一种低采切比的中深孔采场底部结构及回收方法

摘要

本发明提供了一种低采切比的中深孔采场底部结构及回收方法，通过对中深孔采场的底部结构进行优化，单元采场内两个呈镜像对称分布的凿岩巷道中心轴之间的距离大于单个分段采场的宽度，使单元采场内形成易于回收的三角大矿柱。对三角大矿柱中间掘进小断面凿岩巷道，施工上向中深孔扇形炮孔，以微差爆破的方式崩落矿石，达到回收的目的；采用相同的方法直至将整个中深孔采场底部结构中的三角大矿柱回收完成。本发明通过改变中深孔采场底部结构，使需要回收的底柱数量减少、体积增大，每两个采场只需回收一个底柱，减少了采切工程量，提高了底柱的回收率、稳定性和安全性；减少了矿石的损失率，增加了采矿收益，产生显著的经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，尤其涉及一种低采切比的中深孔采场底部结构及回收方法。

背景技术

在社会不断发展的过程中，矿产资源短缺的问题日益凸显；矿产资源属于不可再生资源，所以在加强矿产资源的勘探开发的同时，还应不断提高矿石回收效率，最大程度的从正在开采的矿床中回收矿产资源。要在根本上稳定矿山的产量，需要对采场内大量残留矿体及矿柱进行有效的回收和利用，这样才可以提升矿山资源利用效率，延长矿山服务的年限。矿柱回收是指某段矿场开采完毕后对矿山开采所留设的安全矿柱、岩柱以及底柱等矿柱的回收。金属矿山大部分保留各种类型的矿柱，据统计数据显示矿柱矿量大约占矿山可采量的30～40％。矿柱大量积压，会造成矿石资源的大量损失，而且也存在严重的安全隐患，因此，矿柱的回采对矿场的生产、安全、经济效益有重大的影响。

目前，针对近水平厚大及急倾斜厚大开采技术条件的矿体，当矿岩属于中等及以上岩石条件时，一般采用分段凿岩分段出矿嗣后充填采矿法或分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法进行回采，该采矿方法具有采准工程量少、生产能力大、安全性高、贫损指标较小等优点。

大部分中深孔采场在开采爆破时，通过施工上向扇形中深孔，减震爆破的方法实现矿石的崩落爆破，然后采用堑沟底部结构出矿，因此会导致采场底部形成一个V型结构；且在生产过程中，堑沟底部结构里的矿量没法随着排面正常爆破的过程进行回收，致使采场充填后还有一部分矿量在采场内。相邻两采场均采用同样的底部结构，使得两个采场相交处形成了一个三角矿柱，而三角矿柱的回收一直是困扰矿山生产的一大难题。中深孔采场底部结构三角矿柱的回收与三角矿柱本身尺寸及充填体质量有关；当三角矿柱尺寸较小时，矿柱回收施工设备的选取将会受到很大的制约；充填体质量较差时，三角矿柱将预留厚度较大的护壁矿，导致矿柱矿石回收率偏低。

有鉴于此，有必要设计一种改进的低采切比的中深孔采场底部结构及回收方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低采切比的中深孔采场底部结构及回收方法，通过对中深孔采场的底部结构进行优化，得到安全性高且采切比低的底柱，并采用中深孔爆破方法，对中深孔采场的底部结构进行高效回收。该方法安全性高，减少了采切工程量，提高了采矿效率和矿石回收率，产生显著的经济效益。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种低采切比的中深孔采场底部结构，包含若干个相邻的单元采场，每个所述单元采场均包含两个相邻的呈镜像对称分布的分段采场；两个所述分段采场内设有呈镜像对称分布的凿岩巷道，且两个所述凿岩巷道中心轴之间的距离大于单个所述分段采场的宽度，以形成大矿柱；两个所述凿岩巷道之间的三角大矿柱中部设有小断面凿岩巷道，以实现对所述三角大矿柱的回收。

作为本发明的进一步改进，两个所述凿岩巷道中心轴之间的距离为单个所述分段采场的宽度的1.3～1.45倍。

作为本发明的进一步改进，所述三角大矿柱由两个相邻的所述大矿柱组成，相邻两个所述单元采场之间形成小矿柱，所述小矿柱和所述大矿柱的自由面水平角度相同，为45°～55°。

作为本发明的进一步改进，所述单元采场内还设置有穿脉出矿巷道、中段运输平巷道、溜矿联络巷道和溜矿井。

一种上述任一项所述的低采切比的中深孔采场底部结构的回收方法，包括以下步骤：

S1、在若干个所述单元采场内部的所述三角大矿柱中间均掘进所述小断面凿岩巷道；

S2、在步骤S1中的所述小断面凿岩巷道内施工上向中深孔扇形炮孔；对所述上向扇形中深孔炮孔进行装药、爆破工作，将崩落矿石进行出矿；

S3、采用步骤S1～S2相同的方法，将整个中深孔采场内底部结构中的三角大矿柱回收完成。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述小断面凿岩巷道的规格根据所述单元采场内充填体的质量设定。

