一种适用于破碎矿体的采矿方法与流程

1.本发明属于采矿技术领域，特别涉及一种适用于破碎矿体的采矿方法。所述破碎矿体是指赋存于上下盘相对稳定围岩间的破碎矿体。


背景技术：

2.采用上向充填采矿法回采矿体时，通常采用浅孔留矿法、上向水平分层充填采矿法及空场嗣后充填采矿法等。上述采矿方法采场凿岩通道、出矿通道均需布置在矿体内，矿体回采期间人员、设备需多次频繁进入矿体，在矿体破碎情况下，为维持凿岩通道、出矿通道稳定，常需要投入大量的人力、物力、财力，通道支护难度、支护成本高、支护效率低，影响整个矿房生产准备时间。特别是随着矿体不断回采，需重复施工凿岩通道或出矿通道，且受矿体回采爆破振动、地应力作用等影响，已支护的凿岩通道、出矿通道常常出现顶板、两帮垮塌、冒落等情况。上述采矿法作业人员长时间暴露在不稳定的顶板下方，安全性不能保障，且一旦局部发生冒落、垮塌，必须耗费大量时间及精力处理，加之采矿法本身不利于采用更加有效的支护方式，安全隐患巨大，生产效率极低。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于破碎矿体的采矿方法，用以克服浅孔留矿法、水平分层采矿法等现有采矿技术在回采破碎矿体时存在的技术缺点，有效解决破碎矿体开采安全问题。
4.本发明技术方案如下：一种适用于破碎矿体的采矿方法，步骤为：步骤1、开采阶段划分：沿竖向将待采矿体划分为多个开采阶段，开采阶段间矿体由多个沿矿体走向竖向且间隔布置的矿房和矿柱构成；步骤2、回采单元与分层的划分：将所述矿房沿矿体走向划分为多个回采单元，并沿竖向划分为多个分层；分层整体采用自下而上顺序进行回采；矿房不留顶柱；步骤3、矿房的开采：步骤3-1、在矿房两侧的矿柱内布置出矿联络道，由出矿联络道沿矿体走向施工多个出矿巷；矿房留设底柱，所述的多个出矿巷布置在底柱内，出矿巷间通过原岩间隔；步骤3-2、出矿巷经挑顶形成矿房底部出矿结构；步骤3-3、在矿体下盘脉外沿矿体走向布置凿岩硐室，由凿岩硐室施工一系列水平爆破孔，水平爆破孔垂直矿体走向；凿岩硐室通过凿岩联络道与脉外分段巷联通；步骤3-4、在水平爆破孔内装填炸药并以分层与所述底部出矿结构之间的空区为自由面进行爆破；步骤3-5、将爆破产生的矿石经出矿巷运输出去；
步骤3-6、重复步骤3-3至步骤3-5，顺序完成矿房各分层回采；步骤3-7、矿房回采结束后，对矿房进行充填，直至接顶。
5.优选地，在所述底柱内布置底部出矿结构，并且同一阶段同一矿房内只布置一个底部出矿结构；所述的底部出矿结构由多个沿矿体走向布置的出矿巷经挑顶形成，各分层回采爆破矿石进入各出矿结构内；所述的出矿巷经布置在矿柱内的出矿联络道与下盘脉外中段巷连接。
6.优选地，所述的凿岩硐室宽度为3~5m，高度与分层高度一致，长度与回采单元沿走向长度一致。
7.优选地，矿房各分层回采结束后，通过对凿岩联络道以及凿岩硐室挑顶形成下一分层的凿岩联络道及凿岩硐室。
8.优选地，分层内矿体由上盘向下盘分次爆破或一次性爆破，爆破后凿岩硐室下部与矿体间留设保护岩柱；分层爆破后，凿岩硐室上部与采场连通，作为观察爆破及出矿情况的观察口，兼做回风通道。
9.优选地，矿房回采结束后进行接顶充填；接顶充填时先由高强度充填体进行充填，再由常规强度充填体进行充填。
10.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过优化布置凿岩硐室、出矿结构，实现脉外凿岩、脉内出矿，确保破碎矿体安全高效回采。具体如下：（1）凿岩硐室布置在矿体下盘脉外，各分层回采过程中凿岩、装药均在脉外凿岩硐室内完成，矿体上下盘围岩相对稳定，支护较容易，硐室易维护；爆破过程中，炸药直接作用于矿体，对上下盘围岩影响小；加之每分层回采结束后，凿岩联络道及凿岩硐室均通过挑顶方式重新形成，凿岩硐室服务时间较短，凿岩、装药过程中人员设备始终在已支护的稳定的凿岩硐室内，安全性有保证。
11.（2）底柱内布置出矿结构，出矿巷与出矿联络道相连接，出矿联络道布置在矿柱内；矿房回采时对矿柱影响极小，出矿联络道易维护；加之出矿巷经挑顶形成出矿结构后，除首分层回采外，其它各分层回采时，分层矿体与出矿巷间均有大量矿石间隔，爆破对出矿结构影响较小，出矿结构易维护；加之出矿时采用遥控铲运机进行出矿，出矿过程中人员不进入空场，安全性有保障。
