本發(fā)明屬于地下礦山開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地下礦山采礦方法，特別適用于高效快速開采礦巖穩(wěn)固的急傾斜厚大礦體。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)外針對地下礦山厚大礦體開采采礦方法主要有分段崩落法、階段崩落法、分段空場嗣后充填采礦法、階段空場嗣后充填采礦法和分層充填采礦法，各種采礦方法各有其適用性及特點(diǎn)。分段崩落和階段崩落法適用于礦巖穩(wěn)固、地表允許塌陷的礦山，由于其回采結(jié)束后造成地表移動(dòng)界限范圍內(nèi)不同程度的塌陷，正逐步被淘汰；分層充填采礦法主要用于開采礦巖穩(wěn)固性較差、礦石價(jià)值高的礦脈，由于分層回采和充填，導(dǎo)致礦石開采成本高和生產(chǎn)效率低下，僅在開采貴重金屬礦脈時(shí)使用；分段空場嗣后充填和階段空場嗣后充填采礦法主要適用于礦巖穩(wěn)固、地表不允許發(fā)生變形的礦山，由于回采形成的采空區(qū)采用嗣后充填，使得該類采礦方法具有生產(chǎn)效率高、開采成本低、控制地表變形好的特點(diǎn)。

但無論是分段空場嗣后充填采礦法，還是階段空場嗣后充填采礦法，往往都是采用隔一、采一開采方式，且一個(gè)礦房布置多條穿脈巷道、一個(gè)底部結(jié)構(gòu)，采切工程量大、鏟運(yùn)作業(yè)受限制，導(dǎo)致該類采礦方法礦塊生產(chǎn)效率無法進(jìn)一步提升。因此，針對礦巖穩(wěn)固的厚大礦體，如何減少采切工程量、實(shí)現(xiàn)多采場同步協(xié)調(diào)生產(chǎn)、提高礦山產(chǎn)能，這是當(dāng)下采礦工作者需要探索解決的一個(gè)深刻問題。

中國專利cn201610439450.x公開了“一種地下礦山井下雙采場協(xié)同開采的新方法”，其技術(shù)方案是：在礦體下盤脈外布置與礦體走向平行的沿脈平巷，將厚大礦體沿走向劃分為若干礦塊，每個(gè)礦塊分為左、右兩個(gè)采場，相鄰兩個(gè)采場共用一條出礦巷，左、右采場同時(shí)回采，左采場工作面超前右采場工作面。該方法雖然實(shí)現(xiàn)了雙采場協(xié)同開采，提高了礦塊生產(chǎn)能力，但也存在了如下技術(shù)缺陷：

(1)相鄰兩個(gè)采場同時(shí)開采，采空區(qū)暴露面積較大，特別是當(dāng)二步驟回采兩側(cè)均為充填體時(shí)，采場穩(wěn)定性較差；

(2)僅在礦體下盤布置沿脈平巷，采場內(nèi)為獨(dú)頭工作面，采場內(nèi)鑿巖、爆破、鏟運(yùn)機(jī)出礦通風(fēng)較為困難，作業(yè)環(huán)境惡劣；

(3)相鄰兩個(gè)采場共用一條出礦巷，一個(gè)溜井，左、右采場鏟運(yùn)機(jī)同時(shí)出礦時(shí)易產(chǎn)生相互干擾，不利于提升鏟運(yùn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種多采場同步作業(yè)、減少采準(zhǔn)切割工程量、改善回采作業(yè)環(huán)境、提高采場生產(chǎn)效率的適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法采用以下技術(shù)方案進(jìn)行回采：

1)在運(yùn)輸水平沿礦體走向在上盤圍巖中布置上盤沿脈運(yùn)輸巷，在下盤圍巖中布置下盤沿脈運(yùn)輸巷；沿礦體走向每隔60～100m分別在上盤沿脈運(yùn)輸巷一側(cè)布置上盤溜井，在下盤沿脈運(yùn)輸巷和下盤溜井。

