制崩落法的缺點主要有:對放礦要求嚴格，如果管理不善，損失貧化大；大塊礦石多，二次破碎工作量大；采用強制崩落形成覆蓋層時，工程量大、投資多。
[0003]而自然崩落法作為一種大規模、低成本、技術含量高的采礦方法，具有生產能力大，便于組織管理，作業安全及開采成本低等優點，是唯一能與露天開采經濟效益相媲美的高效地下采礦方法。自然崩落法一般適用于礦石價值不高、礦石松軟破碎的厚大礦體，但該方法目前在我國應用較少，除了受礦床地質條件的限制之外，主要是由于我國缺少這方面的經驗。自然崩落法在應用過程中主要存在以下問題:在破碎巖體中進行中深孔施工時，成孔率較低，使得設計的中孔不能有效地按設計進行施工；設計的采場間距及底柱過大，加之礦石流動性差時，會造成放礦橢球體呈筒狀發育，加大地壓管理難度，造成坑道的二次維護費用增加；出礦底部結構不能有效使漏斗負擔范圍內礦石均勻下降和被均勻放出。但隨著高價值高品位的富礦日益減少，人們必將面臨更多的開采條件差、礦石品位低的貧礦資源開發。因此，適用于低品位礦產資源開發的自然崩落法將越來越受到采礦工作者的關注。
【發明內容】
[0004]本發明是針對階段強制崩落法階段高度受限制，大塊礦石多，二次破碎工作量大以及自然崩落法中存在中深孔施工成孔率低、地壓控制及放礦控制困難的問題，并為適應崩落礦巖移動規律，使放礦漏斗具有較好的穩固性，提出了一種適用于地下厚大傾斜破碎礦體的階段強制崩落法與自然崩落法耦合的采礦方法。
[0005]該采礦方法的特征在于:
[0006](I)將階段強制崩落法與自然崩落法進行耦合:
[0007]采用階段強制崩落法的按階段進行強制崩落礦石，以階段全高在崩落的覆蓋巖層下進行大量放礦，同時結合自然崩落法在階段下方進行大面積拉底，使礦體的暴露面積達到礦體自然崩落效果；
[0008](2)先以26°?30°角掘進長為4?6m，寬為1.8?2m的傾斜上山，并掘進切割槽，再以42°?46°角掘進長為2?4m，寬為1.8?2m的傾斜上山，并在傾斜上山兩端掘進安全聯道；
[0009](3)采用有底柱漏斗出礦斜上山拉底淺孔爆破自然崩落法進行出礦；
[0010](4)漏斗口使用14#雙工字鋼金屬箱支護或鋼、砼混合支護。
[0011]根據礦體賦存條件及出礦設備的選擇，每個采場單元每相隔約22-26m布置兩條轉運進行出礦，巷道斷面規格高X寬=3.5X2.4m ;采場劃分為5個單元依次向前推進進行開采；轉運道兩側每隔5-7m交錯布置漏斗，漏斗口直徑為1.2m ;沿漏斗口斜向上26°?30°角掘進長為4?6m，寬為1.8?2m的傾斜上山，并掘進切割槽，然后以42°?46°角繼續掘進長為2?4m，寬為1.8?2m的傾斜上山，在傾斜上山兩端掘進寬為2m的安全聯道；其中，上山可作為人行通道以便于觀察礦石自然崩落情況。
[0012]該采礦方法與傳統自然崩落法的不同表現在下述幾個方面:
[0013](I)運輸設備(電瓶機車)維修工作量小；
[0014](2)使用的設備、能源和勞動力少，生產成本低；
[0015](3)采場出礦能力高；
[0016](4)放礦點相互干擾小，利用率高，裝車迅速；
[0017](5)能很好地控制放礦，礦石回收率高、貧化率低。
【附圖說明】
[0018]圖1采場平面圖
[0019]圖2A-A剖面圖
[0020]圖3B-B剖面圖
[0021]圖4漏斗布置形式
[0022]I一一轉運道、2—一礦體界限、3—一漏斗、4一一切割槽、5—一安全聯道、
