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来源：西北矿冶研究院
权利要求
1.缓倾斜中厚矿体空场采矿法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1）矿块构成要素：将矿体沿着垂直方向划分开采中段，开采中段高度为50m，每个开采中段划分为2-3个回采分段，回采分段高度16-25m，在每个开采中段内，矿块沿矿体走向布置，矿块长60m，宽为10-15m，矿块划分为矿房和间柱，矿房沿矿体走向布置长45-48m，间柱垂直矿体方向布置长12-15m；
步骤2）采切工程：在间柱中间位置布置穿脉上山，沿着矿体下盘掘至运输回风巷位置，运输回风巷布置在上分层矿体下盘，凿岩上山、出矿上山布置于矿房下盘，均掘至运输回风巷位置，在穿脉上山、出矿上山中间隔8-10m掘出矿横巷，使之与凿岩上山贯通，在运输回风巷与穿脉上山贯通位置巷道边上布置矿石溜井，在矿房底部沿矿体走向布置切割巷道，在切割巷道中间位置布置切割天井，以切割天井为爆破自由面，从中间向两头爆破形成切割槽，以切割槽为自由面爆破形成V型集矿堑沟；
步骤3）回采工作
凿岩爆破：在凿岩上山中用YGZ-90凿岩机凿上向扇形中深孔，边孔角度为45~50°，孔径60～65mm，每次爆破2～3排炮孔，矿石落至V型集矿堑沟；
采场通风：采场采用局部扇风机进行加强通风，新鲜风流经凿岩上山、穿脉上山、出矿横巷进入采场，清洗工作面污风后经运输回风巷道排出；
出矿：采场爆破通风后，矿石由铲运机在出矿横巷铲装后经出矿上山、穿脉上山运至采场矿石溜井，按照凿岩爆破→采场通风→出矿的步骤依次循环，直到矿房回采结束；
步骤4）矿柱回收及采空区处理：间柱及V型集矿堑沟间的三角形矿柱采用扇形中深孔后退式逐排回收，采空区封堵与采空区贯通的巷道即可。
2.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚矿体空场采矿法，其特征在于：所述步骤2）中布置凿岩上山两条、出矿上山一条，出矿上山布置在矿房中间位置，凿岩上山在出矿上山左右各布置一条。
3.根据权利要求1所述的缓倾斜中厚矿体空场采矿法，其特征在于：所述步骤3）出矿中矿石溜井上部设置格筛，控制出矿块度在500mm以内，块度大于500mm的矿块在出矿横巷内采用爆破方式进行二次处理。
说明书
技术领域
本发明属于地下矿山采矿技术领域，具体涉及一种缓倾斜中厚矿体空场采矿法。
背景技术
缓倾斜中厚、厚大矿体是采矿界公认的难采矿体，这类矿体倾角缓，崩落矿石不能靠自重在底部完全放出，出矿必须使用运搬设备，采场顶板暴露面积大，管理困难，安全隐患较为突出。
目前，国内广泛采用房柱法、分段崩落法和底盘漏斗法等采矿方法，但房柱法矿柱的永久损失、使用范围小，房柱法要求顶板围岩相对稳固，矿体真厚度不能太大；分段崩落法采切比大、开采成本高；底盘漏斗法底部结构复杂、采矿效率低等一系列问题。
发明内容
本发明的目的是提供缓倾斜中厚矿体空场采矿法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种缓倾斜中厚矿体空场采矿法，包括如下步骤：
步骤1）矿块构成要素：将矿体沿着垂直方向划分开采中段，开采中段高度为50m，每个开采中段划分为2-3个回采分段，回采分段高度16-25m，在每个开采中段内，矿块沿矿体走向布置，矿块长60m，宽为10-15m，矿块划分为矿房和间柱，矿房沿矿体走向布置长45-48m，间柱垂直矿体方向布置长12-15m；
步骤2）采切工程：在间柱中间位置布置穿脉上山，沿着矿体下盘掘至运输回风巷位置，运输回风巷布置在上分层矿体下盘，凿岩上山、出矿上山布置于矿房下盘，均掘至运输回风巷位置，在穿脉上山、出矿上山中间隔8-10m掘出矿横巷，使之与凿岩上山贯通，在运输回风巷与穿脉上山贯通位置巷道边上布置矿石溜井，在矿房底部沿矿体走向布置切割巷道，在切割巷道中间位置布置切割天井，以切割天井为爆破自由面，从中间向两头爆破形成切割槽，以切割槽为自由面爆破形成V型集矿堑沟；
