权利要求

1.一种高效安全的全面采矿法，矿体沿矿体倾向划分阶段，每个阶段底部均铺设有阶段运输平巷(1)，每个阶段由垂直矿岩体走向划分盘区(3)，各盘区(3)之间由盘区上山(2)分隔，各盘区(3)沿矿体倾向分为多个条带形矿块(4)，条带形矿块(4)的轴向平行于矿体走向，长50m，宽度为10~15m，条带形矿块(4)包括三角形间柱(6)和条带形矿房(5)，阶段内各盘区(3)由回风侧向进风侧开采，其特征在于，包括以下步骤：

S1、开采前，在开采的多个条带形矿块(4)沿矿块长轴中部掘进采矿进路(7)作为切割工程，并且此时采矿进路(7)并不完全贯通，在即将掘进贯通时靠近回风侧的盘区上山(2)留设1~2m厚的临时防堵墙(8);

S2、开采时，将临时防堵墙(8)进行浅孔爆破，以令采矿进路(7)贯通;

S3、装药爆破，在采矿进路(7)两侧凿岩，由回风侧向进风侧崩矿退采;炮孔方向在采矿进路(7)两侧的矿体中由进风侧向回风侧倾斜并开凿，以形成鱼刺型炮孔(9)，然后装药爆破崩矿;

S4、通风降尘，新鲜风流由进风侧盘区上山(2)进入开采矿块采矿进路(7)后洗刷采矿工作面后，污风进入回风侧盘区上山(2)再进入回风巷道后排出;

S5、铲装出矿，铲运机进入采矿进路(7)的采矿工作面，将崩落矿石装运至盘区上山(2)，由盘区上山(2)中运输设备的将矿石运出地表。

2.根据权利要求1所述的一种高效安全的全面采矿法，其特征在于，矿体的阶段划分根据整个矿体厚度较薄的水平或缓倾斜的倾向方向，按照80~120m长度进行阶段划分，并且盘区(3)是根据各阶段内垂直矿岩体走向每隔50~60m进行划分。

3.根据权利要求1所述的一种高效安全的全面采矿法，其特征在于，还包括步骤S6，当一个条带形矿房(5)开采完毕后，重复步骤S1~S5的步骤，完成其他条带形矿房(5)的开采。

4.根据权利要求1所述的一种高效安全的全面采矿法，其特征在于，所述三角形间柱(6)设置在条带形矿房(5)的两翼，并且条带形矿房(5)呈箭头型。

5.根据权利要求1所述的一种高效安全的全面采矿法，其特征在于，阶段内由下往上逐阶段退采，阶段内各盘区(3)由回风侧向进风侧开采，盘区(3)内各矿块由下往上逐个开采。

6.根据权利要求1所述的一种高效安全的全面采矿法，其特征在于，在步骤S1中，掘进采矿进路(7)的宽度为3~4m，所述临时防堵墙(8)的厚度为1~2m。

7.根据权利要求1所述的一种高效安全的全面采矿法，其特征在于，在步骤S2中，浅孔爆破在靠近回风侧的盘区上山(2)对开采矿块的临时防堵墙(8)进行。

8.根据权利要求1所述的一种高效安全的全面采矿法，其特征在于，在步骤S5中，在铲装出矿时，留单次爆破后总爆破矿量20%的矿石，用以压覆未爆破矿体作为矿石压覆堆(12)，在之后开采时在矿石压覆堆(12)压覆之下形成挤压爆破。

9.根据权利要求1所述的一种高效安全的全面采矿法，其特征在于，在步骤S1中，掘进采矿进路(7)时，为了在采矿进路(7)中形成临时防堵墙(8)，在中心掏比之前深2~3m的槽孔，以作为剩余采矿进路(7)矿体厚度的探进孔(11)，在掘进时使采矿进路(7)不完全贯通，并留设1~2m厚度矿体作为临时防堵墙(8)。

10.根据权利要求1所述的一种高效安全的全面采矿法，其特征在于，所述鱼刺型炮孔(9)平面上开凿方向向回风侧倾斜，平面倾角45°~60°;竖向上鱼刺型炮孔(9)排布也是倾向回风侧倾斜排布。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及全面采矿法，尤其是涉及一种高效安全的全面采矿法。

