CN108643908A - 一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，包括勘查矿体、向矿体内分别掘进上层采准巷道和下层采准巷道、在下层采准巷道内划定若干条孔位分布线、依次在孔位分布线上钻攻多个炮眼孔、爆破炮眼孔，使各组炮眼孔受爆破后其内壁形成爆破自由面，并从下层采准巷道内各组炮眼孔相应位置处通过爆破获得矿产、再收集所得矿产并运出矿体外部。采用本发明的技术方案，通过沿着与采准巷道采掘方向相反的方向，逐次地在采准巷道多个位置采用钻孔放炮的方法采矿，在矿层内形成多组爆破自由面，操作人员所需要携带机械设备较少，使围岩内部地质构造和应力受破坏程度较小，有效保障了操作人员的人身安全，简化了采矿工艺，提高了采矿作业效率。
Description
技术领域
本发明属于采矿技术领域，尤其涉及一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法。
背景技术
现有技术中，对于矿层的开采一般采用空场采矿法、崩落采矿法、留矿采矿法、充填采矿法等采矿方法，其中空场采矿法应用最为广泛，它是指在回采过程中，主要依靠围岩自身的稳固性或少量的矿柱、人工支柱来支撑采空区的采矿方法。使用空场采矿法时，对矿体围岩稳定性要求较高，但是，若矿体内矿层相对于水平面为倾斜状态时，由于矿体围岩稳定性较差，容易出现顶板垮塌事故，存在较大的安全风险，特别是近年来，各种用于采矿作业的机械设备广泛应用于矿场中，这些设备的应用尽管提高了采矿作业效率，但由于设备的投入使用，设备自身产生的振动等因素，增加了围岩的不稳定性，存在较大的安全隐患，因此，在应用空场采矿法时不得不逐段对采矿作业面进行支护处理，由于围岩地质构造各不相同，安全性无法得到充分保障，支护作业需要耗费大量的人力物力，劳动强度大，降低了采矿企业生产效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，主要包括以下步骤：
步骤一：勘查矿体：找到地理位置上某处具有开采价值的地质体作为矿体，所述矿体内具有相对于水平面倾斜的矿层；
步骤二：掘进巷道：向步骤一所述矿体内采掘掘进，分别在所述矿层上、下两端形成彼此相对平行的上层采准巷道和下层采准巷道；
步骤三：划定孔位分布线：在下层采准巷道内适当位置处在其内壁上划出一条孔位分布线，该孔位分布线上任意一点相对于所述下层采准巷道终点处之间的距离处处相等；
步骤四：钻攻炮眼孔：从所述孔位分布线上拾取若干个孔位点，其中任意相邻两个孔位点之间间距相等，依次在每个孔位点处向所述矿层内钻攻若干个炮眼孔；
步骤五：爆破炮眼孔：向步骤四所述炮眼孔内分别装填适量炸药以及雷管，并将所有雷管引线并列连接在一起后，点燃引线，引爆所有雷管及炸药，使所述炮眼孔周围矿层被炸出后落入所述下层采准巷道内，获得矿产，所述炮眼孔受爆破后其内壁形成爆破自由面；
步骤六：重复步骤三至步骤五，依次在下层采准巷道内多个位置处形成多组炮眼孔，定义自然数n代表各组炮眼孔的序号，依次对每组炮眼孔进行爆破后形成多组爆破自由面，并从下层采准巷道内多个位置处获得矿产；
步骤七：采集矿产：收集步骤六所述下层采准巷道内所有矿产，再将收集所得所有矿产运出所述矿体外部。
步骤六中其中第一组爆破自由面中心距离所述下层采准巷道终点处的距离为3米。
步骤四中，所述相邻两个孔位点之间间距为1米。
步骤六中，设第n-1组爆破自由面与第n组爆破自由面之间的中心距为Ln，设第n组爆破自由面与第n+1组爆破自由面之间的中心距为Ln+1，则Ln与Ln+1之间满足以下关系式：Ln+1-Ln＝1米。
步骤六中其中第一组炮眼孔中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线相交成15°夹角。
步骤六中，设第n-1组炮眼孔中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线之间相交角为αn-1，设第n组炮眼孔中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线之间相交角为αn，则αn-1与αn之间满足以下关系式：αn-αn-1＝10°。
