本發(fā)明屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一次采全厚的特厚固體鉀鹽礦開采方法。

背景技術(shù)：

我國探明的可溶性鉀資源十分有限，以鹵水鉀礦為主。世界其他老牌鉀肥生產(chǎn)大國，如加拿大，俄羅斯，白俄羅斯，主要開采鉀石鹽礦體，而老撾、泰國等新興的東南亞鉀肥國家賦存的鉀肥礦體主要是光鹵石，且礦體厚度很厚，最厚可達(dá)100多米。光鹵石和鉀石鹽礦體在礦物成分及物理力學(xué)特性上也有較大的不同。因此，國際上對(duì)特厚光鹵石礦體研究甚少，也沒有比較成熟的開采方法?，F(xiàn)階段對(duì)于特厚光鹵石礦體的開采設(shè)計(jì)主要有以下兩種方法：

（1）分層開采，層與層之間留設(shè)幾米到十幾米不等的礦體作為層間柱，開采工序繁瑣，開采效率低。

（2）鉆井水溶法開采，開采效率低，產(chǎn)量低。

因此，如何安全、高效開采固體鉀鹽礦山是一個(gè)亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中特厚固體鉀鹽礦山開采效率低，產(chǎn)量低的問題，提供一種一次采全厚的特厚固體鉀鹽礦開采方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種一次采全厚的特厚固體鉀鹽礦開采方法，包括如下步驟：

第一步，設(shè)計(jì)開采區(qū)域，在開采區(qū)域礦層布置一條主運(yùn)輸巷和兩條輔運(yùn)輸巷，在主、輔運(yùn)輸巷兩側(cè)的礦層頂部和底部分別垂直開掘若干礦房，礦房間用聯(lián)絡(luò)巷相連，形成矩形礦柱，5~6個(gè)礦房組成一個(gè)盤區(qū)，相鄰盤區(qū)之間留設(shè)20m的盤區(qū)礦柱；

第二步，設(shè)備配套，礦層頂部工作面和底部工作面均采用采鉀機(jī)成套裝備進(jìn)行落礦和運(yùn)輸，設(shè)備主要包括：采鉀機(jī)、梭車、破碎機(jī)和皮帶機(jī)；

待頂部和底部的盤區(qū)回采完畢后，在礦層頂部礦房中安裝反井鉆機(jī)，在底部礦房安裝反井鉆頭，完成反井鉆機(jī)落礦工序，設(shè)備主要包括：耙裝機(jī)或鏟車、梭車、破碎機(jī)和皮帶機(jī)；

第三步，開采方法，礦層頂部和底部均布置房式開采工作面，回采同步進(jìn)行，采鉀機(jī)完成落礦、裝礦作業(yè)，梭車緊跟采鉀機(jī)作業(yè)，完成礦石的裝載、運(yùn)輸工作，其具體主要工序如下：

a.采鉀機(jī)自盤區(qū)右側(cè)第一次進(jìn)刀，然后保持直線推進(jìn)至盤區(qū)邊界，開掘第一條礦房；

b.采鉀機(jī)退出第一條礦房，與第一條礦房相隔10m，進(jìn)第二刀，保持直線直至盤區(qū)邊界，開掘第二條礦房；

c.重復(fù)b步驟，完成剩余3條礦房的回采工作；

d.采鉀機(jī)完成相鄰礦房間聯(lián)絡(luò)巷的回采工作；

第四步，利用反井鉆機(jī)完成礦層頂部和底部之間礦體的回采工作，在每個(gè)盤區(qū)由內(nèi)到外“后退式”完成反井落礦工序，落下的礦體經(jīng)由鏟車運(yùn)送到破碎機(jī)，破碎之后由皮帶機(jī)運(yùn)到裝載點(diǎn)，其主要作業(yè)工序如下：