背景技术

[0002]目前，在开采水平或缓倾斜较薄矿体时，当顶底板围岩足够稳固时，往往采用矿块生产能力较大的全面法进行开采。全面法在留设间柱时一般留设长条形矩形永久间柱，永久间柱无法采出。

[0003]全面法开采时往往是全面展开的爆破崩矿开采，爆破时部分矿石抛掷飞散较远，爆破能量浪费严重。而且出矿作业时一般在矿石已爆破崩矿区域内的直接顶板下作业，出矿安全条件差。总体来看，传统的全面采矿法具有资源浪费较多、爆破能量利用较低、生产作业安全性较差等种种不足。

发明内容

[0004]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的资源浪费较多、爆破能量利用较低、生产作业安全性较差的倾斜，提供一种高效安全的全面采矿法。

[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种高效安全的全面采矿法，矿体沿矿体倾向划分阶段，每个阶段底部均铺设有阶段运输平巷，每个阶段由垂直矿岩体走向划分盘区，各盘区之间由盘区上山分隔，各盘区沿矿体倾向分为多个条带形矿块，阶段内各盘区由回风侧向进风侧开采，包括以下步骤：

[0006]S1、开采前，在开采的多个条带形矿块沿矿块长轴中部掘进采矿进路作为切割工程，并且此时采矿进路并不完全贯通，在即将掘进贯通时靠近回风侧的盘区上山留设1~2m厚的临时防堵墙;

[0007]S2、开采时，将临时防堵墙进行浅孔爆破，以令采矿进路贯通;

[0008]S3、装药爆破，在采矿进路两侧凿岩，由回风侧向进风侧崩矿退采;炮孔方向在采矿进路两侧的矿体中由进风侧向回风侧倾斜并开凿，以形成鱼刺型炮孔，然后装药爆破崩矿;

[0009]S4、通风降尘，新鲜风流由进风侧盘区上山进入开采矿块采矿进路后洗刷采矿工作面后，污风进入回风侧盘区上山再进入回风巷道后排出;

[0010]S5、铲装出矿，铲运机进入采矿进路的采矿工作面，将崩落矿石装运至盘区上山，由盘区上山中运输设备的将矿石运出地表。

[0011]进一步，矿体的阶段划分根据整个矿体厚度较薄的水平或缓倾斜的倾向方向，按照80~120m长度进行阶段划分，并且盘区是根据各阶段内垂直矿岩体走向每隔50~60m进行划分。

[0012]进一步，条带形矿块的轴向平行于矿体走向，长50m，宽度为10~15m，条带形矿块包括三角形间柱和条带形矿房。

[0013]进一步，所述三角形间柱设置在条带形矿房的两翼，并且条带形矿房呈箭头型。

[0014]进一步，阶段内由下往上逐阶段退采，阶段内各盘区由回风侧向进风侧开采，盘区内各矿块由下往上逐个开采。

[0015]进一步，在步骤S1中，掘进采矿进路的宽度为3~4m，所述临时防堵墙的厚度为1~2m。

[0016]进一步，在步骤S2中，浅孔爆破在靠近回风侧的盘区上山对开采矿块的临时防堵墙进行。

[0017]进一步，在步骤S5中，在铲装出矿时，留单次爆破后总爆破矿量20%的矿石，用以压覆未爆破矿体作为矿石压覆堆，在之后开采时在矿石压覆堆压覆之下形成挤压爆破。

[0018]进一步，在步骤S1中，掘进采矿进路时，为了在采矿进路中形成临时防堵墙，在中心掏比之前深2~3m的槽孔，以作为剩余采矿进路矿体厚度的探进孔，在掘进时使采矿进路不完全贯通，并留设1~2m厚度矿体作为临时防堵墙。

[0019]进一步，所述鱼刺型炮孔平面上开凿方向向回风侧倾斜，平面倾角45°~60°;竖向上鱼刺型炮孔排布也是倾向回风侧倾斜排布。

[0020]综上所述，本发明具有以下有益技术效果：

[0021]1.本发明的间柱采用三角形间柱，相对与传统的矩形间柱，节省了约50%的矿柱资源，可采出资源量更多。

[0022]2.本发明在矿体回采时，在采矿进路两侧设计对称的、在平面和竖直方向上均倾斜的鱼刺型炮孔进行爆破崩矿，且在上一次崩落放矿后，留有20%左右的矿量在本次爆破崩矿的倾斜面上形成矿石压覆堆，以形成挤压爆破效果，充分利用爆破能量破碎矿石。