步骤3）回采工作
凿岩爆破：在凿岩上山中用YGZ-90凿岩机凿上向扇形中深孔，边孔角度为45~50°，孔径60～65mm，每次爆破2～3排炮孔，矿石落至V型集矿堑沟；
采场通风：采场采用局部扇风机进行加强通风，新鲜风流经凿岩上山、穿脉上山、出矿横巷进入采场，清洗工作面污风后经运输回风巷道排出；
出矿：采场爆破通风后，矿石由铲运机在出矿横巷铲装后经出矿上山、穿脉上山运至采场矿石溜井，按照凿岩爆破→采场通风→出矿的步骤依次循环，直到矿房回采结束；
步骤4）矿柱回收及采空区处理：间柱及V型集矿堑沟间的三角形矿柱采用扇形中深孔后退式逐排回收，采空区封堵与采空区贯通的巷道即可。
进一步地，所述步骤2）中布置凿岩上山两条，出矿上山一条，出矿上山布置在矿房中间位置，凿岩上山在出矿上山左右各布置一条，凿岩上山与出矿上山间隔。
进一步地，所述步骤3）出矿中矿石溜井上部设置格筛，控制出矿块度在500mm以内，块度大于500mm的矿块在出矿横巷内采用爆破方式进行二次处理。
本发明的有益效果为：利用凿岩上山、出矿横巷等保证作业人员不在空区底下作业，充分保障作业人员的安全；其次，利用上向扇形中深孔崩矿、铲运机出矿，大大的提高了采矿效率，单采场生产能力可达300-500t/d；再次，矿房间柱及三角形矿柱可采用中深孔后退式逐排回收，最大限度的回收矿产资源，矿块综合回收率可达90%以上。
本发明三角形矿柱可充分回收、对矿体顶底板围岩稳固程度没有要求，解决了房柱法矿柱的永久损失、使用范围小的问题；本发明采准工程所布置的穿脉、凿岩、出矿上山施工简单，单矿块出矿效率可达300-500t/d，本发明采切工程中工程量相对较大的有穿脉、凿岩、出矿上山及切割巷道，且这些工程中产生的矿岩均可作为副产矿石，不额外增加掘进成本，解决了分段崩落法采切比大、开采成本高的问题。
附图说明
图1为本发明一种缓倾斜中厚矿体空场采矿法俯视图；
图2为本发明采矿方法侧视图；
图3为本发明一种缓倾斜中厚矿体空场采矿法底部结构示意图。
图中：1、间柱；2、穿脉上山；3、出矿横巷；4、运输回风巷；5、凿岩上山；6、出矿上山；7、矿石溜井；8、底柱；9、切割天井；10、切割巷道；12、V型集矿堑沟；13、三角形矿柱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1、图2、图3所示，一种缓倾斜中厚矿体空场采矿法，包括如下步骤：
步骤1）矿块构成要素：将矿体沿着垂直方向划分开采中段，开采中段高度为50m，每个开采中段划分为2-3个回采分段，回采分段高度16-25m，在每个开采中段内，矿块沿矿体走向布置，矿块长60m，宽为10-15m，矿块划分为矿房和间柱，矿房沿矿体走向布置长45-48m，间柱垂直矿体方向布置长12-15m；
步骤2）采切工程：在间柱中间位置布置穿脉上山，沿着矿体下盘掘至运输回风巷位置，运输回风巷布置在上分层矿体下盘，凿岩上山、出矿上山布置于矿房下盘，均掘至运输回风巷位置，在穿脉上山、出矿上山中间隔8-10m掘出矿横巷，使之与凿岩上山贯通，在运输回风巷与穿脉上山贯通位置巷道边上布置矿石溜井，在矿房底部沿矿体走向布置切割巷道，在切割巷道中间位置布置切割天井，以切割天井为爆破自由面，从中间向两头爆破形成切割槽，以切割槽为自由面爆破形成V型集矿堑沟；
步骤3）回采工作
凿岩爆破：在凿岩上山中用YGZ-90凿岩机凿上向扇形中深孔，边孔角度为45~50°，孔径60～65mm，每次爆破2～3排炮孔，矿石落至V型集矿堑沟；
采场通风：采场采用局部扇风机进行加强通风，新鲜风流经凿岩上山、穿脉上山、出矿横巷进入采场，清洗工作面污风后经运输回风巷道排出；
