1.本發(fā)明涉及采礦技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種開采傾斜及急傾斜薄礦體的方法。

背景技術(shù)：

2.我國(guó)是一個(gè)礦產(chǎn)資源大國(guó)，資源總量豐富、品種齊全、分布廣泛，但與其他國(guó)家相比，存在大型礦床少、礦體埋藏深、薄礦脈占比高等特點(diǎn)。薄礦脈的開采一直以來(lái)存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、機(jī)械化水平低、安全隱患突出等一系列問(wèn)題。特別是一些圍巖不穩(wěn)固的薄礦體，在開采過(guò)程中，時(shí)常發(fā)生上盤圍巖垮塌、礦體冒落，進(jìn)而中斷采礦生產(chǎn)，并對(duì)工人的生命安全造成巨大的威脅。為此，很多采場(chǎng)開采中途被遺棄，造成大量礦產(chǎn)資源的損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明的目的是提供一種開采傾斜及急傾斜薄礦體的方法，以解決圍巖不穩(wěn)固的薄礦體在開采過(guò)程中易發(fā)生上盤圍巖垮塌、礦體冒落的問(wèn)題。

4.為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：一種開采傾斜及急傾斜薄礦體的方法，包括以下步驟：步驟一、沿礦體走向劃分礦塊，礦塊長(zhǎng)50-80m，礦塊高40-60m；每個(gè)礦塊留有間柱和頂柱，不留底柱，間柱寬4-6m，頂柱高3-5m；礦塊采用平底底部結(jié)構(gòu)；步驟二、在礦體下盤向上開鑿脈外行人通風(fēng)天井，行人通風(fēng)天井內(nèi)間隔5-6m開掘聯(lián)絡(luò)道，每條聯(lián)絡(luò)道掘至礦體，作為回采作業(yè)的通道；在礦體下盤布置穿透礦體的出礦巷道，出礦巷道間距8-10m；步驟三、采用由采場(chǎng)一側(cè)向另一側(cè)前進(jìn)式、由下向上的回采順序，使用淺孔鑿巖機(jī)鉆鑿傾斜上向或平行炮孔，一次多孔多排爆破，臺(tái)階式向前推進(jìn)；回采過(guò)程中根據(jù)工作面回采標(biāo)高及回采長(zhǎng)度預(yù)留數(shù)排與礦體上、下盤圍巖相垂直的點(diǎn)柱，同一回采標(biāo)高內(nèi)點(diǎn)柱的水平間距為10-12m，上下相鄰兩層點(diǎn)柱的垂直間距為4-5m，控制回采工作面上盤暴露面積不超過(guò)50m2；同時(shí)加強(qiáng)敲幫問(wèn)頂工作，必要時(shí)采用錨桿進(jìn)行錨固；步驟四、將爆破崩落下來(lái)礦石的三分之一通過(guò)出礦巷道由鏟運(yùn)車運(yùn)出，其余三分之二暫時(shí)留在采場(chǎng)，使崩落礦石面與頂板之間保持2-2.5m的作業(yè)空間，預(yù)留點(diǎn)柱和崩落礦石一起支撐采場(chǎng)上盤圍巖，確?；夭蛇^(guò)程中人員安全；待回采至頂柱位置，即采場(chǎng)回采結(jié)束后，再進(jìn)行大量放礦；步驟五、采場(chǎng)大量放礦結(jié)束之后，形成的采空區(qū)體積較小，對(duì)礦山的生產(chǎn)安全基本不構(gòu)成影響，為此采用封堵的方式對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理，即采用漿砌石對(duì)采場(chǎng)穿脈巷道、出礦巷道等進(jìn)行封堵。

5.優(yōu)選的，所述步驟二中每個(gè)礦塊布置兩條相互平行的倒段行人通風(fēng)天井，當(dāng)?shù)撞啃腥送L(fēng)天井高度到達(dá)20-30m后，將底部行人通風(fēng)天井頂端的聯(lián)絡(luò)道沿背向礦體方向開鑿一定長(zhǎng)度，然后向上開槽上部行人通風(fēng)天井，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度。

6.優(yōu)選的，所述步驟三中相鄰兩排點(diǎn)柱錯(cuò)位間隔布置，每三個(gè)相鄰的點(diǎn)柱形成一個(gè)