步骤七中所述矿产使用电动铲运机进行收集和运出。
步骤二中所述掘进巷道还包括向矿体内采掘掘进形成一条与所述下层采准巷道连通的开拓石门，该开拓石门与所述下层采准巷道处于同一标高，并且其中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线垂直相交。
本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，根据矿体内矿层状况，向矿体内采掘掘进两条彼此相对平行的采准巷道，并沿着与采准巷道采掘方向相反的方向，逐次地在采准巷道多个位置采用钻孔放炮的方法采矿，在矿层内形成多组爆破自由面，操作人员所需要携带机械设备较少，任意相邻两组炮眼孔之间经过爆破以后自然形成围岩支撑柱，对围岩起到支撑作用，保护了巷道顶板，使围岩内部地质构造和应力受破坏程度较小，有效保障了操作人员的人身安全，避免了繁重的巷道支护作业，简化了采矿工艺，提高了采矿作业效率。
附图说明
图1是本发明工艺流程图；
图2是本发明采准巷道与各组炮眼孔布置示意图；
图3是本发明处于同一条孔位分布线上的各个炮眼孔的布置示意图。
图中：1-炮眼孔，2-爆破自由面，3-上层采准巷道，4-下层采准巷道，5-矿层，6-开拓石门，7-围岩。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2、图3所示，本发明提供一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，包括以下步骤：
步骤一：勘查矿体：找到地理位置上某处具有开采价值的地质体作为矿体，所述矿体内具有相对于水平面倾斜的矿层；
步骤二：掘进巷道：向步骤一所述矿体内采掘掘进，分别在所述矿层上、下两端形成彼此相对平行的上层采准巷道和下层采准巷道；进一步地，所述掘进巷道还包括向矿体内采掘掘进形成一条与所述下层采准巷道连通的开拓石门，该开拓石门与所述下层采准巷道处于同一标高，并且其中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线垂直相交。
步骤三：划定孔位分布线：在下层采准巷道内适当位置处在其内壁上划出一条孔位分布线，该孔位分布线上任意一点相对于所述下层采准巷道终点处之间的距离处处相等；
步骤四：钻攻炮眼孔：从所述孔位分布线上拾取若干个孔位点，其中任意相邻两个孔位点之间间距相等，依次在每个孔位点处向所述矿层内钻攻若干个炮眼孔；进一步地，所述相邻两个孔位点之间间距为1米。
步骤五：爆破炮眼孔：向步骤四所述炮眼孔内分别装填适量炸药以及雷管，并将所有雷管引线并列连接在一起后，点燃引线，引爆所有雷管及炸药，使所述炮眼孔周围矿层被炸出后落入所述下层采准巷道内，获得矿产，所述炮眼孔受爆破后其内壁形成爆破自由面；
步骤六：重复步骤三至步骤五，依次在下层采准巷道内多个位置处形成多组炮眼孔，定义自然数n代表各组炮眼孔的序号，依次对每组炮眼孔进行爆破后形成多组爆破自由面，并从下层采准巷道内多个位置处获得矿产；进一步地，其中第一组爆破自由面中心距离所述下层采准巷道终点处的距离为3米。设第n-1组爆破自由面与第n组爆破自由面之间的中心距为Ln，设第n组爆破自由面与第n+1组爆破自由面之间的中心距为Ln+1，则Ln与Ln+1之间满足以下关系式：Ln+1-Ln＝1米。其中第一组炮眼孔中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线相交成15°夹角。设第n-1组炮眼孔中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线之间相交角为αn-1，设第n组炮眼孔中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线之间相交角为αn，则αn-1与αn之间满足以下关系式：αn-αn-1＝10°。
步骤七：采集矿产：收集步骤六所述下层采准巷道内所有矿产，再将收集所得所有矿产运出所述矿体外部。进一步地，步骤七中所述矿产使用电动铲运机进行收集和运出。