作为本发明的进一步改进，所述充填体的强度＞2MPa时，所述小断面凿岩巷道可选择与所述分段采场内的所述凿岩巷道相同规格的巷道。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述爆破采用排内微差爆破的方法，延后间隔时间为25～75ms。

作为本发明的进一步改进，所述爆破顺序为排内按照中间炮孔向两侧边炮孔依次爆破。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述上向中深孔扇形炮孔的孔底距为2.0～2.5m。

本发明的有益效果是：

1、本发明的一种低采切比的中深孔采场底部结构，包含若干个相邻的单元采场，每个单元采场均包含两个相邻的呈镜像对称分布的分段采场；两个分段采场内设有呈镜像对称分布的凿岩巷道，且两个凿岩巷道中心轴之间的距离大于单个分段采场的宽度，以形成大矿柱。其中，两个相邻分段采场的两个大矿柱相邻分布，会形成体积更大、易于回收的三角大矿柱；三角大矿柱中部设有小断面凿岩巷道，以实现对三角大矿柱的回收。本发明通过改变中深孔采场底部结构，使得后续工程中需要回收的底柱数量减少，每两个采场只需回收一个底柱，减少了采切工程量，提高了底柱的回收率；且大底柱的稳定性和安全性更高。

2、本发明的一种低采切比的中深孔采场底部结构的回收方法，通过将两个相邻的呈镜像对称分布的分段采场组合作为单元采场，对单元采场内的形成的三角大矿柱中间均掘进小断面凿岩巷道；在凿岩巷道内施工上向中深孔扇形炮孔后，以微差爆破的方式崩落三角大矿柱，达到回收的目的；采用相同的方法，直至将整个中深孔采场内的底部结构中的三角大矿柱回收完成。本方法以两个分段采场为单元采场，通过改变凿岩巷道的位置形成大体积的矿柱，并采用微差爆破的方式对其进行回收，减少了矿石的损失率，增加了采矿收益。

3、本发明采用中深孔微差爆破的方法进行底柱回收，微差爆破后冲击力小，减小对充填体破坏，降低出矿后矿石的贫化率，提高采矿质量，同时提高了底柱回收工艺的安全性。

附图说明

图1为本发明一种低采切比的中深孔采场底部结构示意图。

图2为本发明一种低采切比的中深孔采场底部结构的采场俯视图。

图3为本发明一种低采切比的中深孔采场底部结构的采场布置示意图。

附图标记

100-单元采场；1-分段采场；11-凿岩巷道；12-小矿柱；13-大矿柱；14-三角大矿柱；141-小断面凿岩巷道；142-上向中深孔扇形炮孔；2-穿脉出矿巷道；3-中段运输平巷道；4-溜矿联络巷道；5-溜矿井；6-充填体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

一种低采切比的中深孔采场底部结构，包含若干个相邻的单元采场100，每个单元采场100均包含两个相邻的呈镜像对称分布的分段采场1；两个分段采场1内设有呈镜像对称分布的凿岩巷道11，且两个凿岩巷道11中心轴之间的距离大于单个分段采场1的宽度，以形成大矿柱13；两个凿岩巷道11之间的三角大矿柱14中部设有小断面凿岩巷道141，以实现对三角大矿柱14的回收。

具体地，两个凿岩巷道11中心轴之间的距离为单个分段采场1的宽度的1.3～1.45倍，分段采场1内小矿柱12和大矿柱13自由面的水平角度相同，为45°～55°。两个相邻分段采场1的两个大矿柱13相邻分布，形成体积更大、易于回收的三角大矿柱14。另外，单元采场100内还设置有穿脉出矿巷道2、中段运输平巷道3、溜矿联络巷道4和溜矿井5。

特别地，请参阅图3所示，凿岩巷道11的位置由传统布置在采场正中央修改为两个凿岩巷道11中心轴之间的距离大于单个分段采场1的宽度的位置。两个相邻分段采场11的两个大矿柱13相邻分布，会形成体积更大、易于回收的三角大矿柱14。本发明通过改变中深孔采场底部结构，使得需要回收的底柱数量减少，每两个采场只需回收一个底柱，减少了采切工程量，其回收率可达到40～60％，与传统底柱回收方式的回收率为20～40％相比，大大提高了底柱的回收率，提高矿山采矿的经济效益；且大底柱的稳定性和安全性更高，有利于安全施工。