三角形，三角形的面積即為采場(chǎng)上盤暴露面積。

7.優(yōu)選的，所述點(diǎn)柱為邊長(zhǎng)為2-3m，高為礦體厚度的長(zhǎng)方體。

8.本發(fā)明所述方法適用于傾角為45-65°，礦石不易結(jié)塊，礦體厚度為0.8-3m，圍巖不穩(wěn)固的薄礦體。為確保不穩(wěn)固圍巖中回采作業(yè)的安全，本發(fā)明在采場(chǎng)中布置一定數(shù)量的點(diǎn)柱，利用點(diǎn)柱和崩落礦石共同支撐上下盤不穩(wěn)固圍巖。

9.在垂直方向上每三個(gè)相鄰點(diǎn)柱形成一個(gè)三角形，三角形面積即為采場(chǎng)上盤暴露面積。點(diǎn)柱之間的水平間距、垂直間距，也就是三角形面積的大小依據(jù)采場(chǎng)允許暴露面積來(lái)確定。

10.根據(jù)礦巖穩(wěn)固程度劃分標(biāo)準(zhǔn)，一般不穩(wěn)固圍巖采場(chǎng)允許暴露面積在50m2以內(nèi)，即三角形的面積s＜50m2，三角形的面積可按下式計(jì)算：s=1/2lh式中：s—相鄰三個(gè)點(diǎn)柱形成三角形面積，m2；l—點(diǎn)柱之間的水平間距，m；h—點(diǎn)柱之間的垂直間距，m。

11.由s＜50m2、s=1/2lh可得lh＜100m2即點(diǎn)柱之間的水平距離和垂直距離的乘積須小于100。根據(jù)氣腿式鑿巖機(jī)鑿巖長(zhǎng)度，結(jié)合采場(chǎng)每次崩礦米數(shù)，綜合考慮選取l取值范圍為10-12m，h取值范圍為4-5m，即采場(chǎng)中相鄰點(diǎn)柱之間的水平距離為10-12m，垂直距離為4-5m。

12.通過(guò)上述計(jì)算確定的取值，可確保采場(chǎng)上盤暴露面積在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍之內(nèi)。本發(fā)明通過(guò)預(yù)留一定數(shù)量的點(diǎn)柱、布置合理的點(diǎn)柱間距，可確保在不穩(wěn)固圍巖條件下開采傾斜及急傾斜薄礦作業(yè)的安全性。

13.本發(fā)明通過(guò)理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，在不新建充填工藝、不改變整體采礦工藝的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)傾斜薄礦體的開采，具有較強(qiáng)的可操作性。

14.本發(fā)明將脈外行人通風(fēng)天井設(shè)置為上下兩段，并通過(guò)聯(lián)絡(luò)道相連接，采用倒段布置方式，減少了采準(zhǔn)工程量，提高了作業(yè)效率。

附圖說(shuō)明

15.圖1是本發(fā)明所述的礦塊立面圖；圖2是本發(fā)明所述的礦塊剖面圖。

具體實(shí)施方式

16.下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

17.實(shí)施例1甘肅某銅礦通過(guò)地質(zhì)勘查，在主礦體上盤圈定盲小礦體5條。礦體走向?yàn)?20-340°，傾角53-71°，平均厚度1.6-3m，礦石類型主要為侵染狀黃銅礦。礦體上下盤圍巖均為石英角斑凝灰?guī)r，片理構(gòu)造非常發(fā)育，局部有裂隙水。圍巖具有變晶屑凝灰結(jié)構(gòu)，肉眼觀察呈灰白色、灰色和灰綠色。巖石普遍遭受絹云母化、綠泥石化、硅化、碳酸鹽化和黃鐵礦化等蝕變，并尤以礦體夾層處蝕變更為強(qiáng)烈。

18.礦山設(shè)計(jì)采用平底結(jié)構(gòu)的淺孔留礦法。在開采過(guò)程中，時(shí)常發(fā)生上盤圍巖垮塌、礦體冒落，從而中斷采礦生產(chǎn)的現(xiàn)象，很多采場(chǎng)開采中途被遺棄，造成大量礦產(chǎn)資源的損失。