[0023]6——桃形柱、7——礦柱、8——礦體、9——上山
【具體實施方式】
[0024]階段強制崩落法與自然崩落法耦合的采礦方法具體設計要求如下:
[0025](I)每個采場單元每相隔約24m布置兩條轉運道進行出礦，巷道斷面規格高X寬=3.5X2.4m ;采場分為5個單元(圖1中I至V)依次向前推進進行開采；
[0026](2)轉運道兩側每隔6m交錯布置漏斗，漏斗口直徑為1.2m ;沿漏斗口斜向上26°?30°角掘進長為4?6m，寬為1.8?2m的傾斜上山，并掘進切割槽，然后以42°?46°角繼續掘進長為2?4m，寬為1.8?2m的傾斜上山，且在傾斜上山兩端掘進安全聯道，聯道寬為2m ；
[0027](3)采用淺孔爆破方式進行拉底與切割；
[0028](4)采用有底柱漏斗方式出礦；
[0029](5)巷道采用14#工字鋼箱支護巷道，漏斗口使用14#雙工字鋼金屬箱或鋼、砼混合支護；上山口、抬門(橫梁)采用14#工字鋼支撐礦柱；工字鋼支護采用半圓拱斷面，底幫用槽鋼橫撐。
【主權項】
1.一種階段強制崩落法與自然崩落法耦合的采礦方法，其特征在于: (1)將階段強制崩落法與自然崩落法進行耦合: 采用階段強制崩落法的按階段進行強制崩落礦石，以階段全高在崩落的覆蓋巖層下進行大量放礦，同時結合自然崩落法在階段下方進行大面積拉底，使礦體的暴露面積達到礦體自然崩落效果； (2)先以26°?30°角掘進長為4?6m，寬為1.8?2m的傾斜上山，并掘進切割槽，再以42°?46°角掘進長為2?4m，寬為1.8?2m的傾斜上山，并在傾斜上山兩端掘進安全聯道； (3)采用有底柱漏斗出礦斜上山拉底淺孔爆破自然崩落法進行出礦； (4)漏斗口使用14#雙工字鋼金屬箱支護或鋼、砼混合支護。
2.根據權利要求1所述一種階段強制崩落法與自然崩落法耦合的采礦方法，其特征在于:根據礦體賦存條件及出礦設備的選擇，每個采場單元每相隔22-26m布置兩條轉運道(I)進行出礦，巷道斷面規格高X寬=3.5X2.4m;采場劃分為5個單元依次向前推進進行開采；轉運道兩側每隔5-7m交錯布置漏斗(3)，漏斗口直徑為1.2m ;沿漏斗口斜向上26°?30°角掘進長為4?6m，寬為1.8?2m的傾斜上山，并掘進切割槽(4)，然后以42°?46°角繼續掘進長為2?4m，寬為1.8?2m的傾斜上山(9)，在傾斜上山兩端掘進寬為2m的安全聯道(5)。
【專利摘要】一種階段強制崩落法與自然崩落法耦合的采礦方法，屬于金屬礦山地下采礦領域，適用于地下厚大傾斜破碎礦體的開采。本發明將階段強制崩落法與自然崩落法進行耦合；先以26°～30°角掘進長×寬＝5×1.8m的傾斜上山，并掘進切割槽，再以42°～46°角掘進長×寬＝3×1.8m的傾斜上山，并在傾斜上山兩端掘進安全聯道；采用有底柱漏斗出礦斜上山拉底淺孔爆破自然崩落法進行出礦。本發明運輸設備維修工作量小；使用的設備、能源和勞動力少，生產成本低；采場出礦能力高；放礦點相互干擾小，利用率高，裝車迅速；能很好地控制放礦，礦石回收率高、貧化率低。
【IPC分類】E21C41-16
【公開號】CN104533415
【申請號】CN201410685806
【發明人】吳愛祥, 李濤, 韓斌, 王少勇, 于少峰, 劉超, 孫偉, 王恒
【申請人】北京科技大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月25日