本發(fā)明屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)采與炮采相結(jié)合的特厚固體鉀鹽礦開(kāi)采方法。

背景技術(shù)：

老撾、泰國(guó)地區(qū)固體鉀鹽礦資源厚度范圍較大，礦體平均厚度在30m以上。由于鉀鹽礦屬遇水易溶礦體，開(kāi)采過(guò)程中不允許頂板冒落，因此鉀鹽礦體目前主要采用房式采礦法開(kāi)采。對(duì)于老撾、泰國(guó)這樣的特厚鉀鹽礦床的機(jī)械化開(kāi)采，目前主要采用單層房式采礦法，一次開(kāi)采厚度2~8m，資源回收率低，開(kāi)采成本高。其次，鉀鹽礦在生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的鉀鹽尾礦，鉀鹽尾礦在地面堆積，不僅占有大量的土地，而且鉀鹽尾礦具有腐蝕性，污染環(huán)境。所以目前在提高鉀鹽礦采出率的同時(shí)，必須解決好鉀鹽尾礦的井下充填問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中特厚鉀鹽開(kāi)采資源回收率低，成本高，鉀鹽尾礦污染環(huán)境的問(wèn)題，提供一種機(jī)采與炮采相結(jié)合的特厚固體鉀鹽礦開(kāi)采方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種機(jī)采與炮采相結(jié)合的特厚固體鉀鹽礦開(kāi)采方法，包括如下步驟：

（1）巷道布置

在礦體頂部及底部分別布置對(duì)應(yīng)相同的條帶開(kāi)采工作面，頂部和底部條帶開(kāi)采工作面間留設(shè)層間柱，頂部條帶開(kāi)采工作面一側(cè)布置上盤區(qū)運(yùn)輸巷和上盤區(qū)回風(fēng)巷，頂端設(shè)有回風(fēng)條帶，回風(fēng)條帶和上盤區(qū)回風(fēng)巷連通，底部條帶開(kāi)采工作面一側(cè)布置下盤區(qū)運(yùn)輸巷和下盤區(qū)回風(fēng)巷，上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷和上、下盤區(qū)回風(fēng)巷兩側(cè)分別垂直布置若干上、下盤區(qū)回采條帶，相鄰盤區(qū)回采條帶間留有礦柱，上盤區(qū)回采條帶的礦柱間設(shè)有若干垂直于回采條帶的貫通的聯(lián)絡(luò)巷道；

（2）開(kāi)采方法

頂部和底部條帶開(kāi)采工作面、上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷以及上、下盤區(qū)回風(fēng)巷全部采用機(jī)采方式落礦，采用采鉀機(jī)掘進(jìn)完成，采用采鉀機(jī)一次采寬4m：其中，頂部和底部條帶開(kāi)采工作面采用采鉀機(jī)前進(jìn)式回采，分兩次回采完成，每次直線推進(jìn)至盤區(qū)邊界，一個(gè)條帶開(kāi)采工作面回采完畢后，采鉀機(jī)退出進(jìn)行下一個(gè)條帶工作面的回采；上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷以及上、下盤區(qū)回風(fēng)巷分切槽和采垛兩個(gè)工序，切槽寬度4m，采垛寬度2m，工序循環(huán)進(jìn)尺均為12m；

層間柱采用鑿巖臺(tái)車爆破方式一次全高落礦：各炮孔采用垂直布置方式，采用鑿巖臺(tái)車從上往下打設(shè)，炮孔深度打至距離下盤區(qū)回采條帶頂板1m位置，炮孔間排距0.8m，向炮孔裝填炸藥，爆破后，爆破礦石落入下盤區(qū)回采條帶，由耙裝機(jī)輸送至給料破碎機(jī)，再由破碎機(jī)載至皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出工作面；其中，炮孔打設(shè)和礦體運(yùn)輸兩個(gè)工序同時(shí)進(jìn)行；

機(jī)械落礦運(yùn)輸流程：采鉀機(jī)落礦、裝礦、運(yùn)礦→梭車→給料破碎機(jī)→皮帶運(yùn)輸機(jī)→立井箕斗或斜井皮帶運(yùn)至洗選車間；

