本發明涉及礦體開采,具體涉及一種基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法。
背景技術:
1、在礦山開采領域,傳統的中深孔分段采礦法適用于礦體穩固性較好的厚大礦體,但是該采礦法在實際應用中仍然存在以下問題:(1)對于破碎礦體的適應性差,采用中深孔爆破時容易引發圍巖失穩,導致冒頂或片幫問題的發生;(2)礦石的損失率高,崩落的礦石塊度不可控、難以完全回收,尤其在破碎礦體中易形成礦體殘留;(3)開采效率受限,傳統中深孔分段采礦法中采用的進路式采礦需頻繁調整巷道布置,機械化程度較低。
2、傳統的進路式采礦法,如分層進路法,雖然適合破碎礦體,但存在回采周期長、設備利用率低等問題;采場準備周期:每個分層需3~5周的額外時間進行巷道支護系統改造,另一方面設備空駛率高:分層進路法因采場聯絡道的頻繁調整,鏟運機空駛時間占比達40%,造成了設備利用率低、采礦成本增加的問題。
3、現有技術中,某專利公開了一種緩傾斜礦體中厚礦體側向預裂爆破采礦方法,具體步驟包括(1)設置盤區、回采單元;(2)布置采準系統;(3)切割;(4)鑿巖爆破;(5)崩礦;(6)出礦;該專利通過在鑿巖塹溝沿塹溝方向按照礦石自然安息角進行布置預裂炮孔,降低了向上扇形孔的鉆鑿量,提高了下向大直徑深孔崩礦量,有效的形成爆破預裂縫,降低礦石場內損失,提高礦石回采率,降低礦石直接采礦成本;但是該采礦方法為了采礦的安全性和采場穩定性,仍然在相鄰回采單元之間沿傾向方向留設間柱,底部留有塹溝,造成了礦石資源的損失,且出礦時采用留礦空場法結合二次蹦礦進行盤區出礦,出礦工藝復雜、機械化程度較低。
技術實現思路
1、鑒于背景技術中存在的技術問題,本申請提供了一種基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,旨在解決現有技術中破碎厚大礦體難以安全高效開采、機械化程度較低、動態調控性較差的技術問題。
2、本申請提供了一種基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,包括以下步驟:
3、s1、將待開采的破碎厚大礦體按高度劃分為若干個分段、在水平上劃分為若干個盤區,使得礦體在三維空間內形成若干個區塊;
4、s2、所述區塊通過時序控制進行交替作業,任一所述區塊的開采順序為先進行預裂爆破再進行進路回采;
5、s3、將區塊根據其當前所進行的作業劃分為預裂區與回采區,所述預裂區為任意區塊中正在進行預裂爆破的區域,所述回采區為任意區塊中正在進行進路回采的區域;所述預裂區與回采區在垂直方向上間隔不少于10?m,在水平方向上間隔不少于30?m;
6、s4、所述區塊進行預裂爆破時,采用中深孔分段預裂爆破的方式,所述區塊進行進路回采時,采用隔一采一的順序回采,配合機械化鉆孔設備與采礦設備實現出礦;
7、s5、根據步驟s2~s4的方式設計并進行待開采的破碎厚大礦體在三維空間內所有區塊的開采作業,直至完成基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦。
8、作為本發明的進一步改進,在步驟s2中,同一區塊的預裂爆破作業至少超前進路回采作業48小時,確保圍巖的應力釋放。
9、作為本發明的進一步改進,在步驟s4中,所述中深孔分段預裂爆破的方式包括:布孔為扇形中深孔布置方式,采用低威力炸藥配合空氣間隔裝藥技術進行預裂,采用逐孔微差起爆與分區起爆相結合的爆破方式。
10、作為本發明的進一步改進,在步驟s2中,任一所述區塊預裂爆破完成后,即時對頂板進行動態支護與智能監測;任一所述區塊進行進路回采時,采用聯合支護與可移動式液壓支架,實現安全高效回采。
11、作為本發明的進一步改進,所述智能監測為采用微震監測系統實時監測與分析爆破振動波與圍巖變形情況,以動態調整三維空間內各區塊的預裂爆破或進路回采作業順序。
12、作為本發明的進一步改進,在步驟s3中,在垂直方向上,所述回采區始終位于所述預裂區的下方;在水平方向上,所述回采區始終滯后于所述預裂區1~2個盤區。
13、作為本發明的進一步改進,在步驟s1中,所述分段的高度為15~30?m,所述盤區的尺寸為40~60?m*40~60?m。
14、作為本發明的進一步改進,所述扇形中深孔的孔徑為90~120?mm,孔深為15~25?m,孔間距為2~3?m,排距為1.5~2.5?m。
15、作為本發明的進一步改進,在步驟s4中,所述區塊進行進路回采時,在回采區內布置多條平行進路,采用隔一采一順序回采,進路的寬度為4~6?m,進路的間距為8~10?m。
