CN117988844B - 采用非爆破方式开采薄金属矿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用非爆破方式开采薄金属矿方法，其作业步骤为：①沿薄金属矿体开挖上、下矿脉巷道，开挖与上、下矿脉巷道垂直的上、下前穿脉巷道和上、下后穿脉巷道；②将采矿体分成N个采矿段；③在各采矿段的四角处钻设穿绳孔道；④在上矿脉巷道内铺设轨道，升降机和绳锯机安装在轨道上，对各采矿段用绳锯法进行采矿；⑤采用金刚石绳锯切割出采矿体上的横向落矿缝；⑥切割出第一采矿段的左侧落矿缝；⑦升降机将扩张器于下矿脉巷道内提升并没入左侧落矿缝内，开始切割第一采矿段的中间落矿缝；⑧扩张器上的活动板在高压气袋膨胀推力下撑开而将开采体崩裂坠落，崩落的矿石砸在下矿脉巷道上并摔碎，用铲运机和矿车将碎矿石经下前穿脉巷道运出。
Description
技术领域
本发明涉及金属矿体开采技术，具体为一种采用非爆破方式开采薄金属矿方法。
背景技术
现有技术对地下薄金属矿的开采通常采用钻爆破孔→装炸药→炸药爆破的施工方法。
采用爆破方式开采0.6m～1.1m厚度的薄金属矿体时，因两壁不平，用机器自动进行钻爆破孔施工非常困难，需要采用人工进行钻爆破孔施工。在钻爆破孔施工时，即使采用人工加简易钻机操作，作业宽度最少需要1.5m以上，由此，薄金属矿体的大量围岩也一起开采，造成废石的数量很多，贫矿率高，开采成本增加。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种可实现安全、环保、高效、经济的采用非爆破方式开采薄金属矿方法。
能够解决上述技术问题的采用非爆破方式开采薄金属矿方法，采用了绳锯机、金刚石绳锯和落矿装置进行作业，其方案步骤为：
1、在预定作业区域范围内，沿薄金属矿体开挖出水平且相距为H的上、下两条矿脉巷道，开挖出与上、下的矿脉巷道垂直的上、下的前穿脉巷道和上、下的后穿脉巷道，前、后穿脉巷道之间的距离为L，前、后的穿脉巷道之间的薄金属矿为0.6m～1.1m厚度的采矿体。
2、将采矿体分成N个采矿段，每个采矿段的长度为L1。
3、从矿脉巷道前端开始，在每个采矿段的四角处钻设上、下向的穿绳孔道，在上矿脉巷道内铺设轨道，将落矿装置的升降机和绳锯机安装在轨道上，对每个采矿段逐个用绳锯法进行采矿。
4、通过(2N+2)条穿绳孔道采用绳锯机带动金刚石绳锯自前向后切割出采矿体的(N+1)条横向落矿缝。
5、通过穿绳孔道采用绳锯机带动金刚石绳锯切割出第一采矿段的左侧落矿缝。
6、升降机将落矿装置的薄型扩张器于下矿脉巷道内提升并没入左侧落矿缝内h距离，采用金刚石绳锯自下而上开始切割第一采矿段的中间落矿缝。
7、当向上切割中间落矿缝的进程为E＝h+(50mm～200mm)时停止，安装在薄型扩张器的固定板上的高压气袋膨胀，推动与固定板铰连接且位于高压气袋上的活动板向外转动，从而将金刚石绳锯下方的开采体崩裂坠落，矿石坠落后高压气袋和活动板复位，崩落的矿石向下砸在下矿脉巷道上并摔碎，用铲运机和矿车将碎矿石经下前穿脉巷道向外运出。
8、升降机逐级提升薄型扩张器的高度h并重复步骤7，从而将第一采矿段的左半部开采完毕。
9、通过穿绳孔道采用绳锯机带动金刚石绳锯开始切割第一采矿段的右侧落矿缝，升降机将落矿装置的厚型扩张器于下矿脉巷道内提升没入第一采矿段的左半部中h的距离并重复步骤7、8，从而将第一采矿段右半侧开采完毕。
10、升降机和绳锯机带动金刚石绳锯向后逐级移动L1的距离并重复步骤5～9而将采矿体全部开采完毕。
进一步，所述采矿体的厚度为＜0.6m时，采用绳锯机的金刚石绳锯切割出横向落矿缝以及左、右侧两条落矿缝并采用落矿装置的薄型扩张器进行落矿作业。
