浅孔留矿法的机械化采矿方法

232 编辑：中冶有色技术网来源：赣州有色冶金研究所有限公司

2024-12-04 15:39:16

权利要求

1.一种浅孔留矿法的机械化采矿方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

S1、按照浅孔留矿法布置采场，沿矿脉走向布置矿房，每个矿房作为一个采场，采场留有顶柱和底柱，各矿房之间留有间柱;

S2、采准切割工程包括沿脉巷道、顺路天井、先行天井、运输巷道、漏斗井、联络道、切割巷道和调头硐室，在矿房一侧的间柱内布置顺路天井，另一侧间柱内布置先行天井，先行天井穿过矿房顶板的顶柱与上中段沿脉巷道连通;在顶柱上留设多个充填井，充填井将上中段沿脉巷道与采场连通，在底柱上方切割巷道，并且设置多个漏斗井，漏斗井将切割巷道与沿脉巷道连通;在矿房两侧的间柱上、沿采场高度方向设置有多级联络道将顺路天井和先行天井与采场连接，相邻联络道的间距与采场每一分层高度相匹配;切割工程包括在采场内开辟切割巷道和调头硐室，调头硐室与切割巷道连通，调头硐室分层同步开采;

S3、采准切割工程施工完成后，将凿岩台车和翘毛台车从先行天井或顺路天井吊入采场，从下往上按照分层开始回采，回采包括凿岩、装药爆破、通风、局部放矿和翘毛平场;

S4、每回采完一个分层，重复步骤S3，回采至顶板位置时即完成该矿房的回采工作，此时将凿岩台车和翘毛台车从充填井吊出进入上中段沿脉巷道，再通过运输巷道进入下一个矿房;凿岩台车和翘毛台车运出采场后进行大量放矿，将采场内的矿石全部放出，最后通过充填井对采场采空区进行充填。

2.根据权利要求1所述的浅孔留矿法的机械化采矿方法，其特征在于：步骤S1中，采场高为40～60m，采场长为50～80m，采场宽由矿脉决定：当矿脉宽小于1.2m时，则采场宽为1.2m;当矿脉宽大于1.2m、小于等于4m时，则采场宽等于矿脉宽。

3.根据权利要求1所述的浅孔留矿法的机械化采矿方法，其特征在于：步骤S2中，分层高度为2.0～2.5m，处于同一分层的联络道相互错开2.0～2.5m的高度。

4.根据权利要求1所述的浅孔留矿法的机械化采矿方法，其特征在于：步骤S3中，具体包括如下步骤：

S31、凿岩：将凿岩台车和翘毛台车从顺路天井吊至最底部的联络道，凿岩台车经和翘毛台车联络道进入切割巷道，翘毛台车先进入调头硐室内，然后凿岩台车的钻臂先置于远离凿岩台车前进方向的一侧，使得凿岩台车的车身先进入切割巷道，然后钻臂再进入切割巷道，凿岩台车控制钻臂向上钻进炮孔，炮孔交错布置，当凿岩台车穿过调头硐室后，翘毛台车从调头硐室行驶到凿岩台车施工完成一侧的联络道内，然后，凿岩台车利用调头硐室调转钻臂方向，使得凿岩台车钻臂处于前进方向一侧，完成切割巷道另一侧的钻孔工作，完成凿岩后，台车回到调头硐室内;

S32、装药爆破：在炮孔内安装炸药，装药完毕后再进行爆破，爆破前需检查凿岩台车和翘毛台车的安全;

S33、通风：每次爆破完毕后，需要打开风机，将新鲜风流从顺路天井排入采场，清洗工作面后，污风从先行天井排至上中段沿脉巷道，最后从回风天井排出;

S34、局部放矿：通风完毕后，在爆破一段所在的漏斗井上将矿石利用自重局部放矿，矿车在漏斗井口下方装矿后沿沿脉巷道进入运输道运出;

S35、翘毛平场：局部放矿后，利用翘毛台车进行翘毛平场，将顶部和两帮松散的矿石撬落，并将矿堆进行平整，形成下一分层凿岩时的采场工作面;

S36、同一分层剩余矿回采：将采场每一分层分成2～3次进行回采。

5.根据权利要求4所述的浅孔留矿法的机械化采矿方法，其特征在于：步骤S31中，炮孔间距和排距均为0.6～0.8m，炮孔的深度为1.8m～2.2m，炮孔的孔径为40～45mm。