[0023]3.本发明先开凿采矿进路作为切割工程，然后在采矿进路中对称布设鱼刺型炮孔进行回采，使得大部分时间，回采作业在采矿进路两侧内凹的矿体保护下出矿，生产作业更加安全。同时，在顶板局部不稳固区段以鱼刺型炮孔的便利留设棱台型矿柱，顶板支撑更加稳固有效。

附图说明

[0024]图1是本发明一种高效安全的全面采矿法实施例的阶段、盘区、矿块在开采时的示意图;

[0025]图2是本发明一种高效安全的全面采矿法实施例的条带形矿房的临时防堵墙形成过程的示意图;

[0026]图3是本发明一种高效安全的全面采矿法实施例的条带形矿房采矿进路两侧矿体利用鱼刺型炮孔回采过程的示意图;

[0027]图4是本发明一种高效安全的全面采矿法实施例的鱼刺型炮孔竖向排布示意图;

[0028]图5是本发明一种高效安全的全面采矿法实施例的棱台形矿柱的三视图中的主视图;

[0029]图6是本发明一种高效安全的全面采矿法实施例的棱台形矿柱的三视图中的左视图;

[0030]图7是本发明一种高效安全的全面采矿法实施例的棱台形矿柱的三视图中的俯视图。

[0031]附图标记说明：

[0032]1、阶段运输平巷;2、盘区上山;3、盘区;4、条带形矿块;5、条带形矿房;6、三角形间柱;7、采矿进路;8、临时防堵墙;9、鱼刺型炮孔;10、预裂孔;11、探进孔;12、矿石压覆堆;13、棱台形矿柱。

具体实施方式

[0033]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

[0034]参照图1，本实施例的一种高效安全的全面采矿法，该方法将整个矿体厚度较薄的水平或缓倾斜矿体沿矿体倾向按照80~120m划分阶段，各阶段底部沿矿体走向均布设有阶段运输平巷1;各阶段由垂直矿岩体走向每隔约50~60m划分盘区3，各盘区3之间由盘区上山2分隔。

[0035]各盘区3沿矿体倾向分为若干条带形矿块4，条带形矿块4的长轴平行于矿体的走向。条带形矿块4长度与盘区3走向长度基本一致，约50m，宽度为10~15m。条带形矿块4由三角形间柱6和条带形矿房5组成，其中条带形矿块4整体为矩形，三角形间柱6设置在条带形矿块4的左右两侧处，条带形矿房5整体近似于一个箭头形，这使得左侧的三角形间柱6和右侧的三角形间柱6并非镜像对称，左侧的三角形间柱6位于角落处，即三角形直角与矩形直角重合，右侧的三角形间柱6与左侧三角形间柱6的斜边对称，三角形间柱6的两直角边一般为4~6m。

[0036]在进行开采时，为保证开采安全和通风效果，阶段内由下往上逐阶段退采，阶段内各盘区3由回风侧向进风侧开采，盘区3内各条带形矿块4由下往上逐个开采。条带形矿块4开采时只采条带形矿房5，不采三角形间柱6。阶段内可多盘区3，多个条带形矿块4同时开采，但是为保证安全，单个盘区3宜同时只有一个条带形矿块4开采。

[0037]在本实施例中，参照图1，回风侧为污风风流，位于开采矿体的回风侧，进风侧新鲜风流，位于开采矿体的进风侧，阶段内各盘区3由回风侧向进风侧开采，即从矿体右侧开采，盘区3内各条带形矿块4由下往上逐个开采，即从矿体最下方开采，整个矿体从右下方开采。

[0038]本发明实施例一种高效安全的全面采矿法，包括以下步骤：

[0039]S1、正式开采前，在近期计划开采的若干条条带形矿块4中，沿条带形矿块4长轴中部掘进3~4m宽的采矿进路7作为切割工程，此时采矿进路7并不完全贯通，在即将掘进贯通时靠近回风侧的盘区上山2留设1~2m厚度做为的临时防堵墙8;

[0040]S2、开采时，在先由靠近回风侧的盘区上山2对开采条带形矿块4的临时防堵墙8进行浅孔爆破，将临时防堵墙8破除以令采矿进路7贯通;