a.在上下兩個(gè)盤區(qū)的礦柱之間均等間距按排布置反井鉆孔，上盤區(qū)同時(shí)工作的反井鉆機(jī)為4臺(tái)或5臺(tái)；

b.在礦層頂部礦房中安裝反井鉆機(jī)，運(yùn)用導(dǎo)向鉆頭，從頂部礦房底板打通至底部礦房頂板；

c.在底部礦房安裝反井鉆頭，進(jìn)行反井鉆機(jī)落礦。

所述礦層頂部的礦房、礦柱與底部的礦房、礦柱之間一一對(duì)應(yīng)。

所述主、輔運(yùn)輸巷和礦房夾角均為90°，礦房長(zhǎng)度為400m，礦房寬度為8~12m，礦房高度為4~6m。

所述礦柱寬度為10~15m。

所述反井鉆孔間距為5~8m，反井鉆機(jī)直徑為5m。

采鉀機(jī)一次采掘高度≤6m。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.本發(fā)明將房式開采與反井落礦合理結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)特厚光鹵石礦體的回采安全、高效機(jī)械化回采。

2.本發(fā)明工藝先進(jìn)、巷道布置科學(xué)合理、設(shè)備布置緊湊連續(xù)、采鉀機(jī)與反井落礦工序合理、有效的銜接，是一種十分理想的特厚鉀鹽礦山開采方法。

3.本發(fā)明既有效避免了特厚礦體分層開采時(shí)開拓工程量大，通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)輸環(huán)節(jié)繁多，又有效避免了層間柱留設(shè)，提高了開采效率，提高了資源的回收率，降低了開拓準(zhǔn)備工程量，實(shí)現(xiàn)特厚鉀鹽礦層的一次采全高開采。因此，此種開采工藝是一種安全、高效的特厚鉀鹽礦體的開采方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明礦層頂部和底部同時(shí)開采第一條礦房的示意圖；

圖2為本發(fā)明完成礦層頂部和底部房式開采工作面的示意圖；

圖3為本發(fā)明反井鉆機(jī)鉆孔布置平面示意圖；

其中：1-輔運(yùn)輸巷?。?-主運(yùn)輸巷；3-輔運(yùn)輸巷ⅱ；4-聯(lián)絡(luò)巷；5-礦柱；6-礦房；7-梭車；8-采鉀機(jī)；9-破碎機(jī)；10-皮帶機(jī)；11-反井鉆孔。

具體實(shí)施方式

采掘使用設(shè)備包括：采鉀機(jī)、履帶行走式給料破碎機(jī)、梭車7、皮帶機(jī)10、反井鉆機(jī)；

一種一次采全厚的特厚固體鉀鹽礦開采方法，包括如下步驟：

第一步，設(shè)計(jì)開采區(qū)域，在開采區(qū)域礦層布置一條主運(yùn)輸巷2和兩條輔運(yùn)輸巷，在主、輔運(yùn)輸巷兩側(cè)的礦層頂部和底部分別垂直開掘若干礦房6，礦房6間用聯(lián)絡(luò)巷4相連，形成矩形礦柱5，5~6個(gè)礦房6組成一個(gè)盤區(qū)，相鄰盤區(qū)之間留設(shè)20m的盤區(qū)礦柱；

第二步，設(shè)備配套，礦層頂部工作面和底部工作面均采用采鉀機(jī)成套裝備進(jìn)行落礦和運(yùn)輸，設(shè)備主要包括：采鉀機(jī)8、梭車7、破碎機(jī)9和皮帶機(jī)10；

待頂部和底部的盤區(qū)回采完畢后，在礦層頂部礦房中安裝反井鉆機(jī)，在底部礦房安裝反井鉆頭，完成反井鉆機(jī)落礦工序，設(shè)備主要包括：耙裝機(jī)或鏟車、梭車7、破碎機(jī)9和皮帶機(jī)10；

