[0001]

本發(fā)明涉及采礦技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的地下采礦方法。

背景技術(shù)：

[0002]

急傾斜薄礦體一般是指傾斜度在50°以上的礦體，據(jù)查閱，專利cn201210164245.9和專利cn202010252821.x提出的急傾斜薄礦體的采礦方法，并未將上下盤圍巖破碎的工況考慮進(jìn)去，對(duì)于上下盤圍巖均破碎的急傾斜薄礦體并不適用，采用中深孔爆破后上下盤圍巖垮冒非常嚴(yán)重，礦石貧化率較大，不再適用于該類礦體開采。專利cn201510300626.9提出的偽傾斜落礦中深孔采礦法具有采切工程量小、運(yùn)搬方便等優(yōu)點(diǎn)，但這種采礦方法還是建立在上下盤圍巖和礦體穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行。并仍未考慮破碎的上下盤圍巖垮冒的影響，該類方法也不再適用。專利cn201610078962.8提出的留礦堆浸嗣后充填采礦法則主要將崩落礦石采用溶浸的方式回收有價(jià)金屬，本質(zhì)上屬于溶浸采礦的范疇。專利cn201711205939.1提出的沿礦體走向布置平行四邊形的礦塊并留設(shè)礦柱，采用中深孔鑿巖爆破回采礦體，但針對(duì)的主要還是上下盤圍巖穩(wěn)固的礦體，不適用于上下盤圍巖不穩(wěn)定的情況。專利cn201810475513.6提出的一種傾斜或急傾斜薄礦體懸臂式掘進(jìn)機(jī)落礦連續(xù)采礦方法主要技術(shù)特點(diǎn)在于利用懸臂式掘進(jìn)機(jī)或連采機(jī)回采破碎礦體，回采按照分層自下而上進(jìn)行回采，每分層開采結(jié)束后進(jìn)行充填，而后繼續(xù)向上開采。由于采用機(jī)械切割，掘進(jìn)生產(chǎn)效率較低，對(duì)于大產(chǎn)能生產(chǎn)礦山不再適用。專利cn201811366891.7和專利cn201811366819.4則考慮的是傾角局部變緩的急傾斜薄礦體，其本質(zhì)上是針對(duì)淺孔留礦法進(jìn)行的優(yōu)化，若上下盤圍巖也破碎，廢石混入會(huì)加劇礦石貧化率，該專利將不再適用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[0003]

本發(fā)明提供了一種礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的地下采礦方法，現(xiàn)有的采礦方法具有以上問(wèn)題，不適用于開采上盤圍巖和下盤圍巖均破碎的急傾斜薄礦體。

[0004]

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供如下方案:本發(fā)明實(shí)施例提供一種礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的地下采礦方法，包括：利用地質(zhì)平面圖、剖面圖以及礦體品位分布情況，構(gòu)建礦體和圍巖的精細(xì)化三維實(shí)體模型以及品位精準(zhǔn)分布的品位模型；利用sharpmetrix 3d非接觸節(jié)理裂隙系統(tǒng)對(duì)已經(jīng)揭露的礦體和圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分級(jí)；按照礦體傾向劃分中段和分段，沿礦體走向劃分礦塊，按照中段和分段施工脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道；根據(jù)所述礦體和圍巖的精細(xì)化三維實(shí)體模型以及所述品位模型確定圍巖的支護(hù)位置和支護(hù)方向，根據(jù)所述穩(wěn)定性分級(jí)情況確定圍巖的支護(hù)參數(shù)；按照所述支護(hù)位置、支護(hù)方向以及支護(hù)參數(shù)，對(duì)上盤圍巖和下盤圍巖進(jìn)行加固；

在上盤圍巖和下盤圍巖加固完成后養(yǎng)護(hù)7-14天；在礦塊端部施工切割天井，在脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道內(nèi)施工與礦體傾斜度相同的爆破中深孔；在所述爆破中深孔內(nèi)填塞炸藥，采用導(dǎo)爆索起爆；最后進(jìn)行通風(fēng)、出礦以及充填處理。

[0005]

