本发明涉及矿山地下开采技术领域，具体涉及一种适用于急倾斜薄矿体的开采方法。
背景技术：
急倾斜薄矿体一般指倾角不小于50°，厚度不大于4m的矿体，根据国内外开采类似矿体的经验，目前主要应用的
采矿方法有浅孔留矿法、削壁充填法和分段空场法，其中浅孔留矿法适用于中等稳固以上以及无粘结性的矿体，应用过程中存在矿石贫化率高、损失率大、作业安全性差、积压资金等问题；削壁充填法适用于矿体厚度不大于1.2m的矿体，应用过程中存在生产能力小、劳动强度大、生产工艺复杂等问题；矿山目前使用的分段空场法只适用厚度4m左右、围岩稳固的矿体，应用过程中存在损失率大、贫化率高、地压活动大等问题。
然而随着目前矿山生产逐渐向深部发展，地压活动逐渐显现，同时矿山人工劳动力的渐渐缺失，矿山企业在面对类似急倾斜破碎薄矿脉这类复杂矿体时，现有采矿方法变得无能为力。
技术实现要素：
本发明提供一种急倾斜薄矿体的采矿方法，目的是提供一种能够安全、高效、低贫损的适用于急倾斜薄矿体的安全高效采矿方法。
本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：
第一步，将矿体划分为矿块，矿块长度40～100m，高度20～100m，矿块内只留少量间柱，矿块内部分段，每段高度6～10m；
第二步，在矿块两端，由脉外运输巷道垂直矿体走向方向掘进穿脉巷道；在穿脉巷道矿脉处掘进人行溜矿天井，同时掘进脉内电耙硐室和分段凿岩巷道；待分段凿岩巷道掘进完成后，掘进中央先进天井；
第三步，矿块回采顺序为由上至下回采，以中央先进天井为自由面，由中央向两端回采；分段回采时，在分段凿岩巷道中施工上向炮孔，爆破崩落的矿石采用电耙耙至相对应的溜井部分，由溜井放矿漏斗放出；
第四步，出矿采用分段出矿的方式，上一分段回采结束后，回采下一个分段；根据采场围岩条件以及采场应力分布情况，每隔1～2个分段，在分段凿岩巷道施工人工混凝土垫层。
进一步地，所述步骤一中间柱长度2～4m，由于行人溜矿井为两个采场共用一个，因此需要第一个采场回采时预留间柱保护行人溜矿天井，第二个采场回采结束后，回收此间柱。
进一步地，所述步骤二中，分段凿岩巷道宽度1.2～2m，高度2～2.5m。
进一步地，所述步骤二中，分段凿岩巷道上下盘围岩使用钢筋网、锚杆联合支护。
进一步地，所述步骤二中，中央先行天井尺寸为1.8m×1.8m～3m×3m。
进一步地，所述步骤二中，人行溜矿天井包括：脉内溜井部分和脉外人井部分。
进一步地，所述步骤四中，人工混凝土垫层厚度0.5～1m，垫层由钢筋+混凝土构成，主筋用直径15～20mm圆钢，副筋用直径10～15mm圆钢制成，混凝土强度按c15～c20设计，水泥品种po42.5。
本发明的有益效果：
本发明适用于急倾斜破碎薄矿体的开采，此方法采用分段出矿，减少采场每个分段的作业时间，有效的控制了围岩的混入，减少了贫化率；每1～2分段，施工混凝土垫层，可以有效的控制采场地压显现，同时保证回采下部分段时，上部分段空区围岩的混入，即提高了采场稳定性，也减少了矿石贫化率，在采准过程中使用人溜两用井，节省大量脉外采准工程；采用中深孔的回采方式，极大的提高了采场生产效率；分段凿岩巷道进行支护，保证人员不在空区或者无支护的采场中作业，保证了生产作业的安全。
附图说明
图1是本发明的正视图；
图2是图1的a向视图；
图3是图1的b向视图；
图中：脉外运输巷道1、电耙硐室2、穿脉巷道3、中央先进天井4、人行溜矿井5、分段凿岩巷道6、矿体7、采空区8、混凝土垫层9、炮孔10、崩落矿石11、电耙12、间柱13。
具体实施方式
实施例1
