本發(fā)明涉及采礦技術領域，尤其涉及一種基于組合棋盤式底部結構的緩傾斜礦脈連續(xù)采礦法。

背景技術：

緩傾斜中厚礦體，尤其是20-35°礦體傾角的緩傾斜中厚礦體的高效率開采是一個世界采礦技術難題。一方面，該類礦體傾角緩，崩落礦石不能借助自重在底部完全放出，需采用機械運搬或人工扒運；另一方面，此類礦體傾角不適用于無軌自行設備直接爬坡直接進入采場，也不能通過偽傾角布置實現(xiàn)無軌自行設備的直接使用；同時采場空頂較高，頂板管理困難，給生產(chǎn)帶來重大安全隱患。

對于此類礦體的回采，根據(jù)國內(nèi)緩傾斜中厚礦體礦山的統(tǒng)計，房柱采礦法占50％，其余的主要為分層充填法和電耙留礦法；國外這類礦體則主要采用房柱法，其比例達6l％，另外采用充填法的占23％；其余的主要用爆力運礦采礦法。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種安全性高、資源分化損失小、采場工效高、機械化程度高、勞動強度小的基于組合棋盤式底部結構的緩傾斜礦脈連續(xù)采礦法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種基于組合棋盤式底部結構的緩傾斜礦脈連續(xù)采礦法，所述采礦法包括以下步驟：

1)將傾角為20-35°的礦體沿其傾向劃分為中段，中段的上端和下端分別預留斜頂柱，沿礦體的走向劃分交替布置的礦房和礦柱，實行先采礦房后采礦柱的回采順序；

2)在礦體的下方建立棋盤式出礦結構，該棋盤式出礦結構包括多條橫向間隔設置的受礦巷道、多條豎向間隔設置的出礦進路和一條階段運輸巷道，各出礦進路的一端分別與階段運輸巷道連接；同時在各礦房和礦柱的底部中央掘進上山巷道，在上山巷道內(nèi)布置扇形孔，采用淺孔或中深孔鑿巖機鉆鑿炮孔；其中，在各礦房和礦柱的底部布置切割天井，并以切割天井為自由面，對上山巷道進行壓頂，最終形成V形塹溝；

3)在各V形塹溝的底部沿其水平布置多個間隔設置的短溜井，短溜井的上部連接V形塹溝，短溜井的下部連接棋盤式出礦結構的受礦巷道；

4)對礦房進行回采，崩落的礦石依靠重力作用集礦于V形塹溝內(nèi)，并通過短溜井搬運至受礦巷道；采用無軌高效率出礦，鏟運機在出礦進路中進行出礦，將受礦巷道中的礦石經(jīng)階段運輸巷道搬運出采場，完成礦房的出礦過程，礦房回采完畢后，采空區(qū)采用膠結體充填并接頂；

5)在礦房采空區(qū)的膠結體保護下，對礦柱進行回采，崩落的礦石依靠重力作用集礦于V形塹溝內(nèi)，并通過短溜井搬運至受礦巷道；采用無軌高效率出礦，鏟運機在出礦進路中進行出礦，將受礦巷道中的礦石經(jīng)階段運輸巷道搬運出采場，完成礦柱的出礦過程，礦柱回采完畢后，采空區(qū)采用膠結體充填并接頂。

所述礦體的中段高度為30m，斜頂柱的厚度為5-10米，礦房寬8-10m，礦柱寬10-15m。

所述V形塹溝底部沿其水平投影布置有2-3個短溜井，相鄰兩個短溜井之間的距離為6-8米，各短溜井的尺寸為2×2米。

所述礦柱和礦房每隔5-8個構成一個盤區(qū)。

步驟4)中，礦房回采完畢后，采空區(qū)先用灰砂比為1:4-1:8的高配比膠結體充填5-10m，然后用灰砂比為1:8-1:20的低配比膠結體繼續(xù)充填并接頂。

步驟5)中，礦柱回采完畢后，采空區(qū)先用灰砂比為1:4-1:8的高配比膠結體充填5-10m，然后用灰砂比為1:8-1:20的低配比膠結體繼續(xù)充填并接頂。

本發(fā)明采用以上技術方案，具有以下有益效果：采用基于組合棋盤式底部結構的緩傾斜礦脈連續(xù)采礦法具有盤區(qū)采場生產(chǎn)能力大，出礦時間短開采安全性高，資源損失小，出礦結構合理等顯著優(yōu)點。

（1）盤區(qū)采場生產(chǎn)能力大、出礦時間短

一方面，本發(fā)明每5-8個礦房礦柱采場構成一個盤區(qū)，礦房寬8-10m，礦柱寬10-15m；在開采過程中可以實現(xiàn)同時展布多個工作面，而不相互干擾；另一方面，底部的棋盤式出礦結構采用無軌自行設備出礦，強采強出，大大縮短了采場回采時間。采礦實驗效果顯示，盤區(qū)平均生產(chǎn)能為為319t/d，最大統(tǒng)計盤區(qū)生產(chǎn)能力達到461t/d。

（2）開采安全性高

本發(fā)明針對緩傾斜中厚礦體，特別是20-35°緩傾斜中厚礦體，礦房采準系統(tǒng)布置于礦體下盤，有利于獲得更高的安全作業(yè)條件。整個回采過程，工人不直接暴露于空區(qū)的頂板下，不進入空區(qū)，具備安全的生產(chǎn)作業(yè)條件。