6.根据权利要求4所述的浅孔留矿法的机械化采矿方法，其特征在于：步骤S32中，每次爆破长度为15～25m。

7.根据权利要求4所述的浅孔留矿法的机械化采矿方法，其特征在于：步骤S34中，局部放矿的要求：使得后续作业空间高度为2～2.5m。

8.根据权利要求4所述的浅孔留矿法的机械化采矿方法，其特征在于：步骤S2中，工人通过人行井经联络道到达采场作业面，凿岩台车和翘毛台车通过先行天井或顺路天井经联络道进入采场作业面。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于金属矿山地下开采领域，特别是涉及一种浅孔留矿法的机械化采矿方法。

背景技术

[0002]目前在我国有色金属矿尤其是钨、锡、黄金等矿中，矿体产状变化较大，断层节理发育，分支复合，尖灭再现情况普遍，属于典型急倾斜薄细难采矿体。视矿体间赋存情况，大体可视同为中厚、薄及极薄三大类。其中浅孔留矿法仍然是开采薄矿体和极薄矿体的最佳采矿方法;然而，现如今传统的浅孔留矿法在开采过程中存在机械化程度低下，工人劳动强度大、作业安全情况差、且采用人工作业，每个采场配备人员较多，生产能力小，生产成本高，影响矿山企业发展规模与效益等问题。因此急需一种浅孔留矿法的机械化采矿方法解决上述技术问题。

发明内容

[0003]本发明解决现有技术的不足而提供一种利用机械设备在钨、锡、黄金等矿体中进行的机械化采矿，降低工人的劳动强度的浅孔留矿法的机械化采矿方法，适用于急倾斜薄和极薄矿脉。

[0004]为实现上述目的，本发明首先提出了一种浅孔留矿法的机械化采矿方法，具体包括如下步骤：

[0005]S1、按照浅孔留矿法布置采场，沿矿脉走向布置矿房，每个矿房作为一个采场，采场留有顶柱和底柱，各矿房之间留有间柱;

[0006]S2、采准切割工程包括沿脉巷道、顺路天井、先行天井、运输巷道、漏斗井、联络道、切割巷道和调头硐室，在矿房一侧的间柱内布置顺路天井，另一侧间柱内布置先行天井，先行天井穿过矿房顶板的顶柱与上中段沿脉巷道连通;在顶柱上留设多个充填井，充填井将上中段沿脉巷道与采场连通，在底柱上方切割巷道，并且设置多个漏斗井，漏斗井将切割巷道与沿脉巷道连通;在矿房两侧的间柱上、沿采场高度方向设置有多级联络道将顺路天井和先行天井与采场连接，相邻联络道的间距与采场每一分层高度相匹配;切割工程包括在采场内开辟切割巷道和调头硐室，调头硐室与切割巷道连通，调头硐室分层同步开采;

[0007]S3、采准切割工程施工完成后，将凿岩台车和翘毛台车从先行天井或顺路天井吊入采场，从下往上按照分层开始回采，回采包括凿岩、装药爆破、通风、局部放矿和翘毛平场;

[0008]S4、每回采完一个分层，重复步骤S3，回采至顶板位置时即完成该矿房的回采工作，此时将凿岩台车和翘毛台车从充填井吊出进入上中段沿脉巷道，再通过运输巷道进入下一个矿房;凿岩台车和翘毛台车运出采场后进行大量放矿，将采场内的矿石全部放出，最后通过充填井对采场采空区进行充填。

[0009]本实施方式中，步骤S1中，采场高为40～60m，采场长为50～80m，采场宽由矿脉决定：当矿脉宽小于1.2m时，则采场宽为1.2m;当矿脉宽大于1.2m、小于等于4m时，则采场宽等于矿脉宽。

[0010]本实施方式中，步骤S2中，分层高度为2.0～2.5m，处于同一分层的联络道相互错开2.0～2.5m的高度。

[0011]本实施方式中，步骤S3中，具体包括如下步骤：

[0012]S31、凿岩：将凿岩台车和翘毛台车从顺路天井吊至最底部的联络道，凿岩台车经和翘毛台车联络道进入切割巷道，翘毛台车先进入调头硐室内，然后凿岩台车的钻臂先置于远离凿岩台车前进方向的一侧，使得凿岩台车的车身先进入切割巷道，然后钻臂再进入切割巷道，凿岩台车控制钻臂向上钻进炮孔，炮孔交错布置，当凿岩台车穿过调头硐室后，翘毛台车从调头硐室行驶到凿岩台车施工完成一侧的联络道内，然后，凿岩台车利用调头硐室调转钻臂方向，使得凿岩台车钻臂处于前进方向一侧，完成切割巷道另一侧的钻孔工作，完成凿岩后，台车回到调头硐室内;