優(yōu)選地，所述按照所述支護(hù)位置、支護(hù)方向以及支護(hù)參數(shù)，對(duì)上盤圍巖和下盤圍巖進(jìn)行加固包括：根據(jù)所述支護(hù)位置、支護(hù)方向以及支護(hù)參數(shù)，利用中深孔臺(tái)鉆沿脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道施工上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔；在所述上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔中分別施工預(yù)加固長(zhǎng)錨桿并進(jìn)行注漿。

[0006]

優(yōu)選地，所述上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔的傾向與礦體的傾向之間的夾角在

±5?°

以內(nèi)，所述上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔的直徑為45mm-70mm。

[0007]

優(yōu)選地，所述預(yù)加固長(zhǎng)錨桿包括多根2m-3m的桿體，各桿體之間利用套筒或者焊接的形式連接。

[0008]

優(yōu)選地，所述爆破中深孔的直徑為45mm-70mm，孔深10m-18m，布置形式為“3-2-3”或“2-1-2”型；所述爆破中深孔排距為0.6m-1.2m，間距為0.6m-1.2m。

[0009]

本發(fā)明的上述方案至少包括以下有益效果：本發(fā)明的上述方案，采礦方法相比現(xiàn)有急傾斜薄礦體的開采技術(shù)，尤其對(duì)于上盤圍巖和下盤圍巖均破碎的急傾斜薄礦體而言，本發(fā)明的采礦方法利用三維建模，了解礦體的真實(shí)分布情況和上盤圍巖、下盤圍巖的穩(wěn)定性情況，針對(duì)圍巖不同位置處的穩(wěn)定性，確定不同的加固方案，對(duì)圍巖加固后再開采礦體，具有安全程度可靠、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高、礦石貧化率低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

[0010]

圖1為礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為應(yīng)用本發(fā)明的礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的地下采礦方法進(jìn)行采礦的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的b-b剖視圖；圖4為圖3的a-a剖視圖；圖5為本發(fā)明的礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的地下采礦方法的短錨索的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0011]

附圖標(biāo)記：1、下盤圍巖；2、上盤圍巖；3、破碎礦體；4、崩落礦石；5、上盤預(yù)加固長(zhǎng)錨桿；6、爆破中深孔；7、上中段脈外沿脈巷道；8、分段脈外沿脈巷道；9、脈內(nèi)鑿巖巷道；10、下盤預(yù)加固長(zhǎng)錨桿；11、下中段脈外沿脈巷道；12、出礦斜穿巷道；13、短錨索；14、錨桿；15、穿脈巷道。

具體實(shí)施方式

[0012]

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍

完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

[0013]

如圖1~圖5所示的，本實(shí)施例提供了一種礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的地下采礦方法，本采礦方法適用于開采上盤圍巖、下盤圍巖均破碎的急傾斜薄礦體，尤其適用于傾角為50°-90°、厚度為1m-3m的急傾斜薄礦體。

[0014]

一種礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的地下采礦方法包括：建立模型，根據(jù)地質(zhì)平面圖、剖面圖和礦體品位分布等基礎(chǔ)資料，構(gòu)建礦體和圍巖的精細(xì)化三維實(shí)體模型，構(gòu)建品位精準(zhǔn)分布的品位模型。建模采用礦業(yè)三維建模軟件。

[0015]

穩(wěn)定性等級(jí)劃分，劃分礦體和圍巖的穩(wěn)定性等級(jí)，確定針對(duì)不同穩(wěn)定性等級(jí)加固方案?？梢圆捎胹harpmetrix 3d非接觸節(jié)理裂隙系統(tǒng)對(duì)已經(jīng)揭露的礦體和圍巖劃分穩(wěn)定性等級(jí)。如果圍巖的穩(wěn)定性較好，等級(jí)較高，加固強(qiáng)度不用太高；如果圍巖的穩(wěn)定性不好，上盤圍巖2和下盤圍巖1比較破碎，加固強(qiáng)度要變高，實(shí)現(xiàn)加固位置和加固強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)匹配。具體地，根據(jù)所述礦體和圍巖的精細(xì)化三維實(shí)體模型以及所述品位模型確定圍巖的支護(hù)位置和支護(hù)方向，根據(jù)所述穩(wěn)定性分級(jí)情況確定圍巖的支護(hù)參數(shù)。