2)沿礦體走向每隔46～70m將礦體劃分為一個(gè)盤區(qū)，每個(gè)盤區(qū)劃分為4個(gè)采場，采場編號自左向右分別為1號采場、2號采場、3號采場、4號采場共4個(gè)采場；1號采場和4號采場采用相同的采場寬度，以15～20m為宜；2號采場和3號采場保持相同的采場寬度，以8～15m為宜；其中位于中間的2號采場和3號采場的采場寬度要小于位于兩側(cè)的1號采場和4號采場的采場寬度。

3)在盤區(qū)底部垂直礦體走向掘進(jìn)穿脈運(yùn)輸巷，穿脈運(yùn)輸巷將下盤沿脈運(yùn)輸巷、上盤沿脈運(yùn)輸巷連通；自穿脈運(yùn)輸巷兩側(cè)按照設(shè)計(jì)間距掘進(jìn)若干條出礦進(jìn)路通達(dá)各采場底部中央位置，穿脈運(yùn)輸巷與出礦進(jìn)路夾角為35°～50°，以40°～45°為佳。

相鄰出礦進(jìn)路間距一般為6～16m，以8～12m為宜。

4)垂直礦體走向分別在1號采場和4號采場底部中央布置一條集礦塹溝，在集礦塹溝端部或中央布置垂直切割槽，然后利用鑿巖設(shè)備在集礦塹溝頂部鉆鑿上向扇形中深孔，以垂直切割槽為自由補(bǔ)償空間逐排爆破后形成8～15m高的拉底空間，在拉底空間內(nèi)預(yù)留部分崩落礦石作為崩落上部礦體的緩沖墊層。

5)利用鑿巖設(shè)備在位于1號采場和4號采場頂部的鑿巖硐室內(nèi)鉆鑿下向大直徑深孔，以拉底空間和垂直切割槽為自由面采用自下而上分段爆破或自上盤向下盤分排崩落采場上部礦體，利用1～2臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)將1號采場和4號采場內(nèi)的崩落礦石由出礦進(jìn)路內(nèi)鏟裝后經(jīng)穿脈運(yùn)輸巷按“就近原則”卸入上盤溜井或下盤溜井，從而實(shí)現(xiàn)1號采場和4號采場同步協(xié)調(diào)開采。

6)1號采場和4號采場回采結(jié)束后實(shí)施膠結(jié)充填，待充填體達(dá)到設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度后，采用4)、5)同樣的回采工藝開采2號采場和3號采場。

在實(shí)際應(yīng)用中1號采場和2號采場共用一側(cè)出礦進(jìn)路，3號采場和4號采場共用另一側(cè)出礦進(jìn)路；每個(gè)盤區(qū)只布置一條穿脈運(yùn)輸巷，穿脈運(yùn)輸巷位于2號采場和3號采場底部交界處的中央位置。這種結(jié)構(gòu)布置方式有利于降低采切工程量。

步驟5)中所述的自下而上分段爆破是指將采場上部礦體由下向上劃分為若干分段，每個(gè)分段高度為10～15m，采用分段爆破方式崩落采場上部礦體。

本發(fā)明一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法采用以上技術(shù)方案后，具體表現(xiàn)為以下積極效果：

(1)在開采礦巖穩(wěn)固性較好的厚大礦體時(shí)，僅需要在盤區(qū)底部中央布置一條穿脈運(yùn)輸巷，盤區(qū)內(nèi)所有采場共用該穿脈運(yùn)輸巷，使得千噸采切比下降約35％、采準(zhǔn)工作比重下降約29％，有效地減少了采切工程量。

(2)1號采場和4號采場可同時(shí)進(jìn)行鑿巖、爆破、出礦，采用鏟運(yùn)機(jī)將崩落的礦石就近鏟運(yùn)至上、下盤溜井，出礦工作互不影響，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)采場同步開采；視充填體穩(wěn)固性可靈活變換2號和3號采場規(guī)格，并決定是否同步開采2號和3號采場，同時(shí)開采時(shí)，生產(chǎn)效率提升50％，分先后開采時(shí)生產(chǎn)效率提升33％，極大程度地實(shí)現(xiàn)了厚大礦體安全高效規(guī)模化開采。

