一种急倾斜隔离矿柱的采矿方法与流程

本发明涉及金属矿山地下开采，尤其涉及一种急倾斜隔离矿柱的采矿方法。

背景技术：

1、急倾斜矿柱通常为左侧为充填体，右侧为崩落散体，矿体倾角为55～65°的矿柱，针对急倾斜矿柱常采用浅孔留矿法，但浅孔留矿法回采时，存在生产能力不足、成本过高、效率低下、作业危险程度大、机械化程度低、工人劳动强度大等问题，同时矿柱右侧为崩落散体，开采过程中严重威胁作业人员的安全，同时废石容易混入，增加了矿石的贫化率，并且在爆破过程中，爆破扰动容易影响左侧充填体的稳定性，因此亟需通过优化爆破参数等手段降低爆破作业对充填体的动力学扰动，提高矿山安全生产水平。

技术实现思路

1、为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种急倾斜隔离矿柱的采矿方法，提高开采的安全性，提高开采效率，减小爆破扰动对充填区域的破坏影响。

2、为实现上述目的，本发明所设计的一种急倾斜隔离矿柱的采矿方法，包括采准过程、切割过程和爆破过程，其特征在于：所述爆破过程中需确定的爆破参数包括微差时间；

3、所述微差时间的确定过程为：

4、△t＝t1+t2+t3+t4+t5  (1)

5、

6、

7、

8、

9、式(1)～(5)中，△t为微差时间；t1为起爆系统时间，12～16ms；t2为弹性应力波传至自由面并返回所需的时间，ms；t3为矿体形成裂缝时间，ms；t4为破碎矿体脱离岩体时间，ms；t5为前排爆破后形成空槽存在时间，ms；w为最小抵抗线，m；cp为矿岩内部的声波传播速度，3000m/s；r为裂缝长度，m，可近似取r＝w；vt为裂缝扩展速度，100～150m/s；s为裂缝宽度，0.01m；vs为破碎矿体脱离岩体的平均速度，4～7m/s；l为空槽宽度，0.2m；u为崩落矿块的平均冲击速度，50～100m/s；

10、式(2)和式(3)中最小抵抗线w的确定过程为：

11、

12、式(6)中，为炮孔直径，mm。

13、作为优选方案，所述爆破采用中深孔和浅孔相结合的爆破模式，炮孔布置参数包括孔底距；

14、所述孔底距的确定过程为：

15、α＝mwq  (7)

16、式(7)中，α为孔底距，m；w为最小抵抗线，m；m为炮孔密集系数，m取值范围为0.85～1.5。

17、作为优选方案，所述爆破参数还包括分段高度；所述分段高度取为10～20m，阶段高度不小于3个分段高度。

18、作为优选方案，所述爆破参数还包括确定单位炸药消耗量：

19、所述单位炸药消耗量的确定过程为：

20、

21、式(8)中，q为单位炸药消耗量，kg/t；f为矿石普氏硬度系数；k为修正系数；γ为矿石容重，t/m3。

22、作为优选方案，所述爆破参数还包括每排炮孔崩矿量和每排装药量；

23、所述每排炮孔崩矿量确定过程为：

24、q1＝s×w×r  (9)

25、式(9)中，q1为每排炮孔崩矿量；s为一排扇形炮孔所崩落扇形的面积；m2；r为矿石容重，t/m3；

26、每排装药量确定过程为：

27、q2＝q1×q  (10)

28、式(10)中，q2为每排炮孔装药量kg/t；q为单位炸药消耗量，kg/t。

29、作为优选方案，所述爆破参数还包括炮孔总延米数：

30、

31、式(11)中，l为炮孔总延米数；b为每米炮孔装药量，kg/m；k为扇形炮孔平均装药系数；q2为每排炮孔装药量kg/t。

32、作为优选方案，所述采准过程为：沿矿体走向布置采场，依据矿体的赋存状况，将矿体自上而下按一定高度划分阶段，阶段内划分出若干个回采分段，阶段内沿矿体走向布置一条凿岩巷道用于出矿，矿体自上而下逐分段崩落回采，在每一分段的矿体中布置进路，在进路内逐步距挤压爆破崩落矿体，在每个阶段的最后一个分段布置出矿横穿。

