一种地下矿山逐层挤压、光面爆破采矿方法与流程

本发明涉及地下矿山采矿技术领域，主要涉及一种地下矿山逐层挤压、光面爆破采矿方法，主要适用于不厚、不规则的矿体，矿岩中等稳固。

背景技术：

在矿山开采中，向上分层充填采矿法应用较为广泛，这种采矿方法具有结构简单、操作方便、贫化和损失率低的特点。传统的向上分层充填采矿法每班作业人员进入采场凿岩进行落矿，采场顶板局部稳固性难以保证，大块率较高，需要进行二次破碎，作业人员安全风险较大，工作效率低，施工成本高。

技术实现要素：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种地下矿山逐层挤压、光面爆破采矿方法，采用逐层挤压光面爆破技术，先进行挤压爆破，再进行采场顶板光面爆破，采用逐层挤压矿石大块率少，爆破成本低；逐层光面爆破，减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，采场顶板较为平整，作业人员在采场内施工较为安全；逐层向上全尾砂充填，充填成本低，这种方法主要适用向上分层充填采矿法，也可以适用浅孔留矿法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地下矿山逐层挤压、光面爆破采矿方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）沿着矿体走向布置上盘回风巷和下盘沿脉运输巷，下盘沿脉运输巷与矿体走向平行且其另一侧布置矿石溜井，矿体两端设有与矿体走向垂直的穿脉；采场长度为40～100m，宽度为矿体厚度5～20m，高度为40～60m；所述采场开采采用自下而上逐层挤压光面爆破的方式，每层开采高度为3～8m；

2）所述采场两端分别布置有人行天井，人行天井上设有与每层采场位置一一对应的人行联络道；采场中间布置有充填井；

3）对采场底部第一层进行挤压光面爆破：将采场底部第一层分成两个部分，对其中的一个部分先进行挤压爆破，再对这部分的顶板进行光面爆破，爆破后用铲运机对这部分进行出矿，待这部分出矿快结束时，再对另外一部分先进行挤压爆破，再对该部分的顶板进行光面爆破，爆破后用铲运机对该部分进行出矿；

4）采场底部第一层出矿后，在该出矿部位对应下盘采场长度三等分处各施工一个钢筋混凝土的采场溜井，并在切割巷两端施工钢筋混凝土挡墙，钢筋混凝土挡墙内均设有滤水管；所述采场溜井底部设有振动放矿机，采场底部靠近采场溜井的部位施工运矿巷；待混凝土达到强度要求后，在充填井中架设充填管，并对采场底部第一层进行充填，当充填至距采场底部第一层顶板1.8m的位置停止充填；

5）待底部第一层中填充水渗出后，采用自下而上的顺序对采场逐层开采，每层采场开采的步骤为：将采场分为两部分先后开采，对任一一部分先进行挤压爆破，再对这部分的顶板进行光面爆破，爆破后采用电爬进行出矿；待这部分出矿快结束时，再对另外一部分先进行挤压爆破，再对该部分的顶板进行光面爆破，爆破后用电爬将采场的矿扒至采场溜井；该步骤中的该层采场出矿后，施工钢筋混凝土溜井延伸至距离该层顶板1.8m的位置高度，采场两端人行联络道施工钢筋混凝土挡墙，挡墙内架设滤水管，待混凝土达到设计强度要求时，进行充填，充填至该层顶板1.8m的位置高度停止充填；采场充填水渗出后再重复上述步骤进行上一层矿石开采，这样逐层开采直到整个采场采完采完。

步骤5中，所述挤压爆破利用充填井作为自由面，采场底部空间作为补上空间进行爆破落矿，在每次落矿前先用矿石将溜井灌满，并用矿石盖住溜井口部；出矿时，采用带有耙斗的电耙绞车将每层挤压爆破后崩落的矿石扒至采场溜井，采用振动放矿机将采场溜井内矿石放至运输汽车，运至矿石溜井，经破碎后，提升至地表。

所述的一种地下矿山逐层挤压、光面爆破采矿方法，其特征在于：所述切割巷为三分之一三心拱，断面规格：3.0m×2.5m（宽×高）；人行天井内每6m施工一层人行联络道，每层人行联络道断面规格：1.8m×1.8m（宽×高）；运矿巷为三分之一三心拱，断面规格：4.0m×3.5m（宽×高）；充填井，其断面规格：1.8m×1.8m；所述采场溜井的内径为2.5m，采场溜井的混凝土厚度为0.5m；钢筋混凝土挡墙的混凝土厚度为800mm，钢筋焊接在矿岩锚杆上。