(3)采場回采時(shí)，上盤沿脈運(yùn)輸巷兼做回風(fēng)巷，新鮮風(fēng)流經(jīng)下盤沿脈運(yùn)輸巷、穿脈運(yùn)輸巷匯流上盤沿脈運(yùn)輸巷，最后經(jīng)中段回風(fēng)井、回風(fēng)豎井排至地表，有效改善了采場通風(fēng)作業(yè)環(huán)境。

(4)采場充填時(shí)，特別是盤區(qū)中間兩個(gè)采場充填時(shí)，僅需要分在底部穿脈運(yùn)輸巷兩側(cè)各砌筑一面充填擋墻，提升了充填作業(yè)效率，降低了充填材料成本。

附圖說明

圖1是一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法正視圖。

圖2是一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法俯視圖，即：圖1中的a-a向圖。

圖3是一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法側(cè)視圖，即圖2中的c-c向圖。

圖中標(biāo)記為：1-下盤沿脈運(yùn)輸巷；2-上盤沿脈運(yùn)輸巷；3-鑿巖水平下盤運(yùn)輸巷；4-鑿巖水平上盤巷；5-穿脈運(yùn)輸巷；6-崩落礦石；7-拉底空間；8-大直徑深孔；9-鑿巖聯(lián)絡(luò)巷；10-鑿巖硐室；11-出礦進(jìn)路；12-下盤溜井；13-上盤溜井；14-充填體；15-集礦塹溝；16-1號采場(礦房)；17-2號采場(礦房)；18-3號采場(礦房)；19-4號采場(礦房)；20-盤區(qū)；21-上盤礦巖接觸面；22-下盤礦巖接觸面。

具體實(shí)施方式

為更好地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

由圖1所示的本發(fā)明一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法正視圖并結(jié)合圖2、圖3看出，本發(fā)明一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法，采用以下工藝進(jìn)行回采：

1)在運(yùn)輸水平沿礦體走向在上盤圍巖中布置上盤沿脈運(yùn)輸巷2，在下盤圍巖中布置下盤沿脈運(yùn)輸巷1；沿礦體走向每隔60～100m分別在上盤沿脈運(yùn)輸巷2一側(cè)布置上盤溜井13，在下盤沿脈運(yùn)輸巷1一側(cè)布置下盤溜井12；在鑿巖水平之上盤圍巖中沿著礦體走向布置鑿巖水平上盤巷4，在鑿巖水平之下盤圍巖中沿著礦體走向布置鑿巖水平下盤運(yùn)輸巷3；

2)沿礦體走向每隔46～70m將礦體劃分為一個(gè)盤區(qū)20，每個(gè)盤區(qū)20自左向右劃分為1號采場16、2號采場17、3號采場18、4號采場19共4個(gè)采場；1號采場16和4號采場19保持相同的采場規(guī)格，寬度為16～20m；2號采場17和3號采場18保持相同的采場規(guī)格，寬度為8～15m；

3)在盤區(qū)20底部垂直礦體走向掘進(jìn)穿脈運(yùn)輸巷5，穿脈運(yùn)輸巷5將下盤沿脈運(yùn)輸巷1、上盤沿脈運(yùn)輸巷2連通；自穿脈運(yùn)輸巷5兩側(cè)按照設(shè)計(jì)間距掘進(jìn)若干條出礦進(jìn)路11通達(dá)各采場底部中央位置，穿脈運(yùn)輸巷5與出礦進(jìn)路11夾角為35°～50°；相鄰出礦進(jìn)路11的間距為8～12m；

4)垂直礦體走向分別在1號采場16和4號采場19底部中央布置一條集礦塹溝15，在集礦塹溝15端部或中央布置1條高度為8～15m的垂直切割井，通過淺孔爆破將垂直切割井刷大形成垂直切割槽，集礦塹溝15與出礦進(jìn)路11連通，集礦塹溝15兩端分別延長到采場的上盤邊界——上盤礦巖接觸面21和下盤邊界——下盤礦巖接觸面22，然后利用鑿巖設(shè)備在集礦塹溝15頂部鉆鑿上向扇形中深孔，以垂直切割槽為自由補(bǔ)償空間逐排爆破后形成8～15m高的拉底空間7，在拉底空間7內(nèi)預(yù)留部分崩落礦石6作為崩落上部礦體的緩沖墊層；