19.采用本發(fā)明所述的方法進(jìn)行開采，具體方案如下：一種開采傾斜及急傾斜薄礦體的方法，包括以下步驟：步驟一、沿礦體走向劃分礦塊，礦塊長(zhǎng)50m，礦塊高60m；每個(gè)礦塊留有間柱和頂柱，不留底柱，間柱寬4m，頂柱高3m；礦塊采用平底底部結(jié)構(gòu)；步驟二、在礦體下盤向上開鑿與脈外行人通風(fēng)天井，行人通風(fēng)天井內(nèi)間隔5m開掘聯(lián)絡(luò)道，每條聯(lián)絡(luò)道掘至礦體，作為回采作業(yè)的通道；在礦體下盤布置穿透礦體的出礦巷道，出礦巷道間距10m；每個(gè)礦塊布置兩條相互平行的倒段行人通風(fēng)天井，當(dāng)?shù)撞啃腥送L(fēng)天井高度到達(dá)30m后，將底部行人通風(fēng)天井頂端的聯(lián)絡(luò)道沿背向礦體方向開鑿一定長(zhǎng)度，然后向上開槽上部行人通風(fēng)天井，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度；步驟三、采用由采場(chǎng)一側(cè)向另一側(cè)前進(jìn)式、由下向上的回采順序，使用淺孔鑿巖機(jī)鉆鑿傾斜上向或平行炮孔，一次多孔多排爆破，臺(tái)階式向前推進(jìn)；回采過(guò)程中根據(jù)工作面回采標(biāo)高及回采長(zhǎng)度預(yù)留數(shù)排與礦體上、下盤圍巖相垂直的點(diǎn)柱，點(diǎn)柱為邊長(zhǎng)為2-3m，高為礦體厚度的長(zhǎng)方體；相鄰兩層的點(diǎn)柱錯(cuò)位間隔布置，每三個(gè)相鄰的點(diǎn)柱形成一個(gè)三角形，三角形的面積即為采場(chǎng)上盤暴露面積；同一回采標(biāo)高內(nèi)的點(diǎn)柱的水平間距為10m，上下相鄰兩層點(diǎn)柱的垂直間距為4m，控制回采工作面上盤暴露面積不超過(guò)50m2；同時(shí)加強(qiáng)敲幫問(wèn)頂工作，采用了少量的錨桿進(jìn)行錨固；步驟四、將爆破崩落下來(lái)礦石的三分之一通過(guò)出礦巷道由鏟運(yùn)車運(yùn)出，其余三分之二暫時(shí)留在采場(chǎng)，使崩落礦石面與頂板之間保持2-2.5m的作業(yè)空間，預(yù)留點(diǎn)柱和崩落礦石一起支撐采場(chǎng)上盤圍巖，確保回采過(guò)程中人員安全；待回采至頂柱位置，即采場(chǎng)回采結(jié)束后，再進(jìn)行大量放礦；步驟五、采場(chǎng)大量放礦結(jié)束之后，形成的采空區(qū)體積較小，對(duì)礦山的生產(chǎn)安全基本不構(gòu)成影響，為此采用封堵的方式對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理，即采用漿砌石對(duì)采場(chǎng)穿脈巷道、出礦巷道等進(jìn)行封堵。

20.該試驗(yàn)采場(chǎng)回采工作歷時(shí)三個(gè)月，由于在回采過(guò)程中嚴(yán)格落實(shí)預(yù)留點(diǎn)柱方案、控制點(diǎn)柱間距等措施，使上盤圍巖暴露面積始終小于50m2，試驗(yàn)期間未發(fā)生上盤垮塌、頂板冒落事故。

21.從上述實(shí)施例可以看出，通過(guò)引進(jìn)本發(fā)明所述的采礦方法對(duì)試驗(yàn)采場(chǎng)進(jìn)行了成功回采，本發(fā)明在礦山盲小礦體的開采中進(jìn)行了推廣應(yīng)用。

22.經(jīng)統(tǒng)計(jì)，采用本發(fā)明所述采礦方法的礦塊綜合回采率達(dá)到90%以上，安全工程及資金投入較少，整個(gè)礦塊的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于同類。技術(shù)特征：

