專利名稱：地下金屬礦山多層礦體的采礦方法
專利說明地下金屬礦山多層礦體的采礦方法 本發(fā)明涉及一種地下礦山連續(xù)采礦、礦廢分離、礦石運(yùn)輸?shù)姆椒?，特別是一種適宜于回采礦石松軟、礦巖物性不同、礦石與廢石容易分離的多層礦體的方法。地下礦山的傳統(tǒng)開采方法，通常是將礦體劃分為礦房、礦柱，首先回采礦房，礦房回采完畢后形成的地下空間，用砂或者廢石加水泥進(jìn)行回填，以保持巖層穩(wěn)定，礦房充填后再回收礦柱。這種采礦方法通常稱為“礦房和礦柱法”，用該方法回采礦體時，不可避免地要產(chǎn)生大量的廢石，對廢石通常的處理方法是將廢石用礦車運(yùn)送到地表廢石場，這樣對礦山周圍的環(huán)境造成不良影響，并且占用大量的土地，有時甚至?xí)鹣竽嗍鬟@樣的災(zāi)害；在礦房的回采過程中，爆破對礦柱造成了較大的損傷，從而使得礦柱回收安全性差、效率低、成本高，礦石資源大量損失；同時，在礦柱回收時，作業(yè)面分散、多中段作業(yè)，致使生產(chǎn)管理復(fù)雜，井下人均勞動生產(chǎn)率低。為了克服以上不足，特提出本發(fā)明。
本發(fā)明采用大直徑深孔落礦工藝進(jìn)行多層礦體合采，將礦體劃分為盤區(qū)、礦段，并以礦段為回采單元，采用下向平行深孔側(cè)向崩礦，無二次破碎水平的組合式振動出礦的底部結(jié)構(gòu)，用分節(jié)式振動運(yùn)輸列車或者電機(jī)車運(yùn)輸?shù)V石，采切、落礦、出礦、充填分別在礦段的相鄰采區(qū)平行進(jìn)行，采礦工作面連續(xù)推進(jìn)，充分利用礦巖物性不同，易于分離的特點(diǎn)，在井下對礦巖進(jìn)行集中分離，分離出的廢石回填井下采空區(qū)，而分離后的礦石則以礦漿方式通過管道或明槽輸送到選礦廠。
本發(fā)明亦可用于單一厚礦體(礦體厚度一般應(yīng)大于40米)、尤其是厚大貧礦體的回采?；夭傻墓に囘^程基本相同，唯一的不同點(diǎn)在于礦廢分離。單一礦體回采后，礦石和廢石混在一起，礦巖的物性比較接近，不易分離，在這種情況下，可采用與開采多層、礦巖容易分離的礦體不同的礦廢分離技術(shù)與工藝，最終達(dá)到相同的礦廢分離的目的。
本發(fā)明提出的采礦方法可以利用炸藥的爆炸力爆下和破碎礦體，通過分節(jié)式振動運(yùn)輸列車或者電機(jī)車把礦石運(yùn)送到溜礦井，然后對爆下的包含很多廢石的礦石在井下進(jìn)行礦廢分離，分離后的礦漿用管道或者明槽輸送到選礦廠。其具體步驟如下1、在礦體的上部開鑿一個鑿巖硐室；2、由鑿巖硐室在礦體中鉆鑿多個大直徑炮孔；3、在每個炮孔中裝入炸藥，并予以填塞；4、起爆每個炮孔中的炸藥，借助爆炸氣體壓力破碎礦石；5、用寬臺面振動出礦機(jī)放出破碎礦石，破碎礦石通過分節(jié)式振動運(yùn)輸列車或者電機(jī)車把礦石運(yùn)送到溜礦井；6、在溜井上部用振動條篩對礦石進(jìn)行粗篩，篩下的進(jìn)入溜礦井，篩上的則用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎后也進(jìn)入溜礦井；7、在溜礦井的下部采用礦廢分離設(shè)備對礦石和廢石進(jìn)行分離，分離后的廢石進(jìn)入廢石溜井，分離后的礦石則以漿體的形式進(jìn)入礦漿池中；8、用管道或者明槽把分離后的礦漿輸送到選礦廠或者地表；9、分離后的廢石則通過礦山的廢石提升通道運(yùn)到上部水平，再回填到采空區(qū)。