[0041]S3、装药爆破，在采矿进路7的上下两侧的条形矿体中凿岩，由回风侧向进风侧崩矿退采，即在采矿进路7从右往左退出;炮孔方向在采矿进路7上下两侧的矿体中由进风侧向回风侧倾斜方向开凿，使得在以上方为北方的基础上，下侧的炮孔朝向西北或东南，相对应的，上侧的炮孔朝向西南或东北方向，进而以此形成鱼刺型炮孔9，然后装药爆破崩矿;

[0042]S4、通风降尘，新鲜风流由矿体左边的进风侧进入盘区上山2，然后通过阶段运输平巷1进入开采条带形矿块4的采矿进路7，以此洗刷采矿工作面后，污风在采矿进路7已经贯穿的基础上，进入回风侧盘区上山2再进入回风巷道后排出;

[0043]S5、铲装出矿，铲运机进入采矿进路7的采矿工作面，在两侧鱼刺型炮孔9爆破后形成的内凹矿体的保护下，将崩落矿石装运至盘区上山2，由盘区上山2中的运输设备将矿石运出地表;铲装出矿时留单次爆破后总爆破矿量约20%的矿石，压覆未爆破矿体作为矿石压覆堆12，后续开采时在矿石压覆堆12压覆之下形成挤压爆破，提高破岩成效。

[0044]S6、当一个条带形矿房5开采完毕后，重复步骤S1~S5的步骤，完成其他条带形矿房5的开采。

[0045]参照图2，在步骤S2中的掘进采矿进路7时，此过程为正式回采之前，需在条带形矿房5中开凿采矿进路7作为切割工程。而为了在采矿进路7中形成一定厚度的临时防堵墙8，保证矿区通风效果。在采矿进路7的爆破掘进过程中，当快要贯通整个采矿进路7时，在中心掏比之前更深的槽孔，深度比之前的槽孔深2~3m，以作为剩余采矿进路7矿体厚度的探进孔11，当探进孔11穿透剩余采矿进路7的矿体至回风侧盘区上山2时，此时需要控制装药炮孔的深度，以使得采矿进路7不完全贯通，才能保证留设1~2m厚度矿体作为临时防堵墙8。

[0046]参照图3和图4，在采矿进路7两侧矿体回采时，凿岩爆破时采用两侧堆成倾斜排布的鱼刺型炮孔9，即步骤S3中提及的鱼刺型炮孔9。鱼刺型炮孔9在水平面上的开凿方向向回风侧倾斜，平面倾角约45°~60°;在竖向上，鱼刺型炮孔9排布也是倾向回风侧倾斜排布，倾角尽量接近矿岩自然安息角，一般30°~50°。

[0047]条带形矿房5的采矿工作面爆破后，采矿进路7两侧的未爆破矿体形成内凹型工作面，以保护人员设备出矿。同时竖向上鱼刺型炮孔9排布也是倾斜排布以有利于配合矿石压覆堆12以自然安息角形成竖直方向上均匀的1~2m的压覆厚度，保证挤压爆破效果的均衡。

[0048]参照图3，在鱼刺型炮孔9靠近条带形矿块4两翼的三角形间柱6时，最靠近三角形间柱6的炮孔均为预裂孔10，以预裂爆破技术保证条带形矿块4两翼三角形间柱6的规整成型。

[0049]参照图1和图5，本实施例的一种高效安全的全面采矿法，该采矿方法当局部矿体不稳固时，以鱼刺型炮孔9的便利，形成上部面积小，下部面积大，支撑更加稳固的棱台形矿柱13对矿区不稳固的顶板进行支撑。

[0050]针对传统的全面采矿法，永久间柱的不可采资源量相对较多，凿岩爆破时炸药能量利用率不高，出矿作业无保护、安全生产条件差等不足。采用三角形间柱提高资源回收量、炮孔设计为鱼刺型炮孔倾斜布孔以便矿石压覆堆压覆形成挤压爆破以提高炸药爆破能量利用率，鱼刺型炮孔的设计也便于出矿时人员和车辆在两翼矿体保护下出矿，作业环境更加安全。本发明的全面采矿法在对水平或缓倾斜较薄矿体开采时，是一种资源回收率更高、炸药利用更加经济、生产作业更加安全的采矿方法。

[0051]以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围。其中，相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

说明书附图(7)