1.一種開采傾斜及急傾斜薄礦體的方法，礦體的傾角為45-65°，礦石不易結(jié)塊，礦體厚度為0.8-3m，圍巖不穩(wěn)固，其特征在于：包括以下步驟：步驟一、沿礦體走向劃分礦塊，礦塊長(zhǎng)50-80m，礦塊高40-60m；每個(gè)礦塊留有間柱和頂柱，不留底柱，間柱寬4-6m，頂柱高3-5m；礦塊采用平底底部結(jié)構(gòu)；步驟二、在礦體下盤向上開鑿脈外行人通風(fēng)天井，行人通風(fēng)天井內(nèi)間隔5-6m開掘聯(lián)絡(luò)道，每條聯(lián)絡(luò)道掘至礦體，作為回采作業(yè)的通道；在礦體下盤布置穿透礦體的出礦巷道，出礦巷道間距8-10m；步驟三、采用由采場(chǎng)一側(cè)向另一側(cè)前進(jìn)式、由下向上的回采順序，使用淺孔鑿巖機(jī)鉆鑿傾斜上向或平行炮孔，一次多孔多排爆破，臺(tái)階式向前推進(jìn)；回采過(guò)程中根據(jù)工作面回采標(biāo)高及回采長(zhǎng)度預(yù)留數(shù)排與礦體上、下盤圍巖相垂直的點(diǎn)柱，同一回采標(biāo)高內(nèi)點(diǎn)柱的水平間距為10-12m，上下相鄰兩層點(diǎn)柱的垂直間距為4-5m，控制回采工作面上盤暴露面積不超過(guò)50m2；同時(shí)加強(qiáng)敲幫問(wèn)頂工作，必要時(shí)采用錨桿進(jìn)行錨固；步驟四、將爆破崩落下來(lái)礦石的三分之一通過(guò)出礦巷道由鏟運(yùn)車運(yùn)出，其余三分之二暫時(shí)留在采場(chǎng)，使崩落礦石面與頂板之間保持2-2.5m的作業(yè)空間，預(yù)留點(diǎn)柱和崩落礦石一起支撐采場(chǎng)上盤圍巖，確?；夭蛇^(guò)程中人員安全；待回采至頂柱位置，即采場(chǎng)回采結(jié)束后，再進(jìn)行大量放礦；步驟五、采場(chǎng)大量放礦結(jié)束之后，形成的采空區(qū)體積較小，對(duì)礦山的生產(chǎn)安全基本不構(gòu)成影響，為此采用封堵的方式對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理，即采用漿砌石對(duì)采場(chǎng)穿脈巷道、出礦巷道等進(jìn)行封堵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開采傾斜及急傾斜薄礦體的方法，其特征在于：所述步驟二中每個(gè)礦塊布置兩條相互平行的倒段行人通風(fēng)天井，當(dāng)?shù)撞啃腥送L(fēng)天井高度到達(dá)20-30m后，將底部行人通風(fēng)天井頂端的聯(lián)絡(luò)道沿背向礦體方向開鑿一定長(zhǎng)度，然后向上開槽上部行人通風(fēng)天井，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種開采傾斜及急傾斜薄礦體的方法，其特征在于：所述步驟三中相鄰兩排點(diǎn)柱錯(cuò)位間隔布置，每三個(gè)相鄰的點(diǎn)柱形成一個(gè)三角形，三角形的面積即為采場(chǎng)上盤暴露面積。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種開采傾斜及急傾斜薄礦體的方法，其特征在于：所述點(diǎn)柱為邊長(zhǎng)為2-3m，高為礦體厚度的長(zhǎng)方體。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種開采傾斜及急傾斜薄礦體的方法，先沿礦體走向劃分礦塊，在礦體下盤向上開鑿脈外行人通風(fēng)天井、聯(lián)絡(luò)道和出礦巷道；采用由采場(chǎng)一側(cè)向另一側(cè)前進(jìn)式、由下向上的回采順序，鉆鑿炮孔，一次多孔多排爆破，回采過(guò)程中預(yù)留點(diǎn)柱，加強(qiáng)敲幫問(wèn)頂工作，必要時(shí)采用錨桿進(jìn)行錨固；先將礦石的三分之一通過(guò)出礦巷道由鏟運(yùn)車運(yùn)出，預(yù)留點(diǎn)柱和崩落礦石一起支撐采場(chǎng)上盤圍巖，待回采至頂柱位置，再進(jìn)行大量放礦；再用漿砌石對(duì)采場(chǎng)穿脈巷道、出礦巷道等進(jìn)行封堵。本發(fā)明通過(guò)理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，在不新建充填工藝、不改變整體采礦工藝的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)傾斜薄礦體的開采，具有較強(qiáng)的可操作性。性。性。

技術(shù)研發(fā)人員：高志榮 周健強(qiáng) 劉財(cái)林 張亭 焦?jié)M岱 任育榮 郝顯福 王賢偉 牛生海 周義生 柳小強(qiáng) 羅宏偉

受保護(hù)的技術(shù)使用者：西北礦冶研究院

技術(shù)研發(fā)日：2021.12.08

技術(shù)公布日：2022/3/15