块体崩落矿井构型和方法与流程

本发明涉及块体崩落矿井构型、块体崩落开采方法以及用于开发块体崩落矿井的方法。

背景技术：

1、除非出现相反的指示，否则本文对已知现有技术的任何引用并不构成承认在本技术的优先权日期，本发明所涉及领域的技术人员通常已知这种现有技术。

2、块体崩落是一种地下开采方法，通过所述方法，矿石主体(1)被从底部往上‘开挖’或开采。在矿石主体(或‘矿石立柱’)下方挖掘矿洞(或‘拉底空腔’)(2)，并且然后矿石主体在自身重量的作用下坍塌到拉底空腔中。被称为放矿漏斗(3)的漏斗型结构形成于拉底空腔下方，并且被操作为将坍塌的岩石/矿石汇集到下方运输网络(或‘出矿层’)(8)内的放矿点(4)。运输车辆从放矿点收集矿石并且传输到地面。一旦岩石/矿石开始自然坍塌，通常就不需要进行附加爆破。

3、常规方法实现了两种主要的放矿漏斗/出矿层构型(或‘布局’)。这些是分别如图4a和图4b所例示的交叉缝式和el teniente构型。两种构型均包括一系列平行的‘出矿巷道’(5)和相交的辅助或‘放矿漏斗巷道’(6)，从而在其间形成一系列特定形状的立柱(7)。图4c和图4d例示交叉缝式(herringbone)(4c)和el teniente(4d)构型/布局的典型放矿漏斗巷道。放矿漏斗的底座典型地居中地位于放矿漏斗巷道的端部之间，将矿石从上方汇集到两个相反的放矿点(4)(即，第一放矿点可通过从放矿漏斗一侧的出矿巷道进入放矿漏斗巷道而进入，而第二放矿点可通过从放矿漏斗另一侧的出矿巷道进入放矿漏斗巷道而进入，参见图4a至图4d)。

4、放矿漏斗形状各异，但通常具有方形或矩形金字塔的倒平截头体的形状。这导致在出矿巷道之上提供‘支柱’(9)，所述支柱通常被称为主要顶点支柱。将理解，支柱还在立柱(7)之上的放矿漏斗之间形成，并且这些支柱通常被称为次要顶点支柱。

5、在交叉缝式和el teniente构型中，从出矿巷道进入辅助巷道或放矿漏斗巷道的入口被设计为与出矿巷道成一定角度，使得到达放矿点的矿石不会无意中流到出矿巷道中。此外，放矿漏斗巷道的入口处的倒角侧面使运输车辆(像装运卸载(lhd)单元(110))可更容易进入放矿点，所述运输车辆典型地用于将矿石从放矿点在地下短距离内传输到材料处理系统(例如，破碎机或矿石传递机)。然后，其他大型运输车辆和固定基础设施负责将破碎的矿石传输到地面。

6、虽然从历史上看这些构型已经足够，但在某些岩石类型、较深的矿井和/或矿石立柱较高的地方，它们的效果较差且不太稳定。在此类情况下，岩石(例如，形成支柱(9))可能本质上较弱和/或出矿巷道支柱之上的重量可能增加，使得出矿巷道不稳定并且更大的崩落概率。出矿巷道的坍塌是非常不希望发生的，因为除非在第一出矿层以下建造第二出矿层，否则周围的放矿漏斗中的矿石将无法再回采。显然，开发第二更深出矿层导致劳动力、时间和成本的增加，并且降低开采操作的效率。

