本发明涉及一种金属矿山地下开采的
采矿方法，具体是一种用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法。
背景技术：
目前，挂帮矿体的开采方式主要分为露天开采和地下开采，部分矿山的发展状况要求采用地下开采方式回收挂帮矿体。采用地下开采方式回收挂帮矿体时，不可避免的会引起露天边坡、上覆岩层及地表产生连续的移动和变形，这种变形会对周围的地理和环境产生影响；挂帮矿体开采设计要考虑与露天开采在时间上和空间上进行协调，同时也要确保与地下开采主体工程的顺利衔接，合理调控挂帮矿体的产量使得矿山产量保持平稳过渡；单独设计挂帮矿体开拓系统成本高、基建时间延长，应该考虑如何利用现有的露天矿山生产系统和设备。因此，合理的挂帮矿体开采系统对于实现挂帮矿体安全高效回收以及保证露天矿顺利平稳地过渡至地下开采具有重要意义。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法。它利用现有的露天台阶开凿平硐，留设了横向、纵向间柱和边坡保安矿柱，形成稳定的框架结构，保证了整个露天境界、露天公路和挂帮矿体采场的稳定；露天矿体和挂帮矿体同时生产，互不干扰，挂帮矿体多个采场同时作业，保证矿石产量平稳；挂帮矿体开采结束时，地下开采主体工程基建基本完成，崩落挂帮矿体的间柱和顶柱即可形成下部开采的覆盖层，更有利于与地下开采主体工程的衔接，同时回收间柱，提高资源利用率；采用中深孔爆破方式，一个阶段内的分段合并出矿到阶段运输巷道，然后各阶段共用一个溜井将矿石溜至集中运输巷道运出，坑内运输采用现有的无轨运输设备，降低采切工程量和生产成本。
为解决上述技术难题，本发明采用的技术方案是：一种用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，包括如下步骤：
(1)根据露天台阶高度对挂帮矿体进行阶段划分和分段划分，中厚矿体矿块沿走向布置，厚矿体矿块垂直走向布置，根据露天台阶高度在矿块内划分分段，留设横向、纵向间柱及边坡保安矿柱；
(2)矿房回采前，利用阶段运输平巷和分段平巷开掘出矿联络道、分段凿岩联络道、出矿横巷和装矿进路，在装矿进路端部布置集矿堑沟，利用集矿堑沟和分段凿岩巷道布置切割平巷和切割天井，利用中深孔爆破将切割天井扩帮形成切割槽；
(3)矿房回采时，2个及以上的采场同时作业，钻凿中深孔炮孔并装药，以切割槽为自由面侧向崩矿，每次爆破1～2排孔后，放出崩下矿石量的1/3，剩余矿石留在采场支撑围岩；当矿块矿石全部爆破后，高强度大量出矿，各阶段内的分段矿石集中出矿，各阶段的矿石通过溜井溜至集中阶段运输平巷，采用露天矿山现有运输设备运至地表；
(4)待露天生产结束后，及时回收间柱和顶柱。
所述挂帮矿体进行阶段划分的阶段高度为48m，矿块长度为50m，矿块宽度为20m，凿岩分段高度为24m，纵向间柱宽度为6m，横向间柱宽度为8m，顶柱厚度为6m。
所述挂帮矿体进行阶段划分是自露天台阶平台开凿平硐，自各台阶的平硐掘进集中阶段运输平巷、阶段运输平巷、分段平巷和回风平巷，自回风平巷掘进回风横巷联通通风天井，自各阶段运输平巷和分段平巷掘进通风联络道联通通风天井，自各阶段运输平巷掘进溜井联络道联通溜井。
矿房回采前，自阶段运输平巷掘进出矿联络道，自出矿联络道掘进出矿横巷，自出矿横巷向两侧掘进装矿进路，自装矿进路端部掘进集矿堑沟，自集矿堑沟端部掘进切割平巷，自切割平巷端部向上掘进切割天井，利用中深孔爆破将切割天井扩帮形成切割槽，自分段平巷掘进分段凿岩联络道，自分段凿岩联络道掘进分段凿岩巷道，自分段凿岩巷道端部掘进切割平巷，自切割平巷端部掘进切割天井。
所述集中阶段运输平巷和阶段运输平巷规格均为4.2×4.8m2，所述分段平巷、回风平巷和回风横巷规格均为4.2×4.0m2。
所述通风联络道规格为2.5×2.833m2，所述通风天井规格为3×3m2。
所述溜井联络道规格为4.5×4.1m2，所述溜井直径为4m。
所述出矿联络道、出矿横巷和装矿进路规格均为4.5×4.1m2。
所述集矿堑沟、分段凿岩联络道和分段凿岩巷道规格均为4.2×4.0m2。
所述切割平巷和切割天井规格均为2.0×2.0m2。
本发明的突出技术特点在于：
(1)根据现有的露天台阶对挂帮矿体进行阶段划分，留设横向、纵向间柱及边坡保安矿柱，形成稳定的框架结构，保证了整个露天境界、露天公路和挂帮矿采场的稳定。