进一步，所述采矿体的厚度为1.1m～1.6m时，采用绳锯机的金刚石绳锯切割出横向落矿缝以及左、左中、右中和右侧四条落矿缝并采用落矿装置的薄型扩张器和厚型扩张器进行落矿作业。
常规的，H＝40m～100m，L＝50m～400m，L1＝3.0m～6.0m，h＝300mm～1000mm，穿绳孔道的孔径＝φ50mm～φ80mm。
本发明的有益效果：
1、与现有的爆破法相比，采用本发明采用非爆破方式开采薄金属矿方法，可以减少开采不必要的围岩(原施工方法需打装炸药孔，钻机等开采设备及人员须进入开采体内，开采区域最少需要1.5m宽，对厚度小于1.1m的矿体，特别是厚度小于0.6m的矿体，需要采出大量的围岩)，因人员不用进入没有足够防护的开采体内，可极大地减少了人员伤亡事故。
2、采用本发明技术，将彻底解决打眼、爆破等环保限令，由于金刚石绳锯切割矿体不产生振动，对矿体和矿区的稳定无任何不良影响。
附图说明
图1为本发明一种实施方式中采矿体的轴测图。
图2为图1中实施方式中采用绳锯机切割前端横向落矿缝的作业示意图。
图3为图1中采用绳锯机切割左侧落矿缝的作业示意图。
图4为图3中的A-A剖视图。
图5为图1中采用绳锯机切割中间落矿缝的作业示意图。
图6为图5中的B-B剖视图，含采用扩张器落矿的作业示意图。
图号标识：1、采矿体；1-1、第一采矿段；2、上矿脉巷道；3、下矿脉巷道；4、上前穿脉巷道；5、下前穿脉巷道；6、上后穿脉巷道；7、下后穿脉巷道；8、轨道；9、绳锯机；10、升降机；11、金刚石绳锯；12、扩张器；13、落矿缝；14、钢丝绳。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明采用非爆破方式开采薄金属矿方法，采用了绳锯机9带动金刚石绳锯11对薄金属矿体进行切割施工而切割出落矿自由面，通过落矿装置(包括升降机10和扩张器12)将设计容量的矿体崩裂，掉落的矿体砸在下矿脉巷道3上而变成碎矿，再由运矿设备将碎矿石向外搬运，其作业的方案步骤为：
1、在预定作业区域范围内，于薄金属矿体的上、下方开挖出水平的上矿脉巷道2和下矿脉巷道3，上、下矿脉巷道2、3之间的距离为H＝40m～100m，于矿脉走向上相隔长度L＝50m～400m开挖出与上、下矿脉巷道2、3垂直的上前穿脉巷道4、下前穿脉巷道5、上后穿脉巷道6和下后穿脉巷道7，前、后的穿脉巷道之间的薄金属矿体为采矿体1，所述采矿体1的厚度(左、右向)为0.6m～1.1m，将采矿体1分成N个采矿段，每个采矿段的长度为L1＝3.0m～6.0m，如图1、图2、图4、图6所示。
2、从矿脉巷道前端开始，在每个采矿段的四角处用钻机钻出上、下斜向的穿绳孔道(φ＝50mm～φ80mm)，各穿绳孔道的斜角为α，如第一采矿段1-1上，四条穿绳孔道分别为ac、a1c1、bd、b1d1，一个采矿体1上共需钻(2+2N)条穿绳孔道，如图1所示。
3、在上矿脉巷道2内铺设轨道8，将落矿装置的升降机10和绳锯机9安装在轨道8上，对每个采矿段逐个用绳锯法进行采矿。
4、通过ac和bd两条穿绳孔道穿设金刚石绳锯11，采用绳锯机9带动金刚石绳锯11而切割出第一采矿段1-1的前端横向落矿缝13(abdc)，为提高效率，可采用绳锯机9带动金刚石绳锯11同时锯切两条横向落矿缝13，如图1、图2所示。
5、重复步骤4，自前向后完成采矿体1上全部的(N+1)条横向落矿缝13的锯切。
6、通过ac和a1c1两条穿绳孔道穿设金刚石绳锯11，采用绳锯机9带动金刚石绳锯11而切割出第一采矿段1-1的左侧落矿缝13(aa1c1c)，如图1、图3、图4所示。
图3中所示的α角是矿体自然形成的角度，为保证自重落矿顺利，α角越小越好，但α角设定得越小，本发明适用范围越窄，本发明以α≤30°为宜。