本發(fā)明不只局限于開采多層礦體，還可以用于開采單一的貧礦體，尤其適應(yīng)于開采礦井深度超過700米的深部礦體。
采用本發(fā)明不需把礦體劃分成礦房和礦柱，整個礦體的回采連續(xù)進(jìn)行；采下的礦石從采場放出后，直接由專用設(shè)備運(yùn)送到選礦廠，中間不再經(jīng)過任何環(huán)節(jié)的倒運(yùn)。本發(fā)明把多層礦體組合起來，利用大直徑深孔側(cè)向崩礦技術(shù)連續(xù)開采地下多層礦體，在井下進(jìn)行礦廢分離，可大大減少礦山采準(zhǔn)工作量，改善礦山的安全生產(chǎn)條件，提高采場勞動生產(chǎn)率，降低礦山的采礦生產(chǎn)成本。應(yīng)用本發(fā)明，廢石不出坑，直接進(jìn)入采空區(qū)回填，從而可以減少礦山開采對周圍環(huán)境造成的不良影響。

圖1大直徑深孔連續(xù)采礦示意圖；圖2采礦工藝流程圖。本發(fā)明提出的采礦方案的具體用例是用傳統(tǒng)的方法沿水平方向在多層礦體中掘進(jìn)平巷或者拉底巷道，從而在多層礦體下部形成長而低的空間，然后，在多層礦體的上部并平行于下部巷道掘進(jìn)鑿巖硐室，其與下部巷道的間距一般來說都應(yīng)大于30米，用傳統(tǒng)方法掘天井來連通上下部。于是，可采用地下鉆鑿直徑達(dá)120-165毫米的潛孔鑿巖設(shè)備，從上部硐室穿過多層礦體向下部拉底巷道鉆鑿多排炮孔。撤離鉆機(jī)后，可以堵塞孔底，在炮孔中裝入炸藥，先在天井周圍的幾個炮孔實(shí)施爆破，在礦體中形成一條切割槽，然后，向礦體一側(cè)實(shí)施側(cè)向爆破，后退式回采。
爆破后的礦石通過振動放礦機(jī)放出，用振動運(yùn)輸列車或者電機(jī)車把礦石運(yùn)到溜井口，用振動條篩來控制進(jìn)入溜井中礦石的塊度，條篩上面的大塊礦石再用溜井旁的破碎機(jī)進(jìn)行破碎。對于礦巖物性差別大的礦體，在溜井的下部安裝振動篩洗機(jī)和重型振動篩洗機(jī)，對礦石進(jìn)行篩洗分離，分離后的廢石進(jìn)入廢石倉，而礦石則進(jìn)入礦漿池中。而對于礦巖物性差別不大的礦體，則在溜井下部安裝磨礦設(shè)備和預(yù)選設(shè)備，對溜井中的礦石進(jìn)行預(yù)選拋廢。兩種情況所產(chǎn)生的廢料通過礦山的運(yùn)輸提升設(shè)備返回到采空區(qū)進(jìn)行充填。分離后的礦漿，用泵如隔離泵通過管道輸送到地表或者選礦廠；也可以采用明槽的方式來進(jìn)行輸送。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1為本發(fā)明的采礦方法示意圖。首先在礦體的上下水平掘進(jìn)鑿巖硐室2和出礦平巷8，然后在出礦平巷中每隔一定間距向上掘進(jìn)放礦漏斗7，并形成拉底空間，在放礦漏斗中安裝振動出礦機(jī)。從下往上掘進(jìn)切割天井，從上往下鉆鑿120～165mm的大直徑炮孔4，在炮孔4中裝入炸藥，一次側(cè)向爆破。圖中6為回填廢石，1為破碎后等待放出的礦石。從圖1中還可以看出，廢石充填、采場出礦、落礦、鑿巖以及采準(zhǔn)切割分別在不同礦段同時進(jìn)行，礦段之間沒有留間柱，礦體的開采是連續(xù)進(jìn)行的。