爆破落礦運(yùn)輸流程：爆落礦體→耙裝機(jī)→破碎機(jī)→皮帶運(yùn)輸機(jī)→立井箕斗或斜井皮帶運(yùn)至洗選車間；

（3）充填方法

尾礦充填工序滯后中部爆破面30~40m，立井箕斗或斜井皮帶將尾礦充填體通過(guò)與爆破后的工作面相鄰的上盤區(qū)回采條帶，經(jīng)由聯(lián)絡(luò)巷道進(jìn)入采空區(qū)；

鉀鹽尾礦運(yùn)輸流程：立井箕斗或斜井皮帶→相鄰上盤區(qū)回采條帶→聯(lián)絡(luò)巷道→采空區(qū)；

（4）通風(fēng)

頂部條帶開(kāi)采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流由上盤區(qū)運(yùn)輸巷進(jìn)入上盤區(qū)回采條帶，污風(fēng)經(jīng)由聯(lián)絡(luò)巷道，流向回風(fēng)條帶，最終從上盤區(qū)回風(fēng)巷流出；底部條帶開(kāi)采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流經(jīng)由下盤區(qū)運(yùn)輸巷進(jìn)入下盤區(qū)回采條帶，通過(guò)爆破后的采空區(qū)進(jìn)入頂部條帶開(kāi)采工作面的頂部回風(fēng)條帶。

頂部條帶開(kāi)采工作面中，除了相對(duì)于上盤區(qū)運(yùn)輸巷一側(cè)的聯(lián)絡(luò)巷道以及與層間柱相鄰的聯(lián)絡(luò)巷道中相對(duì)于上盤區(qū)運(yùn)輸巷一側(cè)的若干聯(lián)絡(luò)巷道外，其余聯(lián)絡(luò)巷道之間設(shè)有臨時(shí)密閉墻。

上盤區(qū)運(yùn)輸巷和上盤區(qū)回風(fēng)巷之間的聯(lián)絡(luò)巷道設(shè)有臨時(shí)密閉墻。

下盤區(qū)運(yùn)輸巷和下盤區(qū)回風(fēng)巷之間的聯(lián)絡(luò)巷道設(shè)有臨時(shí)密閉墻。

頂部條帶開(kāi)采工作面中，與回風(fēng)條帶相鄰的兩個(gè)上盤區(qū)回采條帶在靠近沒(méi)有臨時(shí)密閉墻的聯(lián)絡(luò)巷道的一側(cè)之間設(shè)有風(fēng)障，上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷頂端分別設(shè)有風(fēng)障。

在上盤區(qū)運(yùn)輸巷中，上盤區(qū)運(yùn)輸巷和上盤區(qū)回風(fēng)巷之間頂端的礦柱和與其相鄰的設(shè)有風(fēng)障的下層礦柱之間設(shè)有臨時(shí)密閉墻。

下盤區(qū)運(yùn)輸巷和下盤區(qū)回風(fēng)巷之間的礦柱和與其相鄰的下盤區(qū)回采條帶之間的礦柱之間的下盤區(qū)運(yùn)輸巷之間設(shè)有一個(gè)臨時(shí)密閉墻。

所述回采條帶長(zhǎng)度為400~600m，回采條帶寬度為8~10m，回采條帶高度為4~6m，盤區(qū)礦柱寬度為8~15m，上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷寬度為5~6m，上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷高度為4~5m。

頂部盤區(qū)回采條帶與底部對(duì)應(yīng)回采條帶間的層間柱厚度為15~20m，鑿巖臺(tái)車爆破高度為15~20m，循環(huán)爆破進(jìn)尺為每次3~5m。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明主要應(yīng)用于厚度在25m以上的特厚固體鉀鹽礦體的開(kāi)采，應(yīng)用采鉀機(jī)回采鉀鹽礦石并布置巷道，利用鑿巖臺(tái)車鑿巖裝藥爆破方式爆落中部礦體，提高了特厚鉀鹽礦體回采率和開(kāi)采效率；設(shè)計(jì)了專用的鉀鹽尾礦充填系統(tǒng)，不僅為鉀鹽尾礦無(wú)污染處理提供一種科學(xué)有效的方法，而且提高采場(chǎng)空間的安全性和穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)鉀鹽礦山安全、高效、綠色回采，因此該采礦方法是十分理想的特厚固體鉀鹽礦山開(kāi)采方法。