12.（3）矿房设置底柱，矿房两侧设置间柱，矿房划分回采单元，可实现同一阶段不同矿房同时回采，竖向同一范围内上下阶段内矿房同时回采，同一矿房不同回采单元同时回采；加之矿房回采与出矿相互影响较小，可实现区域内多矿房同时回采，多矿房出矿结构及出矿结构两侧出矿的集中出矿生产模式，生产能力较大。
13.（4）同一矿房内只设置一个底部出矿结构，凿岩硐室布置在脉外，脉内采准工程、系统工程很少，大大缩短了矿房回采准备时间，降低生产成本。
14.（5）同一矿房回采结束后统一充填，充填时仅下部充填体需采用较高强度充填体，上部均可采用常规强度充填体，较常规采矿法相比，避免了矿房回采过程中多次充填，多次需采用较高强度充填体形成胶结面，可大幅简化生产循环，减少充填成本。
附图说明
15.图1为本发明方法实施时的纵投影图。
16.图2为本发明方法方法实施时俯视方向的投影图，同时为图1的b-b向视图。
17.图3为本发明方法实施时的侧视图，同时为图1的c-c向视图。
18.图4为图3的d部放大图。
19.图例中：1、矿柱；2、矿房；3、分段巷；4、脉外中段巷；5、凿岩联络道；6、出矿联络道；7、凿岩硐室；8、出矿巷；9、爆破孔；10、矿堆；11、保护岩柱。
实施方式
20.下面结合附图和实施方式详细说明本发明。
21.如图1、图2及图3，一种适用于破碎矿体的采矿方法的实施方式，其核心思路为：沿竖向将待采矿体划分为多个开采阶段，阶段间矿体由多个沿矿体走向竖直布置的矿房2及矿柱1构成。
22.矿房2沿矿体走向划分为多个回采单元（如图1中aa、bb、cc），矿房2沿竖向划分为多个分层（如图1中01、02、03）；分层间按照01、02、03顺序自下而上回采，同一分层内由上盘向下盘后退式回采或整个分层一起回采，矿房不留顶柱。
23.矿房2下部布置00分层作为底柱，底柱内布置出矿结构，出矿结构由多条沿走向布置的出矿巷8挑顶形成，出矿巷8两端与布置在矿房2两侧矿柱1内出矿联络道6联通；矿体下盘脉外布置凿岩硐室7，凿岩硐室7通过凿岩联络道5与脉外分段巷3联通。
24.矿房2各分层回采时，通过在凿岩硐室7内钻凿一系列水平爆破孔9，在水平爆破孔内装填炸药并以分层与所述底部出矿结构之间的空间为自由面进行爆破，通过底部出矿结构进行出矿。矿房2各分层回采结束后，通过对凿岩联络道5、凿岩硐室7挑顶形成下一分层的凿岩联络道5及凿岩硐室7。
25.矿房2回采至上阶段矿房2底柱时，集中清理矿房2内矿石，具备充填条件后分两步骤对矿房2进行充填，先采用较高强度充填体充填矿房2下部直至包裹出矿结构，再采用常规强度充填体充填矿房2上部直至接顶。
26.所述的高强度充填体配比为1:3~1:6，强度3~5mpa；所述的常规强度充填体配比为1:8~1:10，强度1.5~3mpa；所述的高强度充填体位于常规强度充填体下部。
27.如图4，矿房2各分层爆破后，凿岩硐室7下部与矿体间预留保护岩柱11，凿岩硐室7上部与采场内空区联通，作为观察爆破、出矿情况观察口，兼做回风通道。
28.矿房具体回采步骤：一、01分层矿房分层回采前，优先同步施工脉外分段巷3与脉外中段巷4。
29.由脉外中段巷4施工出矿联络道6穿过矿柱1至矿体上盘，沿矿体走向施工出矿巷8，出矿巷8两端与相邻两矿柱1内出矿联络道6联通；出矿巷8贯通后进行挑顶，形成矿房2底部出矿结构。
30.由分段巷3施工凿岩联络道5至矿体下盘，由凿岩联络道5沿矿体走向施工凿岩硐室7，通过在凿岩硐室7内钻凿一系列水平爆破孔9，通过在爆破孔9内装填炸药爆破矿石；遥控铲运机经底部出矿结构铲装爆破后形成矿堆10，再经出矿联络道6运输至脉外中段巷4溜井内。
31.二、02分层
对01分层凿岩联络道5、凿岩硐室7依次挑顶形成本分层的凿岩联络道5、凿岩硐室7；通过在凿岩硐室7内钻凿一系列水平爆破孔9，通过在爆破孔9内装填炸药爆破矿石；遥控铲运机经底部出矿结构铲装爆破后形成矿堆10，再经出矿联络道6运输至脉外中段巷4溜井内。
32.按照02分层回采步骤顺序完成03分层及后续各分层回采，各分层回采结束后不进行充填，以此类推。
33.矿房全部分层回采结束后，经底部出矿结构对剩余矿石进行清场，清场后矿房2具备充填条件；充填分两步骤进行，先采用较高强度充填体充填矿房2下部直至包裹出矿结构，再采用常规强度充填体充填矿房2上部直至接顶。