(2)根据现有的露天台阶进行分段划分，布置分段平巷，各分段进行中深孔爆破，各分段矿石集中经过底柱的出矿结构进行出矿，避免掘进斜坡道、分段溜井等巷道，降低了采切成本，提高了出矿效率。
(3)根据矿山产量要求，可以调控各阶段的多个采场同时作业来保证露天矿山平稳过渡至地下开采。
(4)各阶段的分段的矿石集中出矿后经过各阶段运输平巷运至溜井溜至集中运输巷道，然后采用无轨运输运至地表，减少运输作业对边坡稳定性的影响，降低工作人员组织管理的难度。
附图说明
图1为本发明所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法ⅰ-ⅰ剖视图。
图2为本发明所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法ⅱ-ⅱ剖视图。
图3为本发明所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法ⅲ-ⅲ剖视图。
图4为本发明所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法iv-iv剖视图。
图中标记为：平硐1、集中阶段运输平巷2、阶段运输平巷3、分段平巷4、回风平巷5、通风联络道6、通风天井7、回风横巷8、溜井联络道9、溜井10、出矿联络道11、出矿横巷12、装矿进路13、集矿堑沟14、切割平巷15、切割天井16、分段凿岩联络道17、分段凿岩巷道18、炮孔19、横向间柱20、纵向间柱21、边坡保安矿柱22、顶柱23。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
如图1至图4所示，本发明所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，包括如下步骤：
(1)对挂帮矿体进行阶段划分，中厚矿体矿块沿走向布置，厚矿体矿块垂直走向布置，根据露天台阶高度在矿块内划分分段，留设横向间柱20、纵向间柱21及边坡保安矿柱22，阶段高度为48m，矿块长度为50m，矿块宽度为20m，凿岩分段高度为24m，纵向间柱21宽度为6m，横向间柱20宽度为8m，顶柱23厚度为6m；自露天台阶平台开凿平硐1，自各台阶的平硐1掘进4.2×4.8m2的集中阶段运输平巷2、4.2×4.8m2的阶段运输平巷3、4.2×4.0m2的分段平巷4和4.2×4.0m2的回风平巷5，自回风平巷5掘进4.2×4.0m2的回风横巷8联通通风天井7，自各阶段运输平巷3和分段平巷4掘进2.5×2.833m2的通风联络道6联通3×3m2的通风天井7，自各阶段运输平巷3掘进4.5×4.1m2的溜井联络道9联通直径为4m的溜井10。
(2)矿房回采前，自阶段运输平巷3掘进4.5×4.1m2的出矿联络道11，自出矿联络道11掘进4.5×4.1m2的出矿横巷12，自出矿横巷12向两侧掘进4.5×4.1m2的装矿进路13，自装矿进路13端部掘进4.2×4.0m2的集矿堑沟14，自集矿堑沟14端部掘进2.0×2.0m2的切割平巷15，自切割平巷15端部向上掘进2.0×2.0m2的切割天井16，利用中深孔爆破将切割天井扩帮形成切割槽；自分段平巷4掘进4.2×4.0m2的分段凿岩联络道17，自分段凿岩联络道17掘进4.2×4.0m2的分段凿岩巷道18，自分段凿岩巷道18端部掘进2.0×2.0m2的切割平巷15，自切割平巷15端部掘进2.0×2.0m2的切割天井16，利用中深孔爆破将切割天井扩帮形成切割槽。
(3)矿房回采时，2个及以上的采场同时作业，钻凿中深孔炮孔19并装药，以切割槽为自由面侧向崩矿，每次爆破1～2排孔后，放出崩下矿石量的1/3，剩余矿石留在采场支撑围岩；当矿块矿石全部爆破后，高强度大量出矿，各阶段内的分段矿石集中出矿，各阶段的矿石通过溜井10溜至集中阶段运输平巷2，采用露天矿山现有运输设备运至地表；
(4)待露天生产结束后，及时回收横向间柱20、纵向间柱21和顶柱23。
技术特征：
1.一种用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)根据露天台阶高度对挂帮矿体进行阶段划分和分段划分，中厚矿体矿块沿走向布置，厚矿体矿块垂直走向布置，留设横向、纵向间柱及边坡保安矿柱；
(2)矿房回采前，利用阶段运输平巷和分段平巷开掘出矿联络道、分段凿岩联络道、出矿横巷和装矿进路，在装矿进路端部布置集矿堑沟，利用集矿堑沟和分段凿岩巷道布置切割平巷和切割天井，利用中深孔爆破将切割天井扩帮形成切割槽；
