一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法

摘要

本发明提供了一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，通过对待开采的矿体划分分段采场和分步骤开采，在开采过程出现悬顶时，在左右相邻采场的凿岩巷道施工中深孔炮孔至悬顶区域进行微差爆破来处理，避免正常排面爆破悬顶情况持续恶化，保证中深孔采场采矿作业的顺利进行。其中，中深孔炮孔装药部分为一步骤中深孔采场内有悬顶的范围，此种装药方法可做到高效准确的爆破悬顶，不会造成炸药的浪费，也不影响相邻采场内矿体及周边岩体的稳定性。本发明可在分段中深孔采场出现悬顶时及时处理，具有准确爆破、施工效率高、成本低的特点，可有效减少矿石损失率、提高矿石破碎质量，为采场后续正常排面爆破工程高效安全的作业提供了保障。

权利要求

1.一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将待开采的矿体划分盘区，盘区采场内至少有三个分段采场，盘区内各分段采场掘进平行的凿岩巷道，并对处于中间的分段采场的凿岩巷道开始进行一步骤中深孔采场的采矿；

S2、当所述一步骤中深孔采场采矿过程中出现悬顶时，对正在开采的一步骤中深孔采场内的悬顶情况进行测量，确定悬顶位置和赋存状况；

S3、在所述一步骤中深孔采场的左右相邻分段采场凿岩巷道内，向所述一步骤中深孔采场悬顶位置施工中深孔炮孔；

S4、对步骤S3所述中深孔炮孔进行装药，且仅在所述一步骤中深孔采场矿体界线范围内有悬顶的位置装药；

S5、起爆准备工作后，进行爆破处理，将悬顶崩落，然后继续所述一步骤中深孔采场的采矿；

S6、所述一步骤中深孔采场开采完成后，对其进行充填，并采用步骤S1至S5相同的方法，继续进行相邻二步骤中深孔采场的开采，且步骤S3中所述中深孔炮孔可作为所在的凿岩巷道的上向开采中深孔炮孔。

2.根据权利要求1所述的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，在步骤S3中，在所述相邻分段采场凿岩巷道内施工所述中深孔炮孔的位置与所述一步骤中深孔采场内悬顶位置保持同排面。

3.根据权利要求2所述的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，所述中深孔炮孔的排数由所述悬顶的长度决定；沿所述凿岩巷道的延伸方向，中深孔炮孔排面的间距为1.3～1.6m。

4.根据权利要求3所述的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，所述中深孔炮孔排面的单排炮孔数量根据中深孔采场凿岩爆破参数和测得的所述悬顶位置、赋存状况确定。

5.根据权利要求1所述的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，在步骤S5中，所述爆破处理采用微差爆破的方法。

6.根据权利要求5所述的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，所述微差爆破是在所述中深孔炮孔排面内采用相邻炮孔间隔段位进行爆破，由靠近悬顶自由面左右两侧的第一个炮孔依次向上进行逐段位微差爆破。

7.根据权利要求1所述的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，在步骤S4中，所述中深孔炮孔内部装药段全长铺设导爆索，以保证引爆炸药将悬顶一次性崩落。

8.根据权利要求1所述的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，在步骤S5中，所述起爆准备工作为进行导爆索连线、放置雷管。

9.根据权利要求6所述的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，所述微差爆破的段位延后间隔时间为25～50ms。

10.根据权利要求1所述的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，其特征在于，在步骤S2中，所述测量的方法为三维扫描，激光测距打点。

说明书

一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法

技术领域

[0001] 本发明涉及矿山开采技术领域，尤其涉及一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法。

背景技术

[0002] 在矿山开采的工程中，采场进行正常排面爆破时，随着回采的进行，采场顶部会受中深孔炮孔施工长度及装药密度不足等因素影响，造成采场出现悬顶，在采场顶部形成拱形形状。如果在回采爆破中出现悬顶，会造成爆破补偿空间不足，无法提供回采爆破所需的自由面，致使后续回采爆破高度不够，影响矿山采场正常的生产。悬顶爆破通常能够占到爆破总量的10～20％，若不及时处理，悬顶情况会一直延续下去，既会增大了采场矿石的损失率，同时也给矿山日常生产带来安全隐患。