技术特征：
1.一种适用于破碎矿体的采矿方法，其特征在于步骤为：步骤1、开采阶段划分：沿竖向将待采矿体划分为多个开采阶段，开采阶段间矿体由多个沿矿体走向竖向且间隔布置的矿房和矿柱构成；步骤2、回采单元与分层的划分：将所述矿房沿矿体走向划分为多个回采单元，并沿竖向划分为多个分层；分层整体采用自下而上顺序进行回采；矿房不留顶柱；步骤3、矿房的开采：步骤3-1、在矿房两侧的矿柱内布置出矿联络道，由出矿联络道沿矿体走向施工多个出矿巷；矿房留设底柱，所述的多个出矿巷布置在底柱内，出矿巷间通过原岩间隔；步骤3-2、出矿巷经挑顶形成矿房底部出矿结构；步骤3-3、在矿体下盘脉外沿矿体走向布置凿岩硐室，由凿岩硐室施工一系列水平爆破孔，水平爆破孔垂直矿体走向；凿岩硐室通过凿岩联络道与脉外分段巷联通；步骤3-4、在水平爆破孔内装填炸药并以分层与所述底部出矿结构之间的空区为自由面进行爆破；步骤3-5、将爆破产生的矿石经出矿巷运输出去；步骤3-6、重复步骤3-3至步骤3-5，顺序完成矿房各分层回采；步骤3-7、矿房回采结束后，对矿房进行充填，直至接顶。2.如权利要求1所述的适用于破碎矿体的采矿方法，其特征在于：在所述底柱内布置底部出矿结构，并且同一阶段同一矿房内只布置一个底部出矿结构；所述的底部出矿结构由多个沿矿体走向布置的出矿巷经挑顶形成，各分层回采爆破矿石进入各出矿结构内；所述的出矿巷经布置在矿柱内的出矿联络道与下盘脉外中段巷连接。3.如权利要求1所述的适用于破碎矿体的采矿方法，其特征在于：所述的凿岩硐室宽度为3~5m，高度与分层高度一致，长度与回采单元沿走向长度一致。4.如权利要求1所述的适用于破碎矿体的采矿方法，其特征在于：矿房各分层回采结束后，通过对凿岩联络道以及凿岩硐室挑顶形成下一分层的凿岩联络道及凿岩硐室。5.如权利要求1所述的适用于破碎矿体的采矿方法，其特征在于：分层内矿体由上盘向下盘分次爆破或一次性爆破，爆破后凿岩硐室下部与矿体间留设保护岩柱；分层爆破后，凿岩硐室上部与采场连通，作为观察爆破及出矿情况的观察口，兼做回风通道。6.如权利要求1所述的适用于破碎矿体的采矿方法，其特征在于：矿房回采结束后进行接顶充填；接顶充填时先由高强度充填体进行充填，再由常规强度充填体进行充填。

技术总结
发明公开了一种适用于破碎矿体的采矿方法，沿竖向将矿体划分为阶段，沿走向划分为交替布置的矿房、矿柱；矿房沿走向划分为多个采场，沿竖向划分为由下向上回采的分层。在矿体下盘布置脉外中、分段巷，由中、分段巷分别向矿体施工出矿联络道和凿岩联络道；通过出矿联络道沿矿体走向施工出矿巷，出矿巷经挑顶形成矿房底部出矿结构；通过凿岩联络道在矿体下盘脉外施工凿岩硐室；在凿岩硐室内向矿体上盘施工水平炮孔，在炮孔内装填炸药进行爆破；爆破后矿石经底部出矿结构、出矿联络道运输至脉外中段溜井。矿房各分层回采结束后统一对空区进行接顶充填。本发明通过优化布置凿岩硐室、出矿结构，实现脉外凿岩、脉内出矿，确保破碎矿体安全高效回采。全高效回采。全高效回采。


技术研发人员：侯成录 梁鹏亮 何顺斌 吴若菡 贾万玉 刘振 孙小健
受保护的技术使用者：山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿
技术研发日：2023.03.26
技术公布日：2023/7/7