一种适用于缓倾斜矿体开采的底部结构布置方法
技术领域
本发明涉及一种适用于缓倾斜矿体开采的底部结构布置方法，属于采矿工程领域。
背景技术
缓倾斜矿体开采的矿石难以自溜出矿，而且倾角又满足不了无轨设备的运行，能够适应缓倾斜矿体开采的底部结构就只有堑沟式底部结构和采用电耙出矿的漏斗式底部结构，堑沟式底部结构导致采场底部贫损指标大，电耙出矿的漏斗式底部结构机械化程度和生产效率低，目前缓倾斜矿体两步骤回采的底部结构均是采用单一的堑沟布置或者电耙式漏斗布置，采场底部贫损指标大，电耙漏斗式布置不仅采切工程量大，采矿成本高，而且出矿能力小，限制了矿山生产能力。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有缓倾斜矿体开采中的底部结构不合理造成贫损大和采切比大等不经济的问题，提供了一种适用于缓倾斜矿体开采的底部结构布置方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：沿倾向将阶段分为一步骤和二步骤矿房进行回采，一步骤采用堑沟式底部结构出矿，二步骤采用漏斗式底部结构出矿。一步骤矿房的脉外采准巷道兼做二步骤矿房的凿岩巷道，两步骤采场采用不同的底部结构，降低采场贫损指标和采准工程量，使得矿体开采更为经济。具体包括以下步骤：
(1)沿倾向将矿体划分阶段，沿倾向上又将每个阶段内分为一步骤和二步骤矿房两步回采，先采一步骤矿房胶结充填后再采二步骤矿房，一步骤矿房采用堑沟式底部结构出矿，二步骤矿房采用漏斗式底部结构出矿。
(2)在一步骤矿房下盘沿走向掘进一条凿岩巷道，在凿岩巷道中向上打扇形炮孔以便爆破形成堑沟式底部结构。
(3)在二步骤矿房下盘与一步骤矿房凿岩巷道间隔8～10m沿走向掘进一条沿脉巷道，与一步骤的凿岩巷道处于同一水平，用作一步骤的脉外采准巷道，同时用作二步骤回采的凿岩巷道；在一步骤的脉外采准巷道施工出矿进路联通一步骤凿岩巷道，用于一步骤矿房的出矿，出矿进路中线间距8～10m。
(4)一步骤矿房爆破落矿，底部形成堑沟底部结构，并在采场矿石出完后在出矿巷道处施工充填挡墙，对采场进行胶结充填。
(5)在二步骤矿房下盘低于凿岩巷道4～6m标高并在下盘远离矿体方向8～12m掘进二步骤矿房沿脉采准巷道。
(6)回采二步骤矿房前，在二步骤矿房沿脉采准巷道掘进二步骤矿房出矿巷道至二步骤凿岩巷道正下方并掘进天井与之贯通，向四周打中孔并与采场对应排位的中深孔同次爆破(雷管段位超前采场落矿)劈漏形成漏斗作为二步骤矿房出矿的底部结构。
(7)二步骤矿房出矿先将漏斗中底部废石部分分出，直至出至矿石，采场正常出矿作业。
优选的，本发明所述过程为：沿倾向分为两步骤采场回采，先采一步骤矿房胶结充填后再采二步骤矿房，一步骤矿房采用堑沟底部结构，二步骤矿房采用漏斗式底部结构，并利用一步骤矿房的采准巷道作为凿岩巷道；沿走向的一步骤矿房长为40～60m，宽度为12-5m，沿走向的二步骤矿房长度为40～60m，宽度为15～20m。
优选的，本发明步骤(2)中堑沟式底部结构边壁倾角不低于矿岩自然安息角，为42°以上。
优选的，本发明所述沿脉采准巷道、凿岩巷道、出矿进路的断面为三心拱，宽*高为4m*3.6m，两步骤采场均采用无轨铲运机出矿。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述方法中矿体沿倾向分为一、二两步骤开采，不需要留大量的永久矿柱作为支撑，可最大化的采出矿石，实现低损失开采。
(2)本发明所述方法中一、二两步骤分别采用堑沟式底部结构和漏斗式底部结构，最大限度地控制了采场底部的回采范围，控制了矿石贫损指标，两步骤的出矿结构水平具有一定高度差，一步骤矿房回采完毕后凿岩巷道的封闭并不会影响二步骤矿房的凿岩、放矿，二者具有独立性。
(3)两步骤的底部结构又具有联系，一步骤的采准巷道兼做二步骤的凿岩巷道，井巷的重复利用使得两步骤的底部结构有了联系，同时节省了部分采切工作量，可用无轨设备出矿，提高了作业效率，缩短矿块开采周期，增大矿块生产能力，使得缓倾斜矿体的开采更为经济。
附图说明
图1为本发明底部结构沿矿体倾向的剖视图。
图2为本发明底部结构沿矿体走向的剖视图。
图中：1-凿岩巷道；2-堑沟式底部结构；3-沿脉巷道；4-出矿进路；5-斗颈；6-沿脉采准巷道；7-出矿进路；8-充填挡墙；9-漏斗；10-胶结充填体；11-尾砂充填体；12-矿石；13-充填回风巷道；14-溜井；15-中段穿脉巷道。
具体实施方式
下面结合具体实施例本发明作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
