[发明专利]直立破碎矿体自动沉落式采矿方法

说明书

技术领域

本发明涉及金矿等矿体采矿技术领域，特别涉及一种直立破碎矿体自动沉落式采矿方法。

背景技术

金金属矿矿体多为薄至极薄矿体，倾斜角度明显，并具有以下一个或多个特征，使得开采难度极大：

矿体产状复杂，开采技术条件难度大。矿体品位和厚度分布不均匀，矿体内有无矿间隔，矿体有断层错断现象，并使矿体发生位移。

矿体具有遇水软化膨胀、粘结的特征，围岩遇水稳固性差，矿岩之间存在较明显的粘土摩擦带界面。这些特征对矿岩稳固性的影响十分大，不利于井下工程的稳定，也不利于采场开采。围岩节理裂隙发育，稳固性很差。

围岩破碎，多数巷道需要支护，部分巷道必须超前支护才能正常施工。矿脉内巷道自稳时间短，数天至十余天，部分位置不能自稳，必须进行支护。

采场围岩稳定性差，使得矿石中混入废石，增大贫化率。

目前对于金金属开采，多采用传统崩落式采矿法，这也导致金金属矿开采出现以下问题：出矿管理困难，矿石损失与贫化大，特别是矿体形态不规整时贫化损失更大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直立破碎矿体自动沉落式采矿方法，以解决传统崩落式采矿法在直立破碎围岩自下而上开采时存在的安全、贫化、低效、出矿难等问题。

为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种直立破碎矿体自动沉落式采矿方法，用于开采直立矿体，其包括以下步骤：在直立矿体顶部开拓一条水平巷道；在巷道内沿着矿层延伸方向形成的纵向空间，架设一条底部开放的通道用于支护巷道；在通道下方钻孔放炮，炮孔深度自通道一端起沿着通道长度方向依次递减；放炮，将通道下矿石采出，使通道下沉不同深度，从而使得巷道形成一倾斜角度θ；在通道下方破碎矿石、开采矿石过程中，逐渐加大角度θ，使整个巷道形成倾角α，且倾角α大于角度Φ，角度Φ为矿层内摩擦角；上部矿层发生滑动，自动溜矿，将矿石从巷道两侧溜井集中采出。

优选地，所述通道呈筒状结构、下方开口，使得所述通道的截面结构呈倒置的U形。

优选地，所述通道包括依次连接的多个分架体，每一所述分架体包括顶板、侧板和支架，所述支架呈倒置的U形，所述侧板固定于所述支架的侧面，所述顶板覆盖于所述支架上方。

优选地，所述通道还包括恒阻大变形设备，所述恒阻大变形设备为恒阻大变形锚索或者恒阻大变形锚杆；所述恒阻大变形设备的两端分别连接于相邻的两个所述分架体的支架上；每一所述分架体的顶板一端沿着所述通道的长度方向延伸，并搭接在相邻的另一所述分架体的顶板上方，形成叠瓦结构。

优选地，在直立矿体顶部开拓的水平巷道中，并列架设多个通道。

优选地，对所述多个通道下方的矿体，采取依次开采的方式，在同一时间段内，使得所述多个通道分别处于不同的高度。

分析可知，本发明提供的自动沉落式采矿方法一改传统采矿法自下而上开采为自上而下开采，使工作人员始终处于通道保护范围内，在很大程度上解决了安全、贫化、低效、出矿难等问题。

附图说明

图1为本发明实施例实施时的结构示意图；

图2为图1中通道的结构示意图；

图3为图2中分架体的结构示意图；

图4为图2中沿着线K-K的剖视结构示意图；

图5为本发明实施例实施时的炮孔示意图；

图6为对本发明对较厚矿体采取分层的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

针对部分金属矿体围岩特征及矿体赋存产状特征，为解决传统崩落式采矿法在直立破碎围岩自下而上开采时的安全、贫化、低效、出矿难等问题，本发明提出一种自动沉落式采矿方法，概括而言，本发明一改传统采矿法自下而上开采为自上而下开采，使工作人员始终处于通道保护范围内。整体工艺流程大致包括两个阶段：第一阶段：自动沉陷采矿；第二阶段：滑坡自动采矿。

在进入矿山之前，应根据勘探数据，对矿体进行分类，以采取不同方案。按照直立破碎矿体产状特征，可以将直立矿体分为以下三类：

直立极薄矿体：极薄矿层厚度W＜0.8m；直立薄矿体：薄矿层厚度W＝[0.8m-4m]；直立厚矿体：厚矿层厚度W＞4m。当然，还可以参考其他参数，例如矿体的倾角等。分析及现场测试表明，本发明比较适合于直立薄矿体、直立厚矿体。

对于直立薄矿体平行，实施本发明时，可以参考如下开采步骤：