包括下列步骤：
第一步，将矿体7划分为矿块，矿块长度40m，高度20m，矿块内只留少量间柱13，矿块内部分段，每段高度6m、7m、7m；
第二步，在矿块两端，由脉外运输巷道1垂直矿体走向方向掘进穿脉巷道3；在穿脉巷道矿脉处掘进人行溜矿天井5，同时掘进脉内电耙硐室2和分段凿岩巷道6；待分段凿岩巷道掘进完成后，掘进中央先进天井4；
第三步，矿块回采顺序为由上至下回采，以中央先进天井4为自由面，由中央向两端回采；分段回采时，在分段凿岩巷道6中施工上向炮孔10，爆破崩落的矿石11采用电耙12耙至相对应的溜井部分501，由溜井放矿漏斗放出；
第四步，出矿采用分段出矿的方式，上一分段回采结束后，回采下一个分段；根据采场围岩条件以及采场应力分布情况，每隔1～2个分段，在分段凿岩巷道施工人工混凝土垫层9；
进一步地，所述步骤一中间柱长度2m，由于行人溜矿井为两个采场共用一个，因此需要第一个采场回采时预留间柱保护行人溜矿天井，第二个采场回采结束后，回收此间柱；
进一步地，所述步骤二中，分段凿岩巷道6宽度1.2m，高度2m；
进一步地，所述步骤二中，分段凿岩巷道6上下盘围岩使用钢筋网、锚杆联合支护；
进一步地，所述步骤二中，中央先行天井4尺寸为1.8m×1.8m；
进一步地，所述步骤二中，人行溜矿天井5包括：脉内溜井部分501和脉外人井部分502。
进一步地，所述步骤三中，炮孔布置方式与矿体厚度相关，矿体厚度0.8～1.5m，炮孔采用“之”字型布置，矿体厚度1.2～2m，炮孔采用“梅花”型布置，矿体厚度大于2m，炮孔根据现场实际情况确定布置方式；
进一步地，所述步骤四中，人工混凝土垫层厚度0.1m，垫层由钢筋+混凝土构成，主筋用直径15mm圆钢，副筋用直径10mm圆钢制成，混凝土强度按c15～c20设计，水泥品种po42.5。
实施例2
包括下列步骤：
第一步，将矿体7划分为矿块，矿块长度70m，高度80m，矿块内只留少量间柱13，矿块内部分段，每段高度8m；
第二步，在矿块两端，由脉外运输巷道1垂直矿体走向方向掘进穿脉巷道3；在穿脉巷道矿脉处掘进人行溜矿天井5，同时掘进脉内电耙硐室2和分段凿岩巷道6；待分段凿岩巷道掘进完成后，掘进中央先进天井4；
第三步，矿块回采顺序为由上至下回采，以中央先进天井4为自由面，由中央向两端回采；分段回采时，在分段凿岩巷道6中施工上向炮孔10，爆破崩落的矿石11采用电耙12耙至相对应的溜井部分501，由溜井放矿漏斗放出；
第四步，出矿采用分段出矿的方式，上一分段回采结束后，回采下一个分段；根据采场围岩条件以及采场应力分布情况，每隔1～2个分段，在分段凿岩巷道施工人工混凝土垫层9。
进一步地，所述步骤一中间柱长度3m，由于行人溜矿井为两个采场共用一个，因此需要第一个采场回采时预留间柱保护行人溜矿天井，第二个采场回采结束后，回收此间柱；
进一步地，所述步骤二中，分段凿岩巷道6宽度1.6m，高度2.2m；
进一步地，所述步骤二中，分段凿岩巷道6上下盘围岩使用钢筋网、锚杆联合支护；
进一步地，所述步骤二中，中央先行天井4尺寸为2.4m×2.4m；
进一步地，所述步骤二中，人行溜矿天井5包括：脉内溜井部分501和脉外人井部分502；
进一步地，所述步骤三中，炮孔布置方式与矿体厚度相关，矿体厚度0.8～1.5m，炮孔采用“之”字型布置，矿体厚度1.2～2m，炮孔采用“梅花”型布置，矿体厚度大于2m，炮孔根据现场实际情况确定布置方式；
进一步地，所述步骤四中，人工混凝土垫层厚度0.8m，垫层由钢筋+混凝土构成，主筋用直径18mm圆钢，副筋用直径12mm圆钢制成，混凝土强度按c15～c20设计，水泥品种po42.5。