[0003] 目前，我国针对采场处理悬顶的主要技术手段有多种，自然冒落法是指对出现的悬顶不采取任何补救措施和方法，让其自然冒落，此种方法虽然成本较低，但危险性较高，不受人为控制，随时都有垮塌下落的可能，且会造成大量的矿石损失和资源浪费。在悬顶与炮孔高度相差不大的情况下，会采用毛竹捆绑药包的方式进行爆破处理，此种方法虽然简单，但安全性较差。针对悬顶规模较大的情况，采用硐室法进行悬顶的处理，在出矿巷道掘一条平巷，再向上掘一条天井，到达悬顶部位后，掘进硐室主巷，掘进完成之后在悬顶实体中进行硐室施工；该方法虽然成功率高，但该方法周期长，工序多，劳动强度大，施工成本高，且影响采场的正常生产。

[0004] 爆破处理采场悬顶的方式应用越来越广泛，专利号为CN109029168B的专利文件中公开了一种井下悬顶的爆破处理方法，通过选取起爆点，以起爆点为中点采用后排中深孔正常爆破回采，以同段位双起爆弹装药方式，通过同排孔间微差爆破对悬顶进行崩落处理；此方法减少了补孔过程，不会破坏前排中深孔，保证了采场的回采作业。但该专利只能应用在正常排面具备施工处理悬顶炮孔的条件下，如果悬顶的正常排面已经无法施工炮孔，则该方法无法正常对悬顶进行爆破；且后排中深孔的爆破处理悬顶，因其爆破位置不准确，可能达不到有效崩落悬顶的目的。

[0005] 有鉴于此，有必要设计一种应用范围广，可及时处理悬顶，安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，以解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，通过分段采场、分步骤开采，在相邻采场凿岩道施工中深孔炮孔至悬顶区域进行爆破来处理悬顶，保证正常排面爆破不受到影响，安全高效的进行后续采矿作业。该方法具有可及时处理、施工效率高、处理成本低、爆破效果好、有效减少矿石损失率、不影响正常采矿和准确爆破处理悬顶的特点，为施工人员和后续采场的安全作业提供了保障。

[0007] 为实现上述发明目的，本发明提供了一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，包括以下步骤：

[0008] S1、将待开采的矿体划分盘区，盘区采场内至少三个分段采场，盘区内各分段采场掘进平行的凿岩巷道，并对处于中间采场的凿岩巷道开始进行一步骤中深孔采场的采矿；

[0009] S2、当所述一步骤中深孔采场采矿过程中出现悬顶时，对正在开采的一步骤中深孔采场内的悬顶情况进行测量，确定悬顶位置和赋存状况；

[0010] S3、在所述一步骤中深孔采场的左右相邻采场凿岩巷道内，向所述一步骤中深孔采场悬顶位置施工中深孔炮孔；

[0011] S4、对步骤S3所述中深孔炮孔进行装药，且仅在所述一步骤中深孔采场矿体界线范围内有悬顶的位置装药；

[0012] S5、起爆准备工作后，进行爆破处理，将悬顶崩落，然后继续所述一步骤中深孔采场的采矿；

[0013] S6、所述一步骤中深孔采场开采完成后，对其进行充填，并采用步骤S1至S5相同的方法，继续进行相邻二步骤中深孔采场的开采，且步骤S3中所述中深孔炮孔可作为该巷道的上向开采中深孔炮孔。

[0014] 作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，在所述相邻采场凿岩巷道内施工所述中深孔炮孔的位置与所述一步骤中深孔采场内悬顶位置保持同排面。

[0015] 作为本发明的进一步改进，所述中深孔炮孔的排数由所述悬顶的长度决定；沿所述凿岩巷道的延伸方向，中深孔炮孔排面的间距为1.3～1.6m。

[0016] 作为本发明的进一步改进，所述中深孔炮孔排面的单排炮孔数量根据中深孔采场凿岩爆破参数和测得的所述悬顶位置、赋存状况确定。

[0017] 作为本发明的进一步改进，在步骤S5中，所述爆破处理采用微差爆破的方法。

[0018] 作为本发明的进一步改进，所述微差爆破是在所述中深孔炮孔排面内采用相邻炮孔间隔段位进行爆破，由靠近悬顶自由面左右两侧的第一个炮孔依次向上进行逐段位微差爆破。

[0019] 作为本发明的进一步改进，在步骤S4中，所述中深孔炮孔内部装药段全长铺设导爆索，以保证引爆炸药将悬顶一次性崩落。

[0020] 作为本发明的进一步改进，在步骤S5中，所述起爆准备工作为进行导爆索连线、放置雷管。

[0021] 作为本发明的进一步改进，所述微差起爆的段位延后间隔时间为25～50ms。

[0022] 作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述测量方法为三维扫描，激光测距打点。

[0023] 本发明的有益效果是：

[0024] 1、本发明提供的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，通过对中深孔采场分段和分步骤开采，在相邻采场凿岩道施工中深孔炮孔至悬顶区域进行爆破来处理悬顶，避免之后正常排面爆破悬顶情况持续恶化，保证后续采矿作业高效安全的进行。该方法可在出现悬顶时第一时间处理，具有施工效率高、爆破效果好、处理成本低、有效减少矿石损失率、不影响正常采矿和准确爆破处理悬顶的特点，为后续采场的安全作业提供了保障。