所述的一种地下矿山逐层挤压、光面爆破采矿方法，其特征在于：对每层挤压爆破时，采用ysp～45凿岩机施工竖直炮孔，深度为4m，装药长度为3.2m，堵孔长度为0.8m,每6排同段爆破，进行多排分段微差挤压爆破,每吨炸药单耗为0.36kg；每层顶板进行光面爆破时，采用4m长钎杆，逐排进行光面爆破，眼距为0.6m，厚度为0.5m，逐排进行光面爆破，直至采场边界，当顶板出现局部破碎的情况时，进行锚杆或锚网支护。

所述的一种地下矿山逐层挤压、光面爆破采矿方法，其特征在于：每次挤压爆破和光面爆破后都需要采场通风：新鲜风流由沿脉运输巷、穿脉经人行天井进入采场工作面，污风经采场充填井、人行天井进入上中段回风巷，经回风井排出地表。

所述的一种地下矿山逐层挤压、光面爆破采矿方法，其特征在于：采场底部第一层爆破下来的矿石，利用2m³jccy铲运机出矿，运至矿石溜井；其余分层采用2dpj～30kw电耙绞车配0.5m³耙斗出矿，电爬将层崩落矿石扒至溜井，采用振动放矿机将采场溜井矿石放至运输汽车，运至中段矿石溜井，溜至下阶段运输巷，经过电机车牵引矿车，送至溜破系统，提升至地表。

所述的一种地下矿山逐层挤压、光面爆破采矿方法，其特征在于：将采场底部第一层出矿完毕后，砌筑钢筋混凝土挡墙和采场溜井，混凝土强度为c2o,采用φ18mm螺纹钢，网度为300mm×300mm，采场溜井厚度为500mm,挡墙厚度800mm，挡墙内设滤水管；待混凝土达到强度时，从充填井架设充填管进行充填，充填料浆的浓度控制在68～75%，采用全尾砂充填，充填至距采场底部第一层顶板1.8m，停止充填；待采场充填水渗出后，进行第二分层回采，出完矿后，再进行充填，这样分层循环充填，直至采场采完充填结束。

采场底部施工切割巷，然后进行刷扩至采场边界，人行天井布置采场两端，人行联络道与采场贯通。采用竖直向上浅孔凿岩，多排同段微差挤压爆破。在矿堆上施工水平钻孔，对采场顶板进行光面爆破。根据矿体倾角大小，可以采用竖直采场溜井，也可以采用倾斜采场溜井。采场溜井底部安装振动放矿机，进行放矿。采场矿石出矿采用电爬扒矿，将采场内矿石爬至溜井内。

本发明用以上技术方案具有以下积极效果：

1）采场的矿石开采回收率高，采场作业人员在光面爆破的采场顶板下作业安全性高；

2）采用逐层挤压爆破进行采矿，炸药单耗低，矿石块度小，提高出矿效率；

3）每分层采用电爬扒矿，操作方便，尾砂扒进溜井少，降低贫化率；

4）采场溜井底部安装振动放矿机，进行汽车运矿，提高运矿效率。

5）本发明采用全尾砂充填，充填成本低。

附图说明：

图1为本发明方法中采场的结构平面图。

图2为本发明方法中采场的横剖面图。

图3为本发明方法中采场的纵剖面图。

具体实施方式：

参见附图。

矿体不规则，矿岩稳定性较好，采用一种逐层挤压爆破、光面爆破的采矿方法。具体实施步骤如下：

采场布置

沿着矿体走向方向将矿块分为矿房和矿柱，中段溜井7布置在下盘沿脉1的另一侧，沿脉平行矿体，采场两端是穿脉2，穿脉布置在矿柱内，采场两端各布置一条人行天井3，靠矿体下盘布置采场溜井5，溜井底部安装振动放矿机11，靠近采场溜井施工运矿巷4。采场中间布置充填井9。采场长度66m，宽度为矿体厚度16.5m，采场高度60m，底部中间布置切割巷，然后以切割巷为自由面进行刷扩至采场边界，将采场分为两部分进行先后挤压、光面爆破采矿，先采的部分进行出矿，另一部分进行凿岩落矿，待采场这一半矿石将近出完时，进行另采场一部分进行挤压落矿，然后采场顶板进行光面爆破。出完采场每层矿，施工采场溜井和人行联络道挡墙，然后进行充填，充至距采场1.8m停止充填，待采场内充填水渗出后，再进行分层采矿，这样逐层循环，直至将采场整个采完充完。