7、为了解决这个问题，常规方法是寻求减小出矿巷道的大小和/或增加立柱(7)和支柱的大小以及因此放矿漏斗间距。目的是增加出矿巷道周围稳定的未爆破岩石/矿石的数量(即形成主要和次要顶点支柱)。然而，出矿巷道需要维持在一定大小，以允许运输车辆进入。此外，增加放矿漏斗间距的副作用是邻近放矿漏斗的上部部分不再相互作用，从而在放矿漏斗之间导致其中岩石/矿石不流到放矿漏斗中的停滞区域。随着矿石主体的碎片化的进行，停滞区不断增大，从而再次增加了出矿巷道/主要顶点支柱的负荷。例如，在交叉缝式和el teniente开采布局中，在放矿漏斗的相互作用受到影响之前，出矿巷道和放矿漏斗巷道间距分别限制在约34m和22m。

技术实现思路

1、广义上，本发明提供了一种块体崩落矿井构型，其包括：一个或多个放矿漏斗，所述一个或多个放矿漏斗各自汇集到出矿层中的巷道的相应交叉口中，使得在所述一个或多个放矿漏斗中的每个放矿漏斗的底座处存在至少四个放矿点。

2、在一些形式中，所述出矿层中的巷道的所述交叉口由两个巷道的所述交叉口形成，使得所述四个放矿点中的每个放矿点都能够从不同方向进入。

3、在一些形式中，所述出矿层包括矩形网格布局。在一些形式中，所述块体崩落矿井构型包括多个放矿漏斗，每个放矿漏斗汇集到所述网格中的相应交叉口中。在一些形式中，所述放矿漏斗在所述网格的两个轴线的方向上彼此间隔至少一个交叉口。在一些形式中，所述网格是方形网格。

4、在一些形式中，所述出矿层包括：基本上平行的第一多个主巷道；以及基本上平行的第二多个主巷道，其中所述第二多个主巷道相对于所述第一多个主巷道成一定角度。在一些形式中，所述第一多个主巷道和所述第二多个主巷道彼此成约90度的角度。在一些形式中，所述第一多个主巷道是基本上等间隔的。在一些形式中，所述第二多个主巷道是基本上等间隔的。

5、在一些形式中，所述一个或多个放矿漏斗中的每个放矿漏斗都位于由来自所述第一多个主巷道中的一对相邻巷道和来自所述第二多个主巷道中的一对相邻巷道限定的相应放矿漏斗区域上方。

6、在一些形式中，在每个放矿漏斗区域内，存在两个相交的放矿漏斗进入巷道，每个相应放矿漏斗汇集到所述两个放矿漏斗进入巷道的所述交叉口中。在一些形式中，所述两个放矿漏斗进入巷道中的第一放矿漏斗进入巷道与所述第一多个主巷道基本上平行，并且所述两个放矿漏斗进入巷道中的第二放矿漏斗进入巷道与所述第二多个主巷道基本上平行。在一些形式中，所述两个放矿漏斗进入巷道中的所述第一放矿漏斗进入巷道基本上位于所述第一多个主巷道中部分地限定所述放矿漏斗区域的所述一对相邻巷道之间的中点处，并且所述两个放矿漏斗进入巷道中的所述第二放矿漏斗进入巷道基本上位于所述第二多个主巷道中部分地限定所述放矿漏斗区域的所述一对相邻巷道之间的中点处，使得所述两个放矿漏斗进入巷道的所述交叉口基本上居中地位于所述放矿漏斗区域内。

7、在一些形式中，所述第一多个主巷道的邻近主巷道之间的距离大于约35m。在一些形式中，所述第一多个主巷道的邻近主巷道之间的距离在约35m至约60m的范围内。在一些形式中，所述第二多个主巷道的邻近主巷道之间的距离大于约35m。在一些形式中，所述第二多个主巷道的邻近主巷道之间的距离在约35m至约60m的范围内。在一些形式中，沿着与所述第一多个主巷道基本上平行的线的相邻放矿漏斗中心之间的距离大于约35m。在一些形式中，沿着与所述第一多个主巷道基本上平行的线的相邻放矿漏斗中心之间的距离在约35m至约60m的范围内。在一些形式中，沿着与所述第二多个主巷道基本上平行的线的相邻放矿漏斗中心之间的距离大于约35m。在一些形式中，沿着与所述第二多个主巷道基本上平行的线的相邻放矿漏斗中心之间的距离在约35m至约60m的范围内。