[0016]

劃分中段和分段，沿礦體的高度方向?qū)⒌V體劃分為中段和分段，一個(gè)中段中包括多個(gè)分段，中段用于礦石的運(yùn)輸、架設(shè)通風(fēng)管道以及充填管道等，分段用于采礦。中段高度為30m-60m，分段高度為10m-15m。

[0017]

劃分礦塊，沿礦體走向每間隔30-50m劃分礦塊。

[0018]

采準(zhǔn)巷道，按照中段和分段施工脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道，包括上中段脈外沿脈巷道7、下中段脈外沿脈巷道11、分段脈外沿脈巷道8、脈內(nèi)鑿巖巷道9、出礦斜穿巷道12和穿脈巷道15等。

[0019]

圍巖加固，由于上盤圍巖、下盤圍巖和礦體均較為破碎，故可以利用中深孔臺(tái)鉆沿脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道施工加固中深孔。具體的，可以根據(jù)所述礦體和圍巖的精細(xì)化三維實(shí)體模型以及所述品位模型確定圍巖的支護(hù)位置和支護(hù)方向，根據(jù)所述穩(wěn)定性分級(jí)情況確定圍巖的支護(hù)參數(shù)，根據(jù)所述支護(hù)位置、支護(hù)方向以及支護(hù)參數(shù)，利用中深孔臺(tái)鉆沿脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道施工上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔。

[0020]

在加固中深孔中分別施工預(yù)加固長(zhǎng)錨桿并進(jìn)行注漿，具體地，預(yù)加固長(zhǎng)錨桿包括上盤預(yù)加固長(zhǎng)錨桿5和下盤預(yù)加固長(zhǎng)錨桿10，上盤圍巖和下盤圍巖注漿加固完成后養(yǎng)護(hù)周期7-14天。由于加固中深孔較深，預(yù)加固長(zhǎng)錨桿可選用2m-3m的短桿體，桿體之間利用套筒或者焊接形式進(jìn)行連接。注漿材料選用純水泥漿或者水泥砂漿，加固中深孔端部安裝注漿塞（注漿塞包括注漿孔、排氣孔和加固鋼材孔）。加固利用短錨索13和錨桿14，錨桿14將巷道的圍巖加固在一起。

[0021]

優(yōu)選的，加固中深孔的傾向與礦體的傾向構(gòu)成的夾角在±5°內(nèi)，加固中深孔的直徑為45mm-70mm，預(yù)加固長(zhǎng)錨桿選用直徑為16mm-25mm的螺旋鋼或者螺紋鋼桿體。

[0022]

切割天井，根據(jù)礦體厚度確定切割天井尺寸，優(yōu)選尺寸為1.5m×1.5m-2.5m×2.5m，切割天井作為爆破中深孔落礦的爆破補(bǔ)償空間。

[0023]

布置爆破中深孔6，具體地，于脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道內(nèi)施工與礦體傾向平行的爆破中深孔，孔徑45-70mm，孔深10-18m。爆破中深孔布置形式為“3-2-3”或“2-1-2”型。爆破中深孔排距為0.6-1.2m，間距為0.6-1.2m。

[0024]

爆破，爆破采用乳化炸藥、粉狀或粒狀炸藥，采用導(dǎo)爆索起爆。

[0025]

最后進(jìn)行通風(fēng)、出礦以及充填處理。

[0026]

本發(fā)明的采礦方法的原理在于，本發(fā)明開采的是上盤圍巖和下盤圍巖均破碎的急傾斜薄礦體，尤其對(duì)于低品位破碎礦體而言，在開采之前先根據(jù)上盤圍巖和下盤圍巖的穩(wěn)定情況，對(duì)上盤圍巖和下盤圍巖進(jìn)行加固。為了解礦體的真實(shí)分布情況以及上盤圍巖和下盤圍巖的穩(wěn)定性情況，對(duì)礦體及圍巖進(jìn)行三維建模、建立品位分布模型以及對(duì)已經(jīng)揭露的礦體和圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分級(jí)，便于精準(zhǔn)加固上盤圍巖和下盤圍巖。

[0027]