采准切割

在矿房底部中间施工切割巷11，为三分之一三心拱，断面规格：3.0m×2.5m（宽×高）;采场两端矿柱内各布置一条人行天井，其断面规格：2.0m×2.0m，人行天井内每6m施工一层人行联络道8，其断面规格：1.8m×1.8m（宽×高）。靠矿体下盘采场长度三等分处各布置内径2.5m采场溜井，混凝土厚度0.5m，溜井底部安装振动放矿机，靠近采场溜井施工运矿巷，运矿巷为三分之一三心拱，断面规格：4.0m×3.5m（宽×高）。在采场中间施工充填井，其规格：1.8m×1.8m。

回采工作

1、凿岩爆破

采用yt～28型凿岩机对平巷、采场刷扩和顶板水平孔凿岩，采用ysp～45凿岩施工竖直炮孔，深度为4m，炮孔直径40mm，排距0.8m，孔距1.0m。采用2#岩石炸药，人工装药，分段微差挤压爆破，非电导爆管起爆。每分层分为挤压爆破落矿和光面爆破落矿，高度控制在4.2m～4.4m。在矿房底部中间施工切割巷，然后进行刷扩，刷至矿体边界，高度为2.5m，然后进行出矿。利用充填井作为自由面，出矿后的空间作为补上空间，将采场分为两部分进行先后挤压、光面爆破采矿，先采的部分进行出矿，另一部分进行凿岩落矿。除第一分层外，其它分层落矿前，用矿石将溜井灌满，矿石盖住溜井口部，以防落矿对溜井的损伤。每层采用ysp～45凿岩机施工竖直炮孔，深度为4m，装药长度为3.2m，堵孔长度为0.8m,每6排同段爆破，进行分段微差挤压爆破,每吨炸药单耗为0.36kg；顶板采用4m长钎杆，逐排进行光面爆破，眼距为0.6m，厚度为0.5m，逐排进行光面爆破，直至采场边界。电爬扒矿作业人员始终在光面爆破采场顶板下作业，采场顶板稳固性好，作业人员较为安全。顶板出现局部破碎的情况，进行锚杆或锚网支护。第一分层出完矿后，在采场口两端施工钢筋混凝土挡墙，厚度800mm，靠矿体下盘采场长度三等分处各施工内径2.5m采场溜井，并安装振动放矿机，待混凝土达到强度要求后，进行充填，充填至距采场顶板1.8m。进行分层循环采矿充填作业，直至采场采完充填结束。

2、采场通风

新鲜风流由沿脉运输巷、穿脉经人行天井进入采场工作面，污风经采场充填井、人行天井进入上中段回风巷2，经回风井排出地表。

3、出矿、运输：

底部第一层爆破下来的矿石，利用2m³jccy铲运机出矿，运至矿石溜井。其余分层采用2dpj～30kw电耙绞车配0.5m³耙斗出矿，电爬将层崩落矿石扒至溜井，采用振动放矿机将采场溜井矿石放至运输汽车，运至中段矿石溜井，溜至下阶段运输巷，经过电机车牵引矿车，送至溜破系统，提升至地表。

4、充填

将第一层拉底采场出矿完毕后，砌筑钢筋混凝土挡墙和溜井，混凝土强度为c2o,采用φ18mm螺纹钢，网度为300mm×300mm，溜井厚度为500mm,挡墙厚度800mm，挡墙钢筋焊接在矿岩锚杆上，锚杆为φ40mm圆钢，长度为1.5m，外露0.5m,挡墙内设滤水管。待混凝土达到强度时，从上中段架设充填管至采场溜井进行充填，充填料浆的浓度控制在68～75%，采用全尾砂充填，充填至距采场顶板1.8m，停止充填。待采场充填水渗出后，进行第二分层回采，出完矿后，再进行充填，这样分层循环充填，直至采场采完充填结束。