出矿：采场爆破通风后，矿石由铲运机在出矿横巷铲装后经出矿上山、穿脉上山运至采场矿石溜井，按照凿岩爆破→采场通风→出矿的步骤依次循环，直到矿房回采结束；
步骤4）矿柱回收及采空区处理：间柱及V型集矿堑沟间的三角形矿柱采用扇形中深孔后退式逐排回收，采空区封堵与采空区贯通的巷道即可。
某大型地下开采铅锌矿，在深部开拓工程完成后，通过坑内生产探矿发现矿体倾角变缓，矿体角度一般在10-15°，与上部的急倾斜矿体相比变化较大，
为保证矿山产能不下降，对本采矿方法的产能有一定的要求，单矿块生产能力不得低于300t/d；且深部矿体品位下降，本采矿方法采切工程量要小，控制掘进工程量以降低生产成本，从而保障矿山的盈利水平不下降。
为满足上述要求，解决缓倾斜中厚矿体这一采矿界的难题，采用本发明一种缓倾斜中厚矿体空场采矿法，具体包括如下步骤：
步骤1）矿块构成要素
利用现有开拓工程，沿矿体走向布置矿块，矿块长60m，宽为矿体厚度约13m，矿房长45m，间柱留15m。
步骤2）采切工程
在间柱1中间位置布置穿脉上山2，沿着矿体下盘掘至运输回风巷4位置，运输回风巷4布置在上分层矿体下盘，凿岩上山5、出矿上山6布置于矿房下盘，均掘至运输回风巷4位置，在穿脉上山2、出矿上山6中间隔8m掘出矿横巷3，使之与凿岩上山5贯通，在运输回风巷4与穿脉上山5贯通位置巷道边上布置矿石溜井7，在矿房底部沿矿体走向布置切割巷道10，在切割巷道10中间位置布置切割天井9，以切割天井9为爆破自由面，从中间向两头爆破形成切割槽，以切割槽为自由面爆破形成V型集矿堑沟12；
以上工程完工、底部结构形成后，进入正式回采阶段。
步骤3）回采工作
凿岩爆破：在凿岩上山中用YGZ-90凿岩机凿上向扇形中深孔，边孔角度为45~50°，孔径60～65mm，用BQ-100型装药器装药，非电导爆管起爆，每次爆破2～3排炮孔，矿石落至V型集矿堑沟12；
采场通风：采场采用局部扇风机进行加强通风，新鲜风流经凿岩上山5、穿脉上山2、出矿横巷3进入采场，清洗工作面污风后经运输回风巷4排出；
出矿：采场爆破通风后，矿石由WJD-2型无轨柴油铲运机在出矿横巷铲装后经出矿上山6、穿脉上山2运至采场矿石溜井7，矿石溜井7上部设置格筛，使出矿块度控制在500mm以内，块度大于500mm的出矿横巷3内采用爆破方式进行二次处理，按照凿岩爆破→采场通风→出矿的步骤依次循环，直到矿房回采结束，经统计，单个矿块生产能力约400t/d；
步骤4）矿柱回收及采空区处理
间柱1及V型集矿堑沟12间的三角形矿柱13采用YGZ-90凿岩机凿上向扇形中深孔，孔径60～65mm，用BQ-100型装药器装药，非电导爆管起爆，每次爆破1～2排炮孔，后退式逐排回收；
所有工程均布置在矿体下盘，不在塌陷影响范围内，因此采空区处理措施为矿块回采结束后封堵两侧穿脉上山2。
经统计，矿块地质储量为17.97万吨，铅锌综合品位3.6%，实际采出矿石量为16.52万吨，采出品位3.25%，平均每天出矿量约为400吨，综合回收率为91.93%，损失率为8.07%，贫化率为9.72%。
试验采场表明本方法在开采缓倾斜中厚矿体中取得的技术指标达到了预期目标，解决了现有采矿方法中存在的问题，具备推广应用的价值。
本发明主要适用于矿体厚度在10-15m，矿体倾角在15°以下的缓倾斜中厚矿体，本发明突出特点是安全、高效，其次是对矿体顶底板围岩稳固程度无要求，在缓倾斜中厚矿体的开采中适用范围广，亦可针对矿体的具体赋存状态做变形调整，经统计，矿块综合损失率为8~10%，贫化率为10~12%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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