实施例3
包括下列步骤：
第一步，将矿体7划分为矿块，矿块长度100m，高度100m，矿块内只留少量间柱13，矿块内部分段，每段高度10m；
第二步，在矿块两端，由脉外运输巷道1垂直矿体走向方向掘进穿脉巷道3；在穿脉巷道矿脉处掘进人行溜矿天井5，同时掘进脉内电耙硐室2和分段凿岩巷道6；待分段凿岩巷道掘进完成后，掘进中央先进天井4；
第三步，矿块回采顺序为由上至下回采，以中央先进天井4为自由面，由中央向两端回采；分段回采时，在分段凿岩巷道6中施工上向炮孔10，爆破崩落的矿石11采用电耙12耙至相对应的溜井部分501，由溜井放矿漏斗放出；
第四步，出矿采用分段出矿的方式，上一分段回采结束后，回采下一个分段；根据采场围岩条件以及采场应力分布情况，每隔1～2个分段，在分段凿岩巷道施工人工混凝土垫层9；
进一步地，所述步骤一中间柱长度2m，由于行人溜矿井为两个采场共用一个，因此需要第一个采场回采时预留间柱保护行人溜矿天井，第二个采场回采结束后，回收此间柱；
进一步地，所述步骤二中，分段凿岩巷道6宽度1.6m，高度2.2m；
进一步地，所述步骤二中，分段凿岩巷道6上下盘围岩使用钢筋网、锚杆联合支护；
进一步地，所述步骤二中，中央先行天井4尺寸为3m×3m；
进一步地，所述步骤二中，人行溜矿天井5包括：脉内溜井部分501和脉外人井部分502。
进一步地，所述步骤三中，炮孔布置方式与矿体厚度相关，矿体厚度0.8～1.5m，炮孔采用“之”字型布置，矿体厚度1.2～2m，炮孔采用“梅花”型布置，矿体厚度大于2m，炮孔根据现场实际情况确定布置方式。
进一步地，所述步骤四中，人工混凝土垫层厚度0.5～1m，垫层由钢筋+混凝土构成，主筋用直径15～20mm圆钢，副筋用直径10～15mm圆钢制成，混凝土强度按c15～c20设计，水泥品种po42.5。
下边通过具体实验例来进一步说明本发明。
内蒙古金陶股份有限公司矿体普遍以急倾斜薄矿体为主，矿体围岩比较破碎，矿体平均厚度0.8～2m，矿体围岩比较破碎，矿石具有粘结性，矿山一直采用的削壁充填法进行生产，生产能力低、人工劳动强度大、生产成本高，同时采场经常出现地压显现，存在很大的安全隐患。采用本发明所述的一种急倾斜破碎薄矿体的开采方法，采场生产能力达到57t/d，同时减少了人工劳动强度，大大提高了采场作业安全。
如图1，具体实施步骤为：
采场结构参数：将矿体划分为矿块，矿块高度50m，长度50m，矿块内只留少量间柱13，矿块内部分段，分段高度8m。
采切工程：在矿块两端，由脉外运输巷道1垂直矿体走向方向掘进穿脉巷道3；在穿脉巷道3矿脉处掘进人行溜矿天井5，同时掘进脉内电耙硐室2和分段凿岩巷道6，分段凿岩巷道6断面为1.5m宽，2m高；待分段凿岩巷道6掘进完成后，掘进中央先进天井4，中央先进天井4断面为2m×2m。
矿石回采：矿块回采顺序为由上至下回采，以中央先进天井4为自由面，由中央向两端回采；分段回采时，在分段凿岩巷道6中施工上向炮孔10，每次爆破3-4排孔；崩落的矿石11采用电耙12耙至相对应的溜矿井5，由溜矿井放矿漏斗放出。出矿采用分段出矿的方式，上一分段回采结束后，回采下一个分段。根据采场围岩条件以及采场应力分布情况，每隔1～2个分段，在分段凿岩巷道施工人工混凝土垫层9，人工混凝土垫层厚度0.5m，垫层由钢筋+混凝土构成，主筋用直径16mm圆钢，副筋用直径12mm圆钢制成，混凝土强度按c15设计，水泥品种po42.5。
技术特征：
1.一种急倾斜薄矿体的采矿方法，其特征在于，包括下列步骤：