7、于下矿脉巷道3内，将薄型的扩张器12对应于左侧落矿缝13(aa1c1c)设置，将薄型的扩张器12的固定板的前、后两端连接在升降机10的前、后钢丝绳14上，升降机10提升固定板及其铰装于固定板上端的活动板没入左侧落矿缝13(aa1c1c)内h＝300mm～1000mm的距离，如图6所示。
8、通过前、后横向落矿缝13穿设金刚石绳锯11，采用绳锯机9带动金刚石绳锯11自下而上开始切割第一采矿段1-1的中侧落矿缝13(ee1f1f)，当切割中侧落矿缝13(ee1f1f)的进程E＝h+50mm～200mm时停止切割，固定板上的高压气袋膨胀(可产生约100吨的膨胀推力)，推动与固定板铰接且位于高压气袋上的活动板向外转动张开，张开的活动板将金刚石绳锯11下方的第一采矿段1-1的左部崩裂坠落，矿石坠落后高压气袋和活动板复位，崩落的矿石向下砸在下矿脉巷道3内并摔碎，用铲运机和矿车将碎矿石经下前穿脉巷道5向外运出，如图5、图6所示；
9、升降机10逐级提升薄型的扩张器12的高度h并重复步骤8，从而将第一采矿段1-1的左半部开采完毕。
10、于下矿脉巷道3内，将厚型的扩张器12对应于第一采矿段1-1的左半部设置，将厚型的扩张器12的固定板的前、后两端连接在升降机10的前、后钢丝绳14上，升降机10提升固定板及其铰装于固定板上端的活动板没入第一采矿段1-1的左半部内h＝300mm～1000mm的距离，如图6所示。
11、通过bd和b1d1两条穿绳孔道穿设金刚石绳锯11，采用绳锯机9带动金刚石绳锯11自下而上开始切割第一采矿段1-1的右侧落矿缝13(bb1d1d)，当切割右侧落矿缝13(bb1d1d)的进程E＝h+(50mm～200mm)时停止切割，固定板上的高压气袋膨胀(可产生约100吨的膨胀推力)，推动与固定板铰接且位于高压气袋上的活动板向外转动张开，张开的活动板将金刚石绳锯11下方的第一采矿段1-1的右部崩裂坠落，矿石坠落后高压气袋和活动板复位，崩落的矿石砸在下矿脉巷道3内并摔碎，用铲运机和矿车将碎矿石经下前穿脉巷道5向外运出，如图5、图6所示。
12、升降机10逐级提升厚型的扩张器12的高度h并重复步骤11，从而将第一采矿段1-1的右半部开采完毕。
13、升降机12和绳锯机9向后逐级移动L1的距离并重复步骤6～12，从而将采矿体1全部开采完毕。
14、当采矿体1的厚度ab＜0.6m时，采用绳锯机9的金刚石绳锯11切割出横向落矿缝13以及左、右侧两条落矿缝13并采用落矿装置的薄型扩张器12进行落矿作业。
15、当采矿体1的厚度ab＝1.1m～1.6m时，采用绳锯机9的金刚石绳锯11切割出横向落矿缝13以及左、左中、右中、右侧四条落矿缝13并采用落矿装置的薄型扩张器12和厚型扩张器12进行落矿作业。
本发明与现有的爆破法相比，可以减少开采不必要的围岩(原施工方法需打装炸药孔，钻机等开采设备及人员进入开采体内，开采区域最少需要1.5m宽，对厚度小于1.1m的矿体，特别是厚度小于0.6m的矿体，需要采出大量的围岩)，本发明中，人员不用进入没有足够防护的开采体内，可极大减少了人员伤亡事故；更为关键的是采用本发明技术，将彻底解决打眼、爆破等环保限令，采用金刚石绳锯切割矿体及落矿本身不产生振动，对矿体和矿区的稳定无任何影响。
Claims (4)
1.采用非爆破方式开采薄金属矿方法，其特征在于采用了绳锯机、金刚石绳锯和落矿装置进行作业，其方案步骤为：
①、在预定作业区域范围内，沿薄金属矿体开挖出水平且相距为H的上、下两条矿脉巷道，开挖出与上、下的矿脉巷道垂直的上、下的前穿脉巷道和上、下的后穿脉巷道，前、后穿脉巷道之间的距离为L，前、后的穿脉巷道之间的薄金属矿为0.6m～1.1m厚度的采矿体；
②、将采矿体分成N个采矿段，每个采矿段的长度为L1；
③、从矿脉巷道前端开始，在每个采矿段的四角处钻出上、下向的穿绳孔道，在上矿脉巷道内铺设轨道，将落矿装置的升降机和绳锯机安装在轨道上，对每个采矿段逐个用绳锯法进行采矿；