[0025] 2、本发明在施工的中深孔炮孔装药时，装药位置为一步骤中深孔采场矿体界线范围内有悬顶的位置；此种装药方法仅在有悬顶的部分进行装药，可做到准确爆破悬顶，且不会造成炸药的浪费，也不影响相邻采场内矿体及周边岩体的稳定性。另外，处理悬顶时施工的中深孔炮孔可在后续二步骤中深孔采场开采时继续沿用，将装药位置安排在二步骤中深孔采场需正常爆破的位置即可实现，此方式减少了施工量，提高了采矿效率。

[0026] 3、本发明使用微差爆破技术，其爆破后的大块率低，改善了矿岩的破碎质量。微差爆破技术一次爆破量大，减少了爆破次数和放炮时间，使整个循环提前完成，提高采场设备的利用率，提高了采矿产量和工效，降低了成本；同时减轻了顶板震动的强度，减少了顶板震动的次数，避免冒顶事故发生的可能性，提高了生产的安全性。

附图说明

[0027] 图1为本发明一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法的实施例1中采场左视图。

[0028] 图2为本发明一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法的实施例1中采场俯视图。

[0029] 附图标记

[0030] 1‑一步骤中深孔采场；11‑一步骤中深孔采场凿岩巷道；12‑悬顶；13‑中深孔炮孔排面；131、132、133、134‑距离悬顶自由面依次减小的中深孔炮孔；14‑装药段；15‑悬顶自由面；2‑左侧采场；21‑左侧采场的凿岩巷道；3‑右侧采场；31‑右侧采场的凿岩巷道。

具体实施方式

[0031] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

[0032] 在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

[0033] 另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0034] 一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，包括以下步骤：

[0035] S1、将待开采的矿体划分盘区，盘区采场内至少三个分段采场，盘区内各分段采场掘进平行的凿岩巷道，并对处于中间采场的凿岩巷道开始进行一步骤中深孔采场的采矿；

[0036] S2、当一步骤中深孔采场采矿过程中出现悬顶时，对正在开采的一步骤中深孔采场内的悬顶情况进行测量，所用测量方法为三维扫描，激光测距打点，以此确定悬顶位置和赋存状况；

[0037] S3、在一步骤中深孔采场的左右相邻采场凿岩巷道内，向一步骤中深孔采场悬顶位置上方施工中深孔炮孔；

[0038] 其中，施工的中深孔炮孔的位置与一步骤中深孔采场内悬顶位置保持同排面；施工中深孔炮孔的排数由所述悬顶的长度决定；沿述相邻采场凿岩巷道的延伸方向，中深孔炮孔排面的间距为1.3～1.6m。中深孔炮孔排面内的单排炮孔数量根据中深孔采场凿岩爆破参数和测得的悬顶位置、赋存状况确定。

[0039] 在一个具体的实施例中，中深孔炮排的间距为1.5m，中深孔炮孔的单排炮孔数为4个。

[0040] S4、对处理悬顶的中深孔炮孔进行装药，装药位置为一步骤中深孔采场矿体界线范围内有悬顶的位置，且中深孔炮孔内部装药段全长铺设导爆索；

[0041] 特别地，此种装药方法仅在有悬顶的部分进行装药，可做到准确爆破悬顶，且不会造成炸药的浪费，也不影响相邻采场内矿体及周边岩体的稳定性。另外，处理悬顶时施工的中深孔炮孔可在后续二步骤中深孔采场开采时作为该巷道的上向开采中深孔炮孔继续沿用，将装药位置安排在二步骤中深孔采场需正常爆破的位置即可实现，此方式减少了施工量，提高了采矿效率。

[0042] S5、起爆准备工作后，进行爆破处理，将悬顶崩落，然后继续所述一步骤中深孔采矿；若后续的施工作业中再出现悬顶，可同样采用上述方式进行处理。

[0043] 其中，起爆准备工作为进行导爆索连线、放置雷管。其中，爆破处理的起爆点为最开始产生悬顶的位置，根据现场实际的打孔及装药情况来确定的，也与矿岩条件、打孔装备、施工人员技术水平有关系。爆破处理采用微差爆破的方法，微差爆破在中深孔炮孔排面内采用相邻炮孔间隔段位进行爆破，由靠近悬顶自由面左右两侧的第一个炮孔依次向上进行逐段位微差爆破；微差爆破的段位延后间隔时间为25～50ms。