第三步，開采方法，礦層頂部和底部均布置房式開采工作面，采用前進(jìn)式開采，由外到里逐次完成回采，回采同步進(jìn)行，采鉀機(jī)8完成落礦、裝礦作業(yè)，梭車7緊跟采鉀機(jī)8作業(yè)，完成礦石的裝載、運(yùn)輸工作，其具體主要工序如下：

a.采鉀機(jī)8自盤區(qū)右側(cè)第一次進(jìn)刀，進(jìn)刀寬度8m，然后保持直線推進(jìn)至盤區(qū)邊界，開掘第一條礦房6；

b.采鉀機(jī)8退出第一條礦房6，與第一條礦房6相隔10m，進(jìn)第二刀，進(jìn)刀寬度仍為8m，保持直線直至盤區(qū)邊界，開掘第二條礦房6；

c.重復(fù)b步驟，完成剩余3條礦房6的回采工作；

d.采鉀機(jī)8完成相鄰礦房6間聯(lián)絡(luò)巷4的回采工作，至此，完成礦層頂部和底部的回采作業(yè)；

第四步，利用反井鉆機(jī)完成礦層頂部和底部之間礦體的回采工作，在每個(gè)盤區(qū)由內(nèi)到外“后退式”完成反井落礦工序，由里到外逐次完成礦體的反井鉆機(jī)落礦工序，落下的礦體經(jīng)由鏟車運(yùn)送到破碎機(jī)9，破碎之后由皮帶機(jī)10運(yùn)到裝載點(diǎn)，其主要作業(yè)工序如下：

a.在上下兩個(gè)盤區(qū)的礦柱5之間均等間距按排布置反井鉆孔11，上盤區(qū)同時(shí)工作的反井鉆機(jī)為4臺(tái)或5臺(tái)；

b.在礦層頂部礦房中安裝反井鉆機(jī)，運(yùn)用導(dǎo)向鉆頭，從頂部礦房底板打通至底部礦房頂板；

c.在底部礦房安裝反井鉆頭，進(jìn)行反井鉆機(jī)落礦，至此，完成盤區(qū)內(nèi)所有礦體的回采作業(yè)。

所述礦層頂部的礦房6、礦柱5與底部的礦房6、礦柱5之間一一對(duì)應(yīng)。

所述主、輔運(yùn)輸巷和礦房6夾角均為90°，礦房6長(zhǎng)度為400m，礦房6寬度為8~12m，礦房6高度為4~6m。

所述礦柱5寬度為10~15m。

所述反井鉆孔11間距為5~8m，反井鉆機(jī)直徑為5m。

采鉀機(jī)8一次采掘高度≤6m。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

一種一次采全厚的特厚固體鉀鹽礦開采方法，屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域，可解決現(xiàn)有技術(shù)中特厚固體鉀鹽礦山開采效率低，產(chǎn)量低的問題，在固體鉀鹽礦層頂部和底部分別布置房式開采工作面，利用采鉀機(jī)完成礦房?jī)?nèi)礦石的回采作業(yè)，留設(shè)礦柱支撐頂板，礦層頂部礦房、礦柱與底部礦房、礦柱之間一一對(duì)應(yīng)。而后，在礦層頂部礦房中安裝反井鉆機(jī)，運(yùn)用導(dǎo)向鉆頭，從頂部礦房底板打通至底部礦房頂板，在底部礦房安裝反向鉆頭，完成反井鉆機(jī)落礦工序。落下的礦體經(jīng)由底部礦房?jī)?nèi)鏟車或耙裝機(jī)運(yùn)輸?shù)狡?，完成礦石的運(yùn)輸工序。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)安全、高效的機(jī)械化回采。

技術(shù)研發(fā)人員：郝萬東;陳明程;石亮;周茂普;張振東;桑朋德;張王磊;高瑞文;韓豐;吳睿;楊小軍

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司;山西天地煤機(jī)裝備有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2017.07.06

技術(shù)公布日：2017.10.10