一种低采切比的中深孔采场底部结构的回收方法，包括以下步骤：

S1、在若干个单元采场100内部的三角大矿柱14中间均掘进小断面凿岩巷道141；

其中，小断面凿岩巷道141的规格根据单元采场100内充填体6的质量设定，当充填体6的强度＞2MPa时，三角大矿柱14的小断面凿岩巷道141可选择与分段采场1内的凿岩巷道11相同规格的巷道。

S2、在步骤S1中的小断面凿岩巷道141内施工上向中深孔扇形炮孔142；对上向扇形中深孔炮孔142进行装药、爆破工作，将崩落矿石进行出矿；

其中，上向中深孔扇形炮孔142的孔底距为2.0～2.5m。爆破采用排内微差爆破的方法，延后间隔时间为25～75ms；爆破顺序为排内按照中间炮孔向两侧边炮孔依次爆破。采用中深孔微差爆破的方法进行底柱回收，微差爆破后冲击力小，减小对充填体破坏，降低出矿后矿石的贫化率，提高采矿质量，同时提高了底柱回收工艺的安全性。

在一个具体的实施例中，上向中深孔扇形炮孔142的孔底距为2.0m，微差爆破时排内延后间隔时间为50ms。

S3、采用步骤S1～S2相同的方法，将整个中深孔采场内底部结构中的三角大矿柱14回收完成。

本发明通过将两个呈镜像对称分布的相邻分段采场1组合成为单元采场100，对单元采场100内的三角大矿柱14中间掘进小断面凿岩巷道141；在凿岩巷道11内施工上向中深孔扇形炮孔142后，以微差爆破的方式崩落大矿柱；采用相同的方法，直至将整个中深孔采场内的底部结构三角大矿柱14回收完成。本方法以两个分段采场1为单元采场100，通过改变凿岩巷道11的位置形成大体积的矿柱，并采用微差爆破的方式对其进行回收，减少了矿石的损失率，增加了采矿收益。

实施例1

请参阅图1～图3所示，本发明的一种低采切比的中深孔采场底部结构，包含若干个相邻的单元采场100，每个单元采场100均包含两个宽度分别为15m的、呈镜像对称的相邻分段采场1，每个分段采场1内设有呈镜像对称分布的凿岩巷道11，两个凿岩巷道11中心轴之间的距离大于单个分段采场1的宽度，形成大矿柱13。两个相邻分段采场1的两个大矿柱13组合形成宽度为15.6m、高度为13m，易于回收的三角大矿柱14；三角大矿柱14中间设置小断面凿岩巷道141。其中，分段采场1内小矿柱12和大矿柱13的自由面的水平角度均为45°。另外，单元采场100内还设置有穿脉出矿巷道2、中段运输平巷道3、溜矿联络巷道4以及溜矿井5。对中深孔采场进行开采后形成上述此种中深孔采场底部结构，采场上部的采空区使用高强度充填体6进行充填后，对其底部结构进行回收。

一种低采切比的中深孔采场底部结构的回收方法，在若干个单元采场100内部的三角大矿柱14中间掘进小断面凿岩巷道141；在小断面凿岩巷道141内施工上向中深孔扇形炮孔142；对上向扇形中深孔炮孔142进行装药、爆破工作，将崩落矿石进行出矿。其中，上向中深孔扇形炮孔142的孔底距为2.0m。爆破采用排内微差爆破的方法，延后间隔时间为50ms；爆破顺序为排内按照中间炮孔向两侧边炮孔依次爆破。采用相同的方法进行三角大矿柱14的回收，最后将整个中深孔采场内底部结构中的三角大矿柱14回收完成。

综上所述，本发明提供的一种低采切比的中深孔采场底部结构及回收方法，通过对中深孔采场的底部结构进行优化，将两个呈镜像对称分布的分段采场组合为单元采场，两个分段采场内设置两个呈镜像对称分布的凿岩巷道，两个凿岩巷道中心轴之间的距离大于单个分段采场的宽度，形成体积更大、易于回收的三角大矿柱。对单元采场内的三角大矿柱中间掘进小断面凿岩巷道，并在凿岩巷道内施工上向中深孔扇形炮孔，以微差爆破的方式崩落矿石，达到回收三角大矿柱的目的；采用相同的方法，直至将整个中深孔采场内的底部结构三角大矿柱回收完成。本发明通过改变中深孔采场底部结构，使得需要回收的底柱数量减少，每两个采场只需回收一个底柱，减少了采切工程量，其回收率可达到40～60％，与传统底柱回收方式的回收率为20～40％相比，大大提高了底柱的回收率；且大底柱的稳定性和安全性更高。并采用中深孔微差爆破方法，对中深孔采场的底部结构进行高效回收，该方法安全性高，减少了采切工程量，提高了采矿效率和矿石回收率，产生了显著的经济效益。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。