附圖說(shuō)明

圖1為頂部條帶開(kāi)采工作面巷道布置示意圖；

圖2為底部條帶開(kāi)采工作面巷道布置示意圖；

圖3為圖1的a-a剖面示意圖；

圖4為圖1的b-b剖面示意圖；

圖5為頂部條帶開(kāi)采工作面運(yùn)輸及通風(fēng)示意圖；

圖6為圖5的a-a剖面示意圖；

其中：1-上盤區(qū)運(yùn)輸巷；2-上盤區(qū)回風(fēng)巷；3-下盤區(qū)回風(fēng)巷；4-下盤區(qū)運(yùn)輸巷；5-上盤區(qū)回采條帶；6-下盤區(qū)回采條帶；7-聯(lián)絡(luò)巷道；8-層間柱；9-鑿巖臺(tái)車；10-爆破鉆孔；11-尾礦充填機(jī)；12-尾礦充填體；13-耙裝機(jī)；14-皮帶運(yùn)輸機(jī)；15-風(fēng)障；16-臨時(shí)密閉墻；17-回風(fēng)條帶；18-礦柱；

直線箭頭表示新鮮風(fēng)流動(dòng)方向；帶曲線的箭頭表示污風(fēng)流動(dòng)方向；帶實(shí)心圓的箭頭表示出礦運(yùn)輸方向；帶空心圓的箭頭表示充填材料運(yùn)輸方向。

具體實(shí)施方式

一種機(jī)采與炮采相結(jié)合的特厚固體鉀鹽礦開(kāi)采方法，包括如下步驟：

（1）巷道布置

在礦體頂部及底部分別布置對(duì)應(yīng)相同的條帶開(kāi)采工作面，頂部和底部條帶開(kāi)采工作面間留設(shè)層間柱8，頂部條帶開(kāi)采工作面一側(cè)設(shè)置上盤區(qū)運(yùn)輸巷1和上盤區(qū)回風(fēng)巷2，頂端設(shè)有回風(fēng)條帶17，回風(fēng)條帶17和上盤區(qū)回風(fēng)巷2連通，底部條帶開(kāi)采工作面?zhèn)让嬖O(shè)有下盤區(qū)運(yùn)輸巷4和下盤區(qū)回風(fēng)巷3，上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷和上、下盤區(qū)回風(fēng)巷兩側(cè)分別垂直布置若干上、下盤區(qū)回采條帶，相鄰盤區(qū)回采條帶間留有礦柱18，上盤區(qū)回采條帶5的礦柱18間設(shè)有若干垂直于回采條帶的貫通的聯(lián)絡(luò)巷道7；

（2）開(kāi)采方法

頂部和底部條帶開(kāi)采工作面、上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷以及上、下盤區(qū)回風(fēng)巷全部采用機(jī)采方式落礦，采用采鉀機(jī)掘進(jìn)完成，采鉀機(jī)一次采寬4m：其中，頂部和底部條帶開(kāi)采工作面采用采鉀機(jī)前進(jìn)式回采，分兩次回采完成，每次采幅4m，采高4-6m，直線推進(jìn)400-600m至盤區(qū)邊界，一個(gè)條帶開(kāi)采工作面回采完畢后，采鉀機(jī)退出進(jìn)行下一個(gè)條帶工作面的回采；上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷以及上、下盤區(qū)回風(fēng)巷分切槽和采垛兩個(gè)工序，切槽寬度4m，采垛寬度2m，工序循環(huán)進(jìn)尺均為12m；