[0013]S32、装药爆破：在炮孔内安装炸药，装药完毕后再进行爆破，爆破前需检查凿岩台车和翘毛台车的安全;

[0014]S33、通风：每次爆破完毕后，需要打开风机，将新鲜风流从顺路天井排入采场，清洗工作面后，污风从先行天井排至上中段沿脉巷道，最后从回风天井排出;

[0015]S34、局部放矿：通风完毕后，在爆破一段所在的漏斗井上将矿石利用自重局部放矿，矿车在漏斗井口下方装矿后沿沿脉巷道进入运输道运出;

[0016]S35、翘毛平场：局部放矿后，利用翘毛台车进行翘毛平场，将顶部和两帮松散的矿石撬落，并将矿堆进行平整，形成下一分层凿岩时的采场工作面;

[0017]S36、同一分层剩余矿回采：将采场每一分层分成2～3次进行回采。

[0018]本实施方式中，步骤S31中，炮孔间距和排距均为0.6～0.8m，炮孔的深度为1.8m～2.2m，炮孔的孔径为40～45mm。

[0019]本实施方式中，步骤S32中，每次爆破长度为15～25m。

[0020]本实施方式中，步骤S34中，局部放矿的要求：使得后续作业空间高度为2～2.5m。

[0021]本实施方式中，步骤S2中，工人通过人行井经联络道到达采场作业面，凿岩台车和翘毛台车通过先行天井或顺路天井经联络道进入采场作业面。

[0022]由于采用上述结构，本发明具有如下有益效果：

[0023]1、本发明采用机械化作业，显著提高了采矿效率，减少了人工劳动强度，降低了采矿成本。机械化作业能够实现连续、高效的生产，减少人工操作的时间和错误，从而提高了整个采矿过程的效率。同时，机械化作业减少了工人的劳动强度，改善了工作环境，降低了劳动成本。

[0024]2、根据机械设备的尺寸调整沿脉巷道、顺路天井、先行天井、运输巷道、联络道、充填井的大小，从而适应机械设备的施工。

[0025]3、在采场内布置了调头硐室，由于切割巷道的狭窄，利用调头硐室，一方面，方便了凿岩台车在切割巷道内掉头或旋转钻臂，从而方便凿岩台车对靠近联络道位置炮孔的钻凿，提高了凿岩台车的施工效率，另一方面，方便凿岩台车和翘毛台车的调配施工，防止两台车作业时干涉。

[0026]4、在爆破时，凿岩台车和翘毛台车可以利用联络道和调头硐室进行躲避，这样解决了现有技术中急倾斜薄和极薄矿脉机械设备无法掉头和躲避的问题，同时也保证两台车工作时的调配。

[0027]综上所述，本发明提出采用凿岩台车进行凿岩，翘毛台车进行翘毛平场，采用机械设备进入采场代替原有的人工作业，极大地降低工人暴露在采场的工作时间，降低了工人劳动强度，提高了工人作业的安全性，而且提高了凿岩、翘毛平场的工作效率，实现了浅孔留矿法的机械化开采，达到了高效、安全的生产目标。

附图说明

[0028]图1为本发明方法的正视图;

[0029]图2为图1中Ⅱ-Ⅱ方向的示意图;

[0030]图3为图1中Ⅲ-Ⅲ方向的示意图;

[0031]图中：1、沿脉巷道;2、人行井;3、漏斗井;4、先行天井;5、联络道;6、调头硐室;7、间柱;8、顶柱;9、上中段沿脉巷道;10、充填井;11、采场工作面;12、顺路天井。

具体实施方式

[0032]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033]另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

[0034]如图1至图3，一种浅孔留矿法的机械化采矿方法，具体包括如下步骤：

[0035]S1、按照浅孔留矿法布置采场，本实施例中，采场高为40～60m，采场长为50～80m，采场宽由矿脉决定：当矿脉宽小于1.2m时，则采场宽为1.2m;当矿脉宽大于1.2m、小于等于4m时，则采场宽等于矿脉宽;

[0036]沿矿脉走向布置矿房，每个矿房作为一个采场，采场留有顶柱8和底柱，各矿房之间留有间柱7，间柱7宽为4～6m;

[0037]S2、采准工程包括沿脉巷道1、顺路天井12、先行天井4、运输巷道、漏斗井3、联络道5、切割巷道和调头硐室6，在矿房一侧的间柱7内布置顺路天井12，另一侧间柱7内布置先行天井4，该先行天井4穿过矿房顶板的顶柱8与上中段沿脉巷道1连通;顶柱8厚度为3～5m，在顶柱8上留设2～3个充填井，充填井10将上中段沿脉巷道与采场连通，底柱厚度为3～5m，在底柱上方切割巷道，且每隔3～4m设一个漏斗井3，漏斗井3将切割巷道与沿脉巷道1连通，沿脉巷道1与矿脉平行。