第一步，将矿体划分为矿块，矿块长度40～100m，高度20～100m，矿块内只留少量间柱，矿块内部分段，每段高度6～10m；
第二步，在矿块两端，由脉外运输巷道垂直矿体走向方向掘进穿脉巷道；在穿脉巷道矿脉处掘进人行溜矿天井，同时掘进脉内电耙硐室和分段凿岩巷道；待分段凿岩巷道掘进完成后，掘进中央先进天井；
第三步，矿块回采顺序为由上至下回采，以中央先进天井为自由面，由中央向两端回采；分段回采时，在分段凿岩巷道中施工上向炮孔，爆破崩落的矿石采用电耙耙至相对应的溜井部分，由溜井放矿漏斗放出；
第四步，出矿采用分段出矿的方式，上一分段回采结束后，回采下一个分段；根据采场围岩条件以及采场应力分布情况，每隔1～2个分段，在分段凿岩巷道施工人工混凝土垫层。
2.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿体的采矿方法，其特征在于：所述步骤一中间柱长度2～4m，由于行人溜矿井为两个采场共用一个，因此需要第一个采场回采时预留间柱保护行人溜矿天井，第二个采场回采结束后，回收此间柱。
3.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿体的采矿方法，其特征在于：所述步骤二中，分段凿岩巷道宽度1.2～2m，高度2～2.5m。
4.根据权利要求3所述的一种急倾斜薄矿体的采矿方法，其特征在于：所述步骤二中，分段凿岩巷道上下盘围岩使用钢筋网、锚杆联合支护。
5.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿体的采矿方法，其特征在于：所述步骤二中，中央先行天井尺寸为1.8m×1.8m～3m×3m。
6.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿体的采矿方法，其特征在于：所述步骤二中，人行溜矿天井包括：脉内溜井部分和脉外人井部分。
7.根据权利要求1所述的一种急倾斜薄矿体的采矿方法，其特征在于：所述步骤四中，人工混凝土垫层厚度0.5～1m，垫层由钢筋+混凝土构成，主筋用直径15～20mm圆钢，副筋用直径10～15mm圆钢制成，混凝土强度按c15～c20设计，水泥品种po42.5。
技术总结
本发明涉及一种急倾斜薄矿体的采矿方法，属于矿山地下开采技术领域。将矿体划分为矿块，在矿块两端，由脉外运输巷道垂直矿体走向方向掘进穿脉巷道；在穿脉巷道矿脉处掘进人行溜矿天井，同时掘进脉内电耙硐室和分段凿岩巷道；待分段凿岩巷道掘进完成后，掘进中央先进天井；矿块回采顺序为由上至下回采，出矿采用分段出矿的方式，上一分段回采结束后，回采下一个分段。本发明优点是采用分段出矿，减少采场每个分段的作业时间，有效的控制了围岩的混入，减少了贫化率；每1～2分段，施工混凝土垫层，可以有效的控制采场地压显现，提高了采场稳定性，也减少了矿石贫化率，提高了采场生产效率，保证了生产作业的安全。
技术研发人员：侯俊;唐学义;张小瑞;程文文;闵忠鹏;严鹏
受保护的技术使用者：长春黄金研究院有限公司
技术研发日：2020.04.01
技术公布日：2020.07.28
声明：
“急倾斜薄矿体的采矿方法与流程” 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。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：长春黄金研究院有限公司
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2024年08月07日 ~ 09日 