采用本发明的技术方案，根据矿体内矿层状况，向矿体内采掘掘进两条彼此相对平行的采准巷道，并沿着与采准巷道采掘方向相反的方向，逐次地在采准巷道多个位置采用钻孔放炮的方法采矿，在矿层内形成多组爆破自由面，操作人员所需要携带机械设备较少，任意相邻两组炮眼孔之间经过爆破以后自然形成围岩支撑柱，对围岩起到支撑作用，保护了巷道顶板，使围岩内部地质构造和应力受破坏程度较小，有效保障了操作人员的人身安全，避免了繁重的巷道支护作业，简化了采矿工艺，提高了采矿作业效率。
Claims (8)
1.一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：勘查矿体：找到地理位置上某处具有开采价值的地质体作为矿体，所述矿体内具有相对于水平面倾斜的矿层；
步骤二：掘进巷道：向步骤一所述矿体内采掘掘进，分别在所述矿层上、下两端形成彼此相对平行的上层采准巷道和下层采准巷道；
步骤三：划定孔位分布线：在下层采准巷道内适当位置处在其内壁上划出一条孔位分布线，该孔位分布线上任意一点相对于所述下层采准巷道终点处之间的距离处处相等；
步骤四：钻攻炮眼孔：从所述孔位分布线上拾取若干个孔位点，其中任意相邻两个孔位点之间间距相等，依次在每个孔位点处向所述矿层内钻攻若干个炮眼孔；
步骤五：爆破炮眼孔：向步骤四所述炮眼孔内分别装填适量炸药以及雷管，并将所有雷管引线并列连接在一起后，点燃引线，引爆所有雷管及炸药，使所述炮眼孔周围矿层被炸出后落入所述下层采准巷道内，获得矿产，所述炮眼孔受爆破后其内壁形成爆破自由面；
步骤六：重复步骤三至步骤五，依次在下层采准巷道内多个位置处形成多组炮眼孔，定义自然数n代表各组炮眼孔的序号，依次对每组炮眼孔进行爆破后形成多组爆破自由面，并从下层采准巷道内多个位置处获得矿产；
步骤七：采集矿产：收集步骤六所述下层采准巷道内所有矿产，再将收集所得所有矿产运出所述矿体外部。
2.如权利要求1所述的一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，其特征在于：步骤六中其中第一组爆破自由面中心距离所述下层采准巷道终点处的距离为3米。
3.如权利要求1所述的一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，其特征在于：步骤四中，所述相邻两个孔位点之间间距为1米。
4.如权利要求1所述的一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，其特征在于：步骤六中，设第n-1组爆破自由面与第n组爆破自由面之间的中心距为Ln，设第n组爆破自由面与第n+1组爆破自由面之间的中心距为Ln+1，则Ln与Ln+1之间满足以下关系式：
Ln+1-Ln＝1米。
5.如权利要求1所述的一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，其特征在于：步骤六中其中第一组炮眼孔中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线相交成15°夹角。
6.如权利要求1所述的一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，其特征在于：步骤六中，设第n-1组炮眼孔中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线之间相交角为αn-1，设第n组炮眼孔中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线之间相交角为αn，则αn-1与αn之间满足以下关系式：αn-αn-1＝10°。
7.如权利要求1所述的一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，其特征在于：步骤七中所述矿产使用电动铲运机进行收集和运出。
8.如权利要求1所述的一种采掘中厚矿体内倾斜矿层的空场采矿方法，其特征在于：步骤二中所述掘进巷道还包括向矿体内采掘掘进形成一条与所述下层采准巷道连通的开拓石门，该开拓石门与所述下层采准巷道处于同一标高，并且其中心轴线与所述下层采准巷道中心轴线垂直相交。
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