16、作為本發明的進一步改進,所述空氣間隔裝藥技術為采用底部集中裝藥+中部空氣間隔+上部堵塞的裝藥結構,底部集中裝藥的長度為孔深的1/3,中部空氣間隔的長度為3~5?m,上部堵塞的長度為2~3?m。
17、有益效果:
18、(1)本發明的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,在基于對待開采的破碎厚大礦體進行分段及分區、并對區塊的作業進行時序和空間調控的基礎上,利用中深孔爆破對礦體進行預裂,形成可控制的崩落塊度,減少了對回采區的直接擾動,采用進路式機械化設備對崩落礦石進行高效回收,降低了冒頂風險,既發揮了中深孔分段采礦法的大規模崩落優勢,又利用進路式開采保障了破碎礦體的安全高效回收,具有顯著的技術突破性。本技術方案采用分段中深孔預裂爆破與進路式機械化回采深度協同作業,通過機械化協同與動態調控,解決了破碎厚大礦體的難以安全高效開采的技術難題。
19、(2)本發明通過在時間上限定同一區塊的預裂爆破與進路回采作業的協同規則,確保爆破后圍巖應力的完全釋放,避免在進路回采時產生動態擾動的疊加;另外,通過限定預裂區與回采區在垂直方向上間隔不少于10?m,在水平方向上間隔不少于30?m,在空間布局上避免了預裂爆破作業與進路回采作業的干擾,有利于采礦的安全性與采場的穩定性,既發揮了中深孔爆破的高效崩落能力,又能通過進路式回采確保破碎礦體的安全回收,實現了破碎厚大礦體的高效安全回采。
20、(3)本發明的采礦法通過對礦體開采工藝的合理設計、精細化鉆孔、低威力裝藥結構、動態支護與智能監測,解決了破碎厚大礦體中深孔爆破的圍巖失穩、礦石損失難題,同時與后續進路式機械化回采無縫銜接,形成了一套高效、安全的聯合開采體系。
21、上述說明僅是本申請技術方案的概述,為了能夠更清楚了解本申請的技術手段,而可依照說明書的內容予以實施,并且為了讓本申請的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂,以下特舉本申請的具體實施方式。
1.一種基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,在步驟s2中,同一區塊的預裂爆破作業至少超前進路回采作業48小時,確保圍巖的應力釋放。
3.根據權利要求1所述的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,在步驟s4中,所述中深孔分段預裂爆破的方式包括:布孔為扇形中深孔布置方式,采用低威力炸藥配合空氣間隔裝藥技術進行預裂,采用逐孔微差起爆與分區起爆相結合的爆破方式。
4.根據權利要求1所述的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,在步驟s2中,任一所述區塊預裂爆破完成后,即時對頂板進行動態支護與智能監測;任一所述區塊進行進路回采時,采用聯合支護與可移動式液壓支架,實現安全高效回采。
5.根據權利要求4所述的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,所述智能監測為采用微震監測系統實時監測與分析爆破振動波與圍巖變形情況,以動態調整三維空間內各區塊的預裂爆破或進路回采作業順序。
6.根據權利要求1所述的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,在步驟s3中,在垂直方向上,所述回采區始終位于所述預裂區的下方;在水平方向上,所述回采區始終滯后于所述預裂區1~2個盤區。
7.根據權利要求1所述的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,在步驟s1中,所述分段的高度為15~30?m,所述盤區的尺寸為40~60?m*40~60m。
8.根據權利要求3所述的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,所述扇形中深孔的孔徑為90~120?mm,孔深為15~25?m,孔間距為2~3?m,排距為1.5~2.5?m。
9.根據權利要求1所述的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,在步驟s4中,所述區塊進行進路回采時,在回采區內布置多條平行進路,采用隔一采一順序回采,進路的寬度為4~6?m,進路的間距為8~10?m。
10.根據權利要求8所述的基于中深孔爆破與進路式協同的破碎厚大礦體聯合采礦法,其特征在于,空氣間隔裝藥技術為采用底部集中裝藥+中部空氣間隔+上部堵塞的裝藥結構,底部集中裝藥的長度為孔深的1/3,中部空氣間隔的長度為3~5?m,上部堵塞的長度為2~3?m。