（3）資源損失小

一步驟回采礦房，二步驟回采礦柱，同時采用不同配比的尾砂膠結體進行充填，實現(xiàn)低貧損回采。

（4）出礦結構簡單

本發(fā)明針對緩傾斜中厚礦體，特別是20-35°緩傾斜中厚礦體，通過改變盤區(qū)的礦房、礦柱的采場寬度，以及合理的中段高度，實現(xiàn)在采場下盤采用短溜井連接上部V形塹溝和棋盤式出礦結構，出礦結構簡單，而且出礦效率高。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明；

圖1為本發(fā)明采礦方法的結構示意圖；

圖2為圖1中B-B的剖視圖；

圖3為棋盤式出礦結構的示意圖；

圖4為礦體底部的視圖。

具體實施方式

如圖1-4之一所示，本發(fā)明一種基于組合棋盤式底部結構的緩傾斜礦脈連續(xù)采礦法，采礦法包括以下步驟：

1)將傾角為20-35°的礦體1沿其傾向劃分為中段，中段的上端和下端分別預留斜頂柱2，沿礦體1的走向劃分交替布置的礦房4和礦柱3，實行先采礦房4后采礦柱3的回采順序，礦柱3和礦房4每隔5-8個構成一個盤區(qū)，構成一個盤區(qū)，其中礦體1的中段高度H為30m，斜頂柱2的厚度為5-10米，礦房4寬8-10m，礦柱3寬10-15m；

2)在礦體1的下方建立棋盤式出礦結構6，該棋盤式出礦結構6包括多條橫向間隔設置的受礦巷道61、多條豎向間隔設置的出礦進路62和一條階段運輸巷道63，各出礦進路62的一端分別與階段運輸巷道63連接；同時在各礦房4和礦柱3的底部中央掘進上山巷道，在上山巷道內(nèi)布置扇形孔，采用淺孔或中深孔鑿巖機鉆鑿炮孔；其中，在各礦房4和礦柱3的底部布置切割天井，并以切割天井為自由面，對上山巷道進行壓頂，最終形成V形塹溝5；

3)在各V形塹溝5的底部沿其水平布置多個間隔設置的短溜井7，短溜井7的上部連接V形塹溝5，短溜井7的下部連接棋盤式出礦結構6的受礦巷道61；具體的，V形塹溝5底部沿其水平投影布置有2-3個短溜井7，相鄰兩個短溜井7之間的距離為6-8米，各短溜井7的尺寸為2×2米。

4)對礦房4進行回采，崩落的礦石依靠重力作用集礦于V形塹溝5內(nèi)，并通過短溜井7搬運至受礦巷道61；采用無軌高效率出礦，鏟運機在出礦進路62中進行出礦，將受礦巷道61中的礦石經(jīng)階段運輸巷道63搬運出采場，完成礦房4的出礦過程，礦房4回采完畢后，采空區(qū)采用膠結體充填并接頂；

5)在礦房4采空區(qū)的膠結體保護下，對礦柱3進行回采，崩落的礦石依靠重力作用集礦于V形塹溝5內(nèi)，并通過短溜井7搬運至受礦巷道61；采用無軌高效率出礦，鏟運機在出礦進路62中進行出礦，將受礦巷道61中的礦石經(jīng)階段運輸巷道63搬運出采場，完成礦柱3的出礦過程，礦柱3回采完畢后，采空區(qū)采用膠結體充填并接頂。

步驟4)中，礦房4回采完畢后，采空區(qū)先用灰砂比為1:4-1:8的高配比膠結體充填5-10m，然后用灰砂比為1:8-1:20的低配比膠結體繼續(xù)充填并接頂。

步驟5)中，礦柱3回采完畢后，采空區(qū)先用灰砂比為1:4-1:8的高配比膠結體充填5-10m，然后用灰砂比為1:8-1:20的低配比膠結體繼續(xù)充填并接頂。

具體應用實例如下，武平紫金礦體為構造裂隙或破碎帶控制的礦體，礦體總體走向北西，傾向南西或北東。礦體頂?shù)装鍑鷰r主要為中細?；◢弾r，抗壓強度值一般為60.8～95.9MPa，巖石RQD值一般大于95%，礦體頂、底板巖石較完整，穩(wěn)固，在采礦工程中，主要的工程地質(zhì)問題為采空區(qū)頂板冒落。65線礦體實驗礦塊在賦存標高在-115m水平到-40m水平紫金山復式巖體中，此I-1號礦體在61線到70線之間（約225米），礦體傾角為25°-30°，厚度8-15m，走向長175m。選擇-100～-70m作為首采實驗中段實施本發(fā)明的采礦法。

其主要技術經(jīng)濟指標為：

(1) 采切比：45.11m³/kt，合計8.52標準m/kt。

(2) 鑿巖臺班效率：30~40m/臺·班。

(3) 出礦效率：80~100t/臺·班。

(4) 盤區(qū)采場綜合效率：200~450t/d。

(5) 采礦工班效率：20~35t/工·班。

(6) 開采過程損失率：7.6%。

(7) 開采過程貧化率：6.5%。

(8) 采礦直接成本：37.5元/t。