下面以某铜矿为例，结合回采过程详细说明，某铜矿部分矿体厚度约为8～25m，倾角小于15°属于缓倾斜矿体，考虑到矿岩条件，采用分段空场嗣后充填法进行回采，具体包括以下步骤：
(1)沿倾向将矿体划分阶段，沿倾向上又将每个阶段内分为一步骤和二步骤两步回采，先采一步骤，后采二步骤，一步骤采用堑沟式底部结构，二步骤采用漏斗式底部结构。回采过程为：沿走向分为一步骤矿房、二步骤矿房回采，回采顺序为先采沿走向的一步骤矿房胶结充填后再回采二步骤矿房；沿走向的一步骤矿房长为50m，宽度为15m，沿走向的二步骤矿房长度为50m，宽度为18m。
(2)在一步骤矿房下盘沿走向掘进一条凿岩巷道1，在凿岩巷道1中向上打扇形炮孔以便爆破形成堑沟式底部结构2，堑沟边壁倾角为45°。
(3)在二步骤矿房下盘沿走向掘进一条沿脉巷道3，与一步骤矿房的凿岩巷道1处于同一水平，用作一步骤矿房的采准巷道3，同时用作二步骤矿房回采的凿岩巷道；在一步骤矿房的凿岩巷道1和采准巷道3中掘进出矿进路4，用于一步骤矿房的出矿；避免出矿设备在大空场下作业。
(4)一步骤矿房爆破落矿，底部形成堑沟底部结构，出矿矿石通过溜井下放至中段运输水平(如中段穿脉巷道15)，在采场矿石出完后在出矿进路7处施工充填挡墙8，对采场采用胶结充填体10进行充填，采场通过充填回风巷道13充填。
(5)在二步骤矿房下盘凿岩巷道3下方5m并在下盘远离矿体方向10m掘进二步骤矿房沿脉采准巷道6。
(6)回采二步骤矿房前，在二步骤矿房沿脉采准巷道6掘进二步骤矿房出矿巷道7至二步骤凿岩巷道正下方并掘进斗颈5与之贯通，向四周打中孔并与采场对应排位的中深孔同次爆破(雷管段位超前采场落矿)劈漏形成漏斗9作为二步骤矿房出矿的底部结构；
(7)二步骤矿房出矿先将漏斗中底部废石部分分出，直至出至矿石，采场正常出矿作业。
从图1和2可看到，一步骤矿房和二步骤矿房的出矿在两个水平，一步骤采完后凿岩巷道1、堑沟式底部结构2和出矿进路4的封闭并不会对二步骤的回采造成影响；同时，一步骤矿房的采准巷道3在二步骤回采是担任凿岩巷道使用，实现一巷多用；两个步骤的底部结构既独立又有联系。
通过不同的受矿结构，最终通过无轨设备将两步骤矿房的矿石倒入溜井下放到中度运输巷道，贫化率和损失率降低至4.8％和4.6％，千吨采切比降低至5.5m/kt，提高生产效率，满足国家对矿山新三率的要求，实现低贫损、高效生产。
实施例2
下面以某铁矿为例，结合回采过程详细说明，某铁矿部分矿体厚度约为12～23m，倾角小于15°属于缓倾斜矿体，考虑到矿岩条件，采用分段空场嗣后充填法进行回采，具体包括以下步骤：
(1)沿倾向将矿体划分阶段，沿倾向上又将每个阶段内分为一步骤和二步骤两步回采，先采一步骤，后采二步骤，一步骤采用堑沟式底部结构落矿，二步骤采用漏斗式底部结构落矿。回采过程为：沿走向分为一步骤矿房、二步骤矿房回采，回采顺序为先采沿走向的一步骤矿房胶结充填后再回采二步骤矿房；沿走向的一步骤矿房长为50m，宽度为15m，沿走向的二步骤矿房长度为50m，宽度为20m。
(2)在一步骤矿房下盘沿走向掘进一条凿岩巷道1，在凿岩巷道1中向上打扇形炮孔以便爆破形成堑沟式底部结构2，堑沟边壁倾角为45°。
(3)在二步骤矿房下盘沿走向掘进一条沿脉巷道3，与一步骤的凿岩巷道1处于同一水平，用作一步骤的采准巷道3，同时用作二步骤矿房回采的凿岩巷道；在一步骤的凿岩巷道1和出矿巷道3中掘进出矿进路4，用于一步骤矿房的出矿。
(4)一步骤矿房爆破落矿，底部形成堑沟底部结构，并在采场矿石出完后在出矿进路处施工充填挡墙，对采场进行胶结充填；
(5)在二步骤矿房下盘凿岩巷道3下方5m并在下盘远离矿体方向10m掘进二步骤矿房沿脉采准巷道6。
(6)回采二步骤矿房前，在二步骤矿房沿脉采准巷道6掘进二步骤矿房出矿巷道7至二步骤凿岩巷道正下方并掘进斗颈与之贯通，向四周打中孔并与采场对应排位的中深孔同次爆破(雷管段位超前采场落矿)劈漏形成漏斗作为二步骤矿房出矿的底部结构；
(7)二步骤矿房出矿先将漏斗中底部废石部分分出，直至出至矿石，采场正常出矿作业。
从图1和2可看到，一步骤矿房和二步骤矿房的出矿在两个水平，一步骤矿房采完后凿岩巷道1、堑沟式底部结构2和出矿进路4的封闭并不会对二步骤矿房的回采造成影响；同时，一步骤矿房的采准巷道3在二步骤矿房回采是担任凿岩巷道使用，实现一巷多用；两个步骤的底部结构既独立又有联系。
通过不同的受矿结构，控制矿房底部回采范围，最终将两步骤矿房贫化率和损失率降低至5％和6.5％，千吨采切比降低至6.3m/kt，提高生产效率，满足国家对矿山新三率的要求，实现低贫损、高效生产。