④、通过(2N+2)条穿绳孔道采用绳锯机带动金刚石绳锯自前向后切割出采矿体的(N+1)条横向落矿缝；
⑤、通过穿绳孔道采用绳锯机带动金刚石绳锯切割出第一采矿段的左侧落矿缝；
⑥、升降机将落矿装置的薄型扩张器于下矿脉巷道内提升并没入左侧落矿缝内h距离，采用金刚石绳锯自下而上开始切割第一采矿段的中间落矿缝；
⑦、当向上切割中间落矿缝的进程为E＝h+(50mm～200mm)时停止，安装在薄型扩张器的固定板上的高压气袋膨胀，推动与固定板铰连接且位于高压气袋上的活动板向外转动，从而将金刚石绳锯下方的开采体崩裂坠落，矿石坠落后高压气袋和活动板复位，崩落的矿石向下砸在下矿脉巷道上并摔碎，用铲运机和矿车将碎矿石经下前穿脉巷道向外运出；
⑧、升降机逐级提升薄型扩张器的高度h并重复步骤⑦，从而将第一采矿段的左半部开采完毕；
⑨、通过穿绳孔道采用绳锯机带动金刚石绳锯开始切割第一采矿段的右侧落矿缝，升降机将落矿装置的厚型扩张器于下矿脉巷道内提升没入第一采矿段的左半部中h的距离并重复步骤⑦、⑧，从而将第一采矿段右半侧开采完毕；
⑩、升降机和绳锯机带动金刚石绳锯向后逐级移动L1的距离并重复步骤⑤～⑨而将采矿体全部开采完毕。
2.根据权利要求1所述的采用非爆破方式开采薄金属矿方法，其特征在于：所述采矿体的厚度为＜0.6m，采用绳锯机带动金刚石绳锯切割出横向落矿缝以及左、右侧落矿缝并采用落矿装置的薄型扩张器进行落矿作业。
3.根据权利要求1所述的采用非爆破方式开采薄金属矿方法，其特征在于：所述采矿体的厚度为1.1m～1.6m，采用绳锯机带动金刚石绳锯切割出横向落矿缝以及左、左中、右中和右侧落矿缝并分别采用落矿装置的薄型扩张器和厚型扩张器进行落矿作业。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的采用非爆破方式开采薄金属矿方法，其特征在于：H＝40m～100m，L＝50m～400m，L1＝3.0m～6.0m，h＝300mm～1000mm，穿绳孔道的孔径φ＝50mm～φ80mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: No. 20 Tieshan Road, Guilin High-tech Zone, Guangxi Zhuang Autonomous Region, 541004 Applicant after: Guilin Tebang New Materials Co.,Ltd. Applicant after: CHINA NONFERROUS METAL MINING (Group) Co.,Ltd. Applicant after: Guangxi guihuacheng Co.,Ltd. Address before: No. 20 Tieshan Road, Guilin High-tech Zone, Guangxi Zhuang Autonomous Region, 541004 Applicant before: GUILIN TEBON SUPERHARD MATERIAL Co.,Ltd. Country or region before: China Applicant before: CHINA NONFERROUS METAL MINING (Group) Co.,Ltd. Applicant before: Guangxi guihuacheng Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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