5)利用鑿巖設(shè)備在位于1號采場16和4號采場19頂部的鑿巖硐室10內(nèi)鉆鑿下向大直徑深孔8，鑿巖硐室10通過其兩側(cè)的鑿巖聯(lián)絡(luò)巷9分別與鑿巖水平上盤巷4、鑿巖水平下盤運(yùn)輸巷3連通；以拉底空間7和垂直切割槽為自由面采用自下而上分段爆破或自上盤向下盤分排崩落采場上部礦體；出礦時(shí)，操作1～2臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)將1號采場16和4號采場17內(nèi)的崩落礦石6由出礦進(jìn)路11內(nèi)鏟裝后經(jīng)穿脈運(yùn)輸巷5卸入上盤溜井13或下盤溜井12，為避免鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)期間相互干擾，可按照“就近原則”同時(shí)實(shí)施1號采場16和4號采場19出礦作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)1號采場和4號采場同步協(xié)調(diào)開采；

所述的自下而上分段爆破是指將采場上部礦體由下向上劃分為若干分段，每個(gè)分段高度為10～15m，采用分段爆破方式崩落采場上部礦體。

6)1號采場16和4號采場19回采結(jié)束后，用充填擋墻封閉底部各出礦進(jìn)路11，并在擋墻上預(yù)留濾水孔，然后再將充填管網(wǎng)由鑿巖水平鑿巖聯(lián)絡(luò)巷9敷設(shè)至采場實(shí)施膠結(jié)充填，待充填體14達(dá)到設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度后方可實(shí)施臨近采場回采工作實(shí)施膠結(jié)充填，待充填體14達(dá)到設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度后，采用4)、5)同樣的回采工藝開采2號采場17和3號采場18，回采結(jié)束后在穿脈運(yùn)輸巷5兩側(cè)各砌筑一面充填擋墻，然后在鑿巖水平實(shí)施充填作業(yè)并確保充填接頂。至此，整個(gè)盤區(qū)20內(nèi)采場全部回采結(jié)束。

本發(fā)明方法之1號采場16和2號采場17共用一側(cè)出礦進(jìn)路11，3號采場18和4號采場19共用另一側(cè)出礦進(jìn)路11；每個(gè)盤區(qū)20只布置一條穿脈運(yùn)輸巷5，穿脈運(yùn)輸巷5位于2號采場17和3號采場18底部交界處的中央位置。

技術(shù)特征：

1.一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法，其特征在于采用以下工藝進(jìn)行回采：

1)在運(yùn)輸水平沿礦體走向在上盤圍巖中布置上盤沿脈運(yùn)輸巷(2)，在下盤圍巖中布置下盤沿脈運(yùn)輸巷(1)；沿礦體走向每隔60～100m在上盤沿脈運(yùn)輸巷(2)一側(cè)布置上盤溜井(13)，在下盤沿脈運(yùn)輸巷(1)一側(cè)布置下盤溜井(12)；

2)沿礦體走向每隔46～70m將礦體劃分為一個(gè)盤區(qū)(20)，每個(gè)盤區(qū)(20)自左向右劃分為1號采場(16)、2號采場(17)、3號采場(18)、4號采場(19)共4個(gè)采場；

3)在盤區(qū)(20)底部垂直礦體走向掘進(jìn)穿脈運(yùn)輸巷(5)，穿脈運(yùn)輸巷(5)將下盤沿脈運(yùn)輸巷(1)、上盤沿脈運(yùn)輸巷(2)連通；自穿脈運(yùn)輸巷(5)兩側(cè)按照設(shè)計(jì)間距掘進(jìn)若干條出礦進(jìn)路(11)通達(dá)各采場底部中央位置，穿脈運(yùn)輸巷(5)與出礦進(jìn)路(11)夾角為35°～50°；