33、本发明的优点在于：

34、(1)采用微差爆破技术，合理控制排间微差与孔间微差的微差时间，先起爆炸药在矿体中造成一定的破坏，形成一定宽度的裂隙和附加自由面，为后起爆炸药提供了有利爆破条件，合理选择爆破参数，改变后爆炸药的最小抵抗线方向，使其作用方向平行于壁，减少矿石的抛掷距离和爆破宽度，显著改善爆破效果和降低地震效应，达到破碎矿石目的的同时，尽可能减小对左侧充填区域的影响。

35、(2)本实施例通过控制炮孔密集系数、孔底距、每排炮孔崩矿量、每排装药量以及炮孔总延米数等炮孔布置情况，调节矿石块度来确保矿体左侧区域崩落的矿石流速大于右侧崩落的矿石流速，防止右上方破碎矿岩散体提前混入，实现两侧矿石最终同时结束出矿，降低矿石的贫化率。

技术特征：

1.一种急倾斜隔离矿柱的采矿方法，包括采准过程、切割过程和爆破过程，其特征在于：所述爆破过程中需确定的爆破参数包括微差时间；

2.根据权利要求1所述的急倾斜隔离矿柱的采矿方法，其特征在于，所述爆破采用中深孔和浅孔相结合的爆破模式，炮孔布置参数包括孔底距；

3.根据权利要求1所述的急倾斜隔离矿柱的采矿方法，其特征在于，所述爆破参数还包括分段高度；所述分段高度取为10～20m，阶段高度不小于3个分段高度。

4.根据权利要求1所述的急倾斜隔离矿柱的采矿方法，其特征在于，所述爆破参数还包括确定单位炸药消耗量：

5.根据权利要求4所述的急倾斜隔离矿柱的采矿方法，其特征在于，所述爆破参数还包括每排炮孔崩矿量和每排装药量；

6.根据权利要求5所述的急倾斜隔离矿柱的采矿方法，其特征在于，所述爆破参数还包括炮孔总延米数：

7.根据权利要求1所述的急倾斜隔离矿柱的采矿方法，其特征在于，所述采准过程为：沿矿体走向布置采场，依据矿体的赋存状况，将矿体自上而下按一定高度划分阶段，阶段内划分出若干个回采分段，阶段内沿矿体走向布置一条凿岩巷道用于出矿，矿体自上而下逐分段崩落回采，在每一分段的矿体中布置进路，在进路内逐步距挤压爆破崩落矿体，在每个阶段的最后一个分段布置出矿横穿。

技术总结本发明涉及金属矿山地下开采技术领域，尤其涉及一种急倾斜隔离矿柱的采矿方法。本发明所设计的一种急倾斜隔离矿柱的采矿方法，包括采准过程、切割过程和爆破过程，所述爆破过程中需确定的爆破参数包括微差时间、炮孔密集系数、孔底距、每排炮孔崩矿量、每排装药量以及炮孔总延米数；通过控制炮孔密集系数、孔底距、每排炮孔崩矿量、每排装药量以及炮孔总延米数等炮孔布置情况，调节矿石块度来确保矿体左侧区域崩落的矿石流速大于右侧崩落的矿石流速，防止右上方破碎矿岩散体提前混入，实现两侧矿石最终同时结束出矿，降低矿石的贫化率，并通过合理设定微差时间减小对左侧充填区域的影响。技术研发人员：韩亚民,李鑫鹏,兰建强,郑先伟,卢骏,王平,程爱平受保护的技术使用者：武钢资源集团程潮矿业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15