[0044] 在一个具体的实施例中，微差爆破的段位延后间隔时间为25ms。靠近悬顶自由面的左右两侧第一个炮孔段位选取一分段，延后时间为0ms；依次向上第二个炮孔选取三分段，延后时间为50ms；第三个炮孔选取三分段，延后时间为75ms，以此类推。

[0045] S6、一步骤中深孔采场开采完成后，对一步骤中深孔采场进行充填，采用步骤S1至S5相同的方法，继续进行相邻二步骤中深孔采场的开采；若二步骤采场开采时出现悬顶，可在一步骤采场充填体内重新施工凿岩巷道，并使用上述方法处理悬顶。

[0046] 该方法在一二步骤采场连续分布的情况下，采场数量较多，出现悬顶能够及时处理，处理成本低，有效减少矿石损失率、长远发展可增加矿山的效益。

[0047] 特别地，采用微差爆破技术，其爆破后的大块率低，改善了矿岩的破碎质量。微差爆破技术一次爆破量大，减少了爆破次数和放炮时间，使整个循环提前完成，提高采场设备的利用率，提高了采矿产量和工效，降低了成本；同时减轻了顶板震动的强度，减少了顶板震动的次数，避免冒顶事故发生的可能性，提高了生产的安全性。

[0048] 实施例1

[0049] 请参阅图1‑图2所示，本发明的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，首先对待开采的矿体划分盘区，盘区采场内至少三个分段采场，盘区内各分段采场掘进平行的凿岩巷道，并对处于中间采场的凿岩巷道开始进行一步骤中深孔采场1的采矿。当正在开采的一步骤中深孔采场1内出现悬顶12时，采用三维扫描技术进行测量，以此确定悬顶12位置和赋存状况。然后，在一步骤中深孔采场1的左右相邻采场凿岩巷道(分别为左侧采场2的凿岩巷道21、右侧采场3的凿岩巷道31)内，向一步骤中深孔采场1的悬顶12位置上方施工中深孔炮孔。施工中深孔炮孔的位置与一步骤中深孔采场1内悬顶12位置保持同排面，施工中深孔炮孔的排数由悬顶的长度决定，沿述左右相邻采场凿岩巷道的延伸方向，每排中深孔炮孔排面13的间距为1.5m。

[0050] 图1所示本发明某中深孔炮孔排面的设计图，从图中可以看出一步骤中深孔采场1左侧采场2的凿岩巷道21施工的中深孔炮孔单排炮孔数为4个，右侧采场3的凿岩巷道31施工的中深孔炮孔单排炮孔数为3个。

[0051] 对中深孔炮孔进行装药，装药位置为一步骤中深孔采场1矿体界线范围内有悬顶12的位置，且中深孔炮孔内部装药段14全长铺设导爆索；然后进行导爆索连线、放置雷管；
进行微差爆破处理，微差起爆的段位延后间隔时间为25ms；微差爆破由距离悬顶自由面15最近距离的中深孔炮孔134作为一分段，延后时间为0ms，依次为133、132、131进行逐段位的微差爆破。将悬顶崩落，然后继续一步骤中深孔采矿若后续的施工作业中再出现悬顶，可同样采用上述方式进行处理。在一步骤中深孔采矿完成后，对一步骤中深孔采场1进行充填，并采用相同的方法，继续进行相邻二步骤中深孔采场的开采，若二步骤采场开采时出现悬顶，可在一步骤中深孔采场1充填体内重新施工凿岩巷道，并使用上述方法处理悬顶。

[0052] 综上所述，本发明提供的一种安全高效的分段中深孔采场的采矿方法，在基于对采场进行分段和分步骤采矿的基础上，在左右相邻分段采场凿岩道施工中深孔炮孔至悬顶区域进行微差爆破来处理悬顶，避免之后正常排面爆破受到影响，保证后续采矿作业安全高效的连续进行；装药位置为一步骤中深孔采场矿体界线范围内有悬顶的位置，此种装药方法可做到准确爆破悬顶，不会造成炸药的浪费，也不影响相邻采场内矿体及周边岩体的稳定性，且中深孔炮孔可在后续二步骤中深孔采场开采时继续沿用，减少了施工量，提高了采矿效率。本发明的悬顶爆破方法可在出现悬顶时第一时间处理，应用范围广；具有施工效率高、爆破效果好、有效减少矿石损失率、不影响正常采矿和准确爆破处理悬顶的特点，为施工人员和后续采场的安全作业提供了保障。

[0053] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。