4)垂直礦體走向分別在1號采場(16)和4號采場(19)底部中央布置一條集礦塹溝(15)，在集礦塹溝(15)端部或中央布置垂直切割槽，然后利用鑿巖設(shè)備在集礦塹溝(15)頂部鉆鑿上向扇形中深孔，以垂直切割槽為自由補(bǔ)償空間逐排爆破后形成8～15m高的拉底空間(7)，在拉底空間(7)內(nèi)預(yù)留部分崩落礦石(6)作為崩落上部礦體的緩沖墊層；

5)利用鑿巖設(shè)備在位于1號采場(16)和4號采場(19)頂部的鑿巖硐室(10)內(nèi)鉆鑿下向大直徑深孔(8)，以拉底空間(7)和垂直切割槽為自由面采用自下而上分段爆破或自上盤向下盤分排崩落采場上部礦體，操作鏟運(yùn)機(jī)將1號采場(16)和4號采場(17)內(nèi)的崩落礦石(6)由出礦進(jìn)路(11)內(nèi)鏟裝后經(jīng)穿脈運(yùn)輸巷(5)就近卸入上盤溜井(13)或下盤溜井(12)，從而實(shí)現(xiàn)1號采場和4號采場同步協(xié)調(diào)開采；

6)1號采場(16)和4號采場(19)回采結(jié)束后實(shí)施膠結(jié)充填，待充填體(14)達(dá)到設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度后，采用4)、5)同樣的回采工藝開采2號采場(17)和3號采場(18)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法，其特征在于：所述的1號采場(16)和4號采場(19)保持相同的采場規(guī)格，寬度為15～20m；所述的2號采場(17)和3號采場(18)保持相同的采場規(guī)格，寬度為8～15m；其中位于中間的2號采場(17)和3號采場(18)的規(guī)格要小于位于兩側(cè)的1號采場(16)和4號采場(19)的采場規(guī)格。

3.如權(quán)利要求2所述的一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法，其特征在于：1號采場(16)和2號采場(17)共用一側(cè)出礦進(jìn)路(11)，3號采場(18)和4號采場(19)共用另一側(cè)出礦進(jìn)路(11)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法，其特征在于：相鄰出礦進(jìn)路(11)的間距為8～12m。

5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法，其特征在于：步驟5)中所述的自下而上分段爆破是指將采場上部礦體由下向上劃分為若干分段，每個(gè)分段高度為10～15m，采用分段爆破方式崩落采場上部礦體。

6.如權(quán)利要求5所述的一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法，其特征在于：每個(gè)盤區(qū)(20)只布置一條穿脈運(yùn)輸巷(5)，穿脈運(yùn)輸巷(5)位于2號采場(17)和3號采場(18)底部交界處的中央位置。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種適于厚大礦體多采場同步開采的采礦新方法，沿礦體走向劃分為若干盤區(qū)(20)，將盤區(qū)(20)劃分為4個(gè)采場；在盤區(qū)(20)底部中央位置掘進(jìn)一條穿脈運(yùn)輸巷(5)，自穿脈運(yùn)輸巷(5)兩側(cè)掘進(jìn)若干出礦進(jìn)路(11)貫通所有采場，作為回采出礦時(shí)的鏟運(yùn)通道，在各采場底部布置集礦塹溝(15)和拉底空間(7)。盤區(qū)(20)內(nèi)所有采場共用一條穿脈運(yùn)輸巷(5)，先同步回采1號采場(16)和4號采場(19)，回采結(jié)束并充填后，再同步開采余下兩個(gè)采場。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)風(fēng)流貫通，改善了作業(yè)面工作環(huán)境；所有采場共用一條穿脈運(yùn)輸巷(5)，減少了采切工程量、降低了采礦生產(chǎn)成本；一個(gè)盤區(qū)(20)分2次同步開采，提升了礦石生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：孫國權(quán);李寧;劉海林;汪為平;肖益蓋;王雨波;李鴻飛;劉帥;李鵬程

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司;華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司;中鋼集團(tuán)南京華忻科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.09.11

技術(shù)公布日：2020.12.04