相比現(xiàn)有急傾斜薄礦體的開采技術(shù)，尤其對(duì)于上盤圍巖和下盤圍巖均破碎的急傾斜薄礦體而言，本發(fā)明的采礦方法利用三維建模，了解礦體的真實(shí)分布情況以及上盤圍巖、下盤圍巖的穩(wěn)定性情況，針對(duì)圍巖不同區(qū)域的穩(wěn)定性情況，確定不同的加固方案，對(duì)圍巖加固后再對(duì)礦體進(jìn)行開采，具有安全程度可靠、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高、礦石貧化率低等優(yōu)點(diǎn)。

[0028]

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的地下采礦方法，其特征在于，包括：利用地質(zhì)平面圖、剖面圖以及礦體品位分布情況，構(gòu)建礦體和圍巖的精細(xì)化三維實(shí)體模型以及品位精準(zhǔn)分布的品位模型；利用sharpmetrix 3d非接觸節(jié)理裂隙系統(tǒng)對(duì)已經(jīng)揭露的礦體和圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分級(jí)；按照礦體傾向劃分中段和分段，沿礦體走向劃分礦塊，按照中段和分段施工脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道；根據(jù)所述礦體和圍巖的精細(xì)化三維實(shí)體模型以及所述品位模型確定圍巖的支護(hù)位置和支護(hù)方向，根據(jù)所述穩(wěn)定性分級(jí)情況確定圍巖的支護(hù)參數(shù)；按照所述支護(hù)位置、支護(hù)方向以及支護(hù)參數(shù)，對(duì)上盤圍巖和下盤圍巖進(jìn)行加固；在上盤圍巖和下盤圍巖加固完成后養(yǎng)護(hù)7-14天；在礦塊端部施工切割天井，在脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道內(nèi)施工與礦體傾向相同的爆破中深孔；在所述爆破中深孔內(nèi)填塞炸藥，采用導(dǎo)爆索起爆；最后進(jìn)行通風(fēng)、出礦以及充填處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述支護(hù)位置、支護(hù)方向以及支護(hù)參數(shù)，對(duì)上盤圍巖和下盤圍巖進(jìn)行加固包括：根據(jù)所述支護(hù)位置、支護(hù)方向以及支護(hù)參數(shù)，利用中深孔臺(tái)鉆沿脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道施工上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔；在所述上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔中分別施工預(yù)加固長(zhǎng)錨桿并進(jìn)行注漿。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔的傾向與礦體的傾向之間的夾角在±5?°

以內(nèi)，所述上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔的直徑為45mm-70mm。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)加固長(zhǎng)錨桿包括多根2m-3m的桿體，各桿體之間利用套筒或者焊接的方式連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述爆破中深孔的直徑為45mm-70mm，孔深10m-18m，布置形式為“3-2-3”或“2-1-2”型；所述爆破中深孔排距為0.6m-1.2m，間距為0.6m-1.2m。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種礦體與圍巖均破碎的急傾斜薄礦體的地下采礦方法，包括建立模型、穩(wěn)定性等級(jí)劃分、劃分中段和分段、采準(zhǔn)巷道、圍巖加固、切割天井、爆破、通風(fēng)、出礦以及充填處理。根據(jù)模型確定圍巖的支護(hù)位置和支護(hù)方向；根據(jù)支護(hù)位置、支護(hù)方向以及支護(hù)參數(shù)，利用中深孔臺(tái)鉆沿脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道施工上盤圍巖和下盤圍巖加固中深孔，在加固中深孔中分別施工預(yù)加固長(zhǎng)錨桿并進(jìn)行注漿。采礦方法利用三維建模，了解礦體的真實(shí)分布情況以及上盤圍巖、下盤圍巖的穩(wěn)定性情況，針對(duì)圍巖不同區(qū)域的穩(wěn)定性情況，確定不同的加固方案，對(duì)圍巖加固后再開采礦體，具有安全程度可靠、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高、礦石貧化率低等優(yōu)點(diǎn)。礦石貧化率低等優(yōu)點(diǎn)。礦石貧化率低等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：曹帥 宋衛(wèi)東 付建新 譚玉葉 李楊 李佳建 黃智強(qiáng) 鄭迪

受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京科技大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.01.15

技術(shù)公布日：2021/2/19