[0038]在矿房两侧的间柱7上、沿采场高度方向设置有多级联络道5，采场两侧的联络道5分别将顺路天井12和先行天井4与采场连通，相邻联络道5的间距与采场每一分层高度相匹配，分层高度为2.0～2.5m，并且，与先行天井4和顺路天井12连通的、处于同一级的联络道5相互错开2.0～2.5m，这里联络道5错开的目的是，在对此级联络道5所在位置进行爆破后，防止矿堆把联络道5堵住，从而预留一个安全出口。

[0039]切割工程：在底柱上方采场内开辟切割巷道和调头硐室6，调头硐室6与切割巷道连通，调头硐室6位于漏斗井3的上方，调头硐室6分层同步开采，调头硐室6长为3.3～3.8m、宽为1.2～1.5m、高度与采场每一分层的高度一样2.0～2.5m，调头硐室6与切割巷道连接处的转弯半径为3.0～3.5m;

[0040]S3、采准切割工程施工完成后，从下往上按照分层开始回采，回采包括凿岩、爆破、通风、局部放矿和翘毛平场，具体如下：

[0041]S31，凿岩：将凿岩台车和翘毛台车从先行天井4吊至最底部的联络道5(这里凿岩台车和翘毛台车指的是在宽度小于0.8m、长度小于4m、高度小于2m的小型凿岩台车和小型翘毛台车)，凿岩台车和翘毛台车均经联络道5进入采场的切割巷道，翘毛台车先进入调头硐室6内，然后凿岩台车的钻臂先置于远离凿岩台车前进方向的一侧，使得凿岩台车的车身先进入切割巷道，然后钻臂再进入切割巷道，凿岩台车向上钻进炮孔(保证钻臂可以方便在切割巷道入口上方钻进施工)，炮孔交错布置，炮孔间距和排距均为0.6～0.8m，炮孔的深度为1.8m～2.2m，炮孔的孔径为40～45mm，当凿岩台车穿过调头硐室后，翘毛台车从调头硐室行驶到凿岩台车施工完成一侧的联络道5内，然后凿岩台车利用调头硐室调转钻臂方向，使得凿岩台车钻臂处于前进方向一侧，完成切割巷道另一侧的钻孔工作，完成凿岩后，凿岩台车回到调头硐室内;

[0042]S32，爆破：在炮孔内安装炸药，每次爆破长度为15～25m，采用人工装药，装药完毕后再进行爆破，爆破前需检查凿岩台车和翘毛台车的安全;

[0043]S33，通风：每次爆破完毕后，需要打开风机，将新鲜风流从顺路天井12排入采场，清洗工作面后，污风从先行天井4排至上中段沿脉巷道9，最后从回风天井排出地表;

[0044]S34，局部放矿：通风完毕后，在爆破一段所在的漏斗井3上将矿石利用自重放矿，矿车在漏斗井3口下方装矿后沿沿脉巷道1进入运输道运出，放矿后，使得后续作业空间高度为2～2.5m;

[0045]S35，翘毛平场：局部放矿后，利用翘毛台车进行翘毛平场，将顶部和两帮松散的矿石撬落，并将矿堆进行平整形成采场工作面11，保证凿岩台车和翘毛台车可以在采场工作面11行走。

[0046]S36，同一分层剩余矿回采：将采场每一分层分成2～3次进行回采。

[0047]S4、每采完一个分层，重复步骤S3，回采至顶板位置时即完成该矿房的回采工作，此时将凿岩台车和翘毛台车从充填井10吊出，凿岩台车和翘毛台车进入上中段沿脉巷道，再通过运输巷道进入下一个矿房;凿岩台车和翘毛台车运出采场后进行大量放矿，将采场内的矿石全部放出，最后通过充填井10对采场采空区进行充填。

[0048]步骤S2中，工人通过人行井2经联络道5到达采场作业面，机械设备通过先行天井4或顺路天井12经联络道5进入采场作业面。

[0049]步骤S32中，爆破时，凿岩台车和翘毛台车躲避方式为：如果凿岩台车和翘毛台车在采场一侧的联络道5进行躲避时，需要将翘毛台车置于靠近爆破一侧，如果凿岩台车和翘毛台车分别位于调头硐室和采场的联络道5时，则将凿岩台车置于调头硐室，翘毛台车置于采场的联络道5内。

[0050]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

说明书附图(3)