圖2為本發(fā)明回采多層礦體時的工藝流程圖。圖中礦體被夾石分成為幾層。采用圖1所示的采礦方法對礦體爆破破碎后，礦石用振動放礦機(jī)從放礦漏斗7中放出，用振動運(yùn)輸列車或者電機(jī)車8把礦石運(yùn)到溜井10，用振動條篩9對礦石進(jìn)行第一次篩分，條篩上面的大塊礦石再用溜井旁的破碎機(jī)進(jìn)行破碎。對于礦巖物性差別大的礦體，在溜井的下部安裝振動篩洗機(jī)11和重型振動篩洗機(jī)14，對礦石進(jìn)行篩洗分離，分離后的廢石進(jìn)入廢石倉，而礦石則進(jìn)入礦漿池中。而對于礦巖物性差別不大的礦體，11、14分別為磨礦設(shè)備和預(yù)選設(shè)備，其目的是對礦石進(jìn)行預(yù)選拋廢。兩種情況所產(chǎn)生的廢料通過礦山的運(yùn)輸提升設(shè)備返回到采空區(qū)進(jìn)行充填。分離后的礦漿，用泵如隔離泵通過管道19輸送到地表或者選礦廠；也可以采用明槽的方式來進(jìn)行輸送。同時，視礦漿濃度的大小，可以分別在井下或者地表對礦漿進(jìn)行濃縮。
本發(fā)明在地下礦山的實(shí)際應(yīng)用中既安全又高效、經(jīng)濟(jì)地在一個礦山得到了應(yīng)用。該礦山的礦體為一緩傾斜含水多層氧化礦體，多層礦體中廢石含量最高達(dá)到53％，應(yīng)用本專利方法回采，大大減少了礦山的采準(zhǔn)工作，提高了勞動生產(chǎn)率，降低了礦山的生產(chǎn)成本，減少了資源損失量，收到了很好的經(jīng)濟(jì)效果。
權(quán)利要求
1.一種地下金屬礦山多層礦體的采礦方法，其特征在于本發(fā)明將多層礦體劃分為盤區(qū)、礦段，并以礦段為回采單元，采用下向平行大直徑深孔側(cè)向崩礦，無二次破碎水平的組合式振動出礦的底部結(jié)構(gòu)，用分節(jié)式振動運(yùn)輸列車或者電機(jī)車運(yùn)輸?shù)V石，采切、落礦、出礦、充填分別在礦段的相鄰采區(qū)平行進(jìn)行，采礦工作面連續(xù)推進(jìn)，在井下對礦巖進(jìn)行集中分離，分離出的廢石回填井下采空區(qū)，而分離后的礦石則以礦漿方式通過管道或明槽輸送到選礦廠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采礦方法，其特征在于本發(fā)明亦可用于礦體厚度大于40米的單一厚礦體、尤其是厚大貧礦體的回采。
全文摘要
地下金屬礦山多層礦體的采礦方法,本發(fā)明將礦體劃分為盤區(qū)、礦段,并以礦段為回采單元,采用下向平行大直徑深孔側(cè)向崩礦,無二次破碎水平的組合式振動出礦的底部結(jié)構(gòu),用分節(jié)式振動運(yùn)輸列車或者電機(jī)車運(yùn)輸?shù)V石,采切、落礦、出礦、充填分別在礦段的相鄰采區(qū)平行進(jìn)行,采礦工作面連續(xù)推進(jìn),充分利用礦巖物性不同,易于分離的特點(diǎn),在井下對礦巖進(jìn)行集中分離,分離出的廢石回填井下采空區(qū),而分離后的礦石則以礦漿方式通過管道或明槽輸送到選礦廠。
文檔編號E21C41/00GK1423032SQ0113158
公開日2003年6月11日 申請日期2001年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月3日
發(fā)明者古德生, 羅周全, 周科平, 吳愛祥, 余佑林, 肖雄 申請人:中南大學(xué)