8、在一些形式中，在位于所述一个或多个放矿漏斗的所述底座处的所述出矿层上方不存在附加出矿层。在一些形式中，在比位于所述一个或多个放矿漏斗的所述底座处的所述放矿点更浅的深度处不存在放矿点。

9、在一些形式中，所述一个或多个放矿漏斗包括具有矩形金字塔的倒平截头体的形状的上部空腔和为基本上矩形棱柱形状的下部空腔。

10、在进一步广泛的形式中，本发明提供了一种块体崩落矿井，其包括：如本文形式中的任一种形式描述的块体崩落矿井构型。

11、在进一步广泛的形式中，本发明提供了一种块体崩落开采方法，其包括：开发本文所述形式中的任一种形式的块体崩落矿井构型的步骤。

12、在进一步广泛的形式中，本发明提供了一种块体崩落开采方法，其包括：从具有本文所述形式中的任一种形式的构型的块体崩落矿井中的放矿漏斗放矿点出矿矿石的步骤。

13、在进一步广泛的形式中，本发明提供了如本文所述任一种形式中所述的块体崩落矿井构型的用途。

14、在进一步广泛的形式中，本发明提供了一种开发块体崩落矿井的方法，所述方法包括：在要开采的矿石下方建立拉底层；在所述拉底层下方开发出矿层，所述出矿层包括出矿层巷道；以及开发在所述拉底层与所述出矿层之间延伸的一个或多个放矿漏斗，并且每个放矿漏斗都汇集到出矿层巷道的相应交叉口中，从而在所述一个或多个放矿漏斗中的每个放矿漏斗的底座处提供至少4个放矿点。

15、在一些形式中，所述出矿层巷道的所述交叉口由两个巷道的所述交叉口形成，使得所述4个放矿点中的每个放矿点都能够从不同方向进入。

16、在一些形式中，所述一个或多个放矿漏斗由拉底层巷道和/或所述出矿层巷道形成。在一些形式中，所述一个或多个放矿漏斗是通过从所述拉底层巷道和/或所述出矿层巷道进行钻孔和爆破而开发的。

17、在进一步广泛的形式中，本发明提供了一种块体崩落开采方法，包括以下步骤：根据本文所述形式中的任一种形式的方法开发块体崩落矿井；将矿石崩落到一个或多个放矿漏斗中；以及从所述一个或多个放矿漏斗的放矿点出矿矿石。

18、在进一步广泛的形式中，本发明提供了一种用于块体崩落矿井的出矿层布局，其包括：基本上平行的第一多个巷道；以及基本上平行的第二多个巷道，其中所述第二多个巷道相对于所述第一多个巷道成一定角度。

19、在一些形式中，所述第一多个巷道和所述第二多个主巷道彼此成约90度的角度。在一些形式中，所述第一多个巷道是基本上等间隔的。在一些形式中，所述第二多个巷道是基本上等间隔的。在一些形式中，所述出矿层布局包括巷道的方形网格。

20、在进一步广泛的形式中，本发明提供了一种开发块体崩落矿井的方法，其包括：开发具有如本文所述形式中的任一种形式中所述的布局的出矿层。

21、在进一步广泛的形式中，本发明提供了一种开发如本文所述形式中的任一种形式中所述的块体崩落矿井的方法，其中开发出矿层包括：开发具有本文所述形式中的任一种形式中所述的布局的出矿层。

22、将理解，当本文一般提到相邻邻近巷道或放矿漏斗之间的距离时，假定这种测量是在邻近巷道/放矿漏斗中的类似点之间(例如，巷道中心到巷道中心等)进行的。

23、还将理解，‘出矿层’在本领域中有时可称为‘生产层’。还将理解，‘巷道’有时也可称为‘平巷’或‘坑道’，一般指地下隧道或通道。