(3)矿房回采时，2个及以上的采场同时作业，钻凿中深孔炮孔并装药，以切割槽为自由面侧向崩矿，每次爆破1～2排孔后，放出崩下矿石量的1/3，剩余矿石留在采场支撑围岩；当矿块矿石全部爆破后，高强度大量出矿，各阶段内的分段矿石集中出矿，各阶段的矿石通过溜井溜至集中阶段运输巷道，采用露天矿山现有运输设备运至地表；
(4)待露天生产结束后，及时回收间柱和顶柱。
2.根据权利要求1所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，所述挂帮矿体进行阶段划分的阶段高度为48m，矿块长度为50m，矿块宽度为20m，凿岩分段高度为24m，纵向间柱宽度为6m，横向间柱宽度为8m，顶柱厚度为6m。
3.根据权利要求1所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，所述挂帮矿体进行阶段划分是自露天台阶平台开凿平硐，自各台阶的平硐掘进集中阶段运输平巷、阶段运输平巷、分段平巷和回风平巷，自回风平巷掘进回风横巷联通通风天井，自各阶段运输平巷和分段平巷掘进通风联络道联通通风天井，自各阶段运输平巷掘进溜井联络道联通溜井。
4.根据权利要求1所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，矿房回采前，自阶段运输平巷掘进出矿联络道，自出矿联络道掘进出矿横巷，自出矿横巷向两侧掘进装矿进路，自装矿进路端部掘进集矿堑沟，自集矿堑沟端部掘进切割平巷，自切割平巷端部向上掘进切割天井，利用中深孔爆破将切割天井扩帮形成切割槽，自分段平巷掘进分段凿岩联络道，自分段凿岩联络道掘进分段凿岩巷道，自分段凿岩巷道端部掘进切割平巷，自切割平巷端部掘进切割天井。
5.根据权利要求3所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，所述集中阶段运输平巷和阶段运输平巷规格均为4.2×4.8m2，所述分段平巷、回风平巷和回风横巷规格均为4.2×4.0m2。
6.根据权利要求3所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，所述通风联络道规格为2.5×2.833m2，所述通风天井规格为3×3m2。
7.根据权利要求3所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，所述溜井联络道规格为4.5×4.1m2，所述溜井直径为4m。
8.根据权利要求4所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，所述出矿联络道、出矿横巷和装矿进路规格均为4.5×4.1m2。
9.根据权利要求4所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，所述集矿堑沟、分段凿岩联络道和分段凿岩巷道规格均为4.2×4.0m2。
10.根据权利要求4所述的用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，其特征是，所述切割平巷和切割天井规格均为2.0×2.0m2。
技术总结
一种用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法，包括如下步骤：根据露天台阶高度对挂帮矿体进行阶段划分和分段划分，留设横向、纵向间柱及边坡保安矿柱；利用运输平巷和分段平巷掘进联络道通达矿体，构筑出矿结构和分段凿岩巷道；矿房回采时，多个采场同时进行中深孔爆破作业，以切割槽为自由面侧向崩矿，各阶段的矿石通过溜井溜至集中阶段运输巷道，然后运至地表；待露天生产结束后，及时回收间柱和顶柱。采用本发明能够降低采切成本和工作人员组织管理的难度，提高出矿效率，减少运输作业对边坡稳定性的影响。
技术研发人员：陈庆发;肖体群
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2019.10.31
技术公布日：2020.01.17
声明：
“用于挂帮矿体开采的中深孔多采场并分段共溜井采矿方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：广西大学
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2024年08月08日 ~ 10日 