層間柱采用中深孔爆破方式落礦：在上、下盤區(qū)回采條帶每3-5m進(jìn)行一次大斷面中深孔爆破落礦，各炮孔采用垂直布置方式，采用鑿巖臺(tái)車從上往下打設(shè)，炮孔深度打至距離下盤區(qū)回采條帶頂板1m位置，即炮孔深度14-19m，炮孔間排距0.8m，向炮孔裝填炸藥，爆破后，爆破礦石落入下盤區(qū)回采條帶，由耙裝機(jī)輸送至給料破碎機(jī)，再由破碎機(jī)載至皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出工作面；其中，炮孔打設(shè)和礦體運(yùn)輸兩個(gè)工序同時(shí)進(jìn)行；

機(jī)械落礦運(yùn)輸流程：采鉀機(jī)落礦、裝礦、運(yùn)礦→梭車→給料破碎機(jī)→皮帶運(yùn)輸機(jī)→立井箕斗或斜井皮帶運(yùn)至洗選車間；

爆破落礦運(yùn)輸流程：爆落礦體→耙裝機(jī)→破碎機(jī)→皮帶運(yùn)輸機(jī)→立井箕斗或斜井皮帶運(yùn)至洗選車間；

（3）充填方法

尾礦充填工序滯后中部爆破面30~40m，立井箕斗或斜井皮帶將尾礦充填體12通過(guò)與爆破后的工作面相鄰的上盤區(qū)回采條帶5，經(jīng)由聯(lián)絡(luò)巷道7進(jìn)入采空區(qū)；

鉀鹽尾礦運(yùn)輸流程：立井箕斗或斜井皮帶→相鄰上盤區(qū)回采條帶→聯(lián)絡(luò)巷道→采空區(qū)；

（4）通風(fēng)

頂部條帶開(kāi)采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流由上盤區(qū)運(yùn)輸巷2進(jìn)入上盤區(qū)回采條帶5，污風(fēng)經(jīng)由聯(lián)絡(luò)巷道7，流向回風(fēng)條帶17，最終從上盤區(qū)回風(fēng)巷2流出；底部條帶開(kāi)采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流經(jīng)由下盤區(qū)運(yùn)輸巷4進(jìn)入下盤區(qū)回采條帶6，通過(guò)爆破后的采空區(qū)進(jìn)入頂部條帶開(kāi)采工作面的頂部回風(fēng)條帶17。

所述層間柱厚度為15~20m，回采條帶長(zhǎng)度為400~600m，回采條帶寬度為8~10m，回采條帶高度為4~6m，上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷寬度為5~6m，上、下盤區(qū)運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷高度為4~5m，鑿巖臺(tái)車爆破高度為15~20m，循環(huán)爆破進(jìn)尺為每次3~5m，盤區(qū)礦柱寬度為8～15m。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

一種機(jī)采與炮采相結(jié)合的特厚固體鉀鹽礦開(kāi)采方法，屬于采礦領(lǐng)域，可解決現(xiàn)有技術(shù)中特厚鉀鹽開(kāi)采資源回收率低，成本高，鉀鹽尾礦污染環(huán)境的問(wèn)題，在開(kāi)采區(qū)域頂部以及底部分別布置對(duì)應(yīng)相同盤區(qū)運(yùn)輸巷與盤區(qū)回風(fēng)巷，盤區(qū)運(yùn)輸巷與盤區(qū)回風(fēng)巷兩側(cè)垂直布置回采條帶。待頂、底部回采條帶回采完畢，在頂部回采條帶使用鑿巖臺(tái)車鑿巖爆破頂、底部回采條帶之間的層間柱礦體，爆落礦體經(jīng)由布置在底部回采條帶的耙裝機(jī)配合皮帶運(yùn)輸機(jī)出礦。在層間柱礦體爆破落礦過(guò)程中，實(shí)施邊采礦邊尾礦充填，尾礦充填材料經(jīng)由上部回采條帶通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷輸送至爆破條帶采空區(qū)。本發(fā)明工藝機(jī)械化程度高，開(kāi)采效率高，設(shè)備移動(dòng)靈活，初期投資少，見(jiàn)效快。

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

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)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：2017.12.01