技术领域
[0001] 本
发明涉及采矿技术领域，特别是多层倾斜矿体的开采方法。
背景技术
[0002] 倾斜或急倾斜矿体能够依靠
矿石自重进行出矿，当矿体厚度较薄时多采用留矿法或者充填采矿法进行开采，用浅孔凿岩落矿，采场生产能
力极低，若矿体内有夹层赋存时则进一步增大开采难度，属于典型的复杂难采矿体。
[0003] 传统的采矿方法对这类矿体主要根据夹层的厚度选择不同的方式进行，对于厚度较大的夹层则采用上下盘各矿体进行独立开采保留夹层的方式进行，各矿体间采动影响剧烈、夹层稳定管理复杂等问题突出，特别是空场法开采时若对空区不及时充填处理容易发生隔层垮落造成冲击地压的灾害事故发生；对于厚度较小的夹层则进行矿废混采，矿废混采则增大矿石的贫化率，增大废矿石运输成本和选矿成本。
[0004] 采用传统留矿法或者充填法对多层倾斜矿体进行开采，无论采用矿废全采或者采出矿体保留夹层都存在比较突出的问题：
[0005] (1)将夹层和矿体全部采出，如矿废单独放出，搬运和处理废石浪费大量能耗；而矿废混采将大幅度降低矿石品位增大贫化率，给选矿带来难度，提高处理
尾矿成本，降低企业经济效益，并对地表环境造成影响。
[0006] (2)若保留夹层只采矿体，难以实现连续开采，开采留下较薄夹层安全
稳定性较差，存在较大安全隐患，各矿体开采采动影响严重，采场生产能力降低。
发明内容
[0007] 为了能够实现多夹层倾斜矿体安全高效绿色开采，克服传统采矿方法中存在的突出问题，在无废开采和协同开采理念的指导下，本发明提供了一种多层倾斜矿体矿废分离协同采矿方法，主要实现下述目的：
[0008] (1)安全开采，矿废分离协同开采保证开采过程采场安全稳定，确保作业人员安全；有效克服传统采矿方法存在的相互扰动剧烈，夹层稳定性处理困难等隐患问题。
[0009] (2)高效开采，充分利用采空区作为爆破自由面，通过采矿工艺的创新设计，实现采矿工序合理有序进行，与传统的采矿方法相比开采效率要明显提高，采场生产能力大幅度提高，采矿生产成本明显降低；矿石损失率和贫化率明显降低。
[0010] (3)无废开采，实现采下的夹层废石堆放在采空区内部，没有废石排出采场或者只有极少量废石排出，减少废石运输和处理成本；堆放在空区内的废石可以作为充填材料，或者将来还可作为矿石顺利放出利用。
[0011] 为为实现多夹层倾斜矿体安全高效回采，本发明针对多夹层倾斜矿体设计了一种矿废分离协同采矿方法。
[0012] 一种多层倾斜矿体矿废分离协同采矿方法，包括以下步骤：
[0013] 步骤一，将夹层及其上、下盘相邻的矿体当做一个连续的厚矿体进行回采，矿
块沿矿体走向布置，留有顶柱、间柱、底柱；
[0014] 步骤二，布置阶段运输巷道、装矿横巷、凿岩硐室，将阶段运输巷道布置在上盘围岩中，沿走向每隔一定的间距布置一个装矿横巷，装矿横巷贯穿两层矿体底部，各层矿体进行独立拉底，底部结构为堑沟结构，采用铲运机出矿；
[0015] 步骤三，采用潜孔钻机凿平行矿体倾
角的下向大直径平行深孔，矿体部分凿穿底部拉低顶板，夹层部分的炮孔深度通过计算确定，夹层按照该炮孔深度爆破后能同时满足两个条件，其一，未爆破的夹层高度能作为
挡墙挡住废石，其二，爆破下来的废石能自然安息在下盘采空区内；
[0016] 步骤四，先回采下盘矿体，采用球状药包进行装药爆破，
自下而上分层崩矿，采用铲运机出矿，下盘矿体采场出矿结束后，立即将上、下盘矿体间的装矿横巷封闭，然后利用采空区作为自由面一次性侧向崩落夹层，崩下的废石全部堆放在下盘采空区内；
[0017] 步骤五，夹层崩落后回采上盘矿体，先采用自下而上分层崩矿的方式崩矿，采下矿石全部放出，当回采到达夹层挡墙高度
位置时，会有一定量的废石和矿石一起放出，废石自然下溜结束后会形成一个与自然安息角有关的坡度；
[0018] 步骤六，利用下盘矿体和夹层形成的采空区作为自由面和补偿空间，对上盘剩余的矿体采用微差爆破进行一次性大规模侧向崩矿，然后从底部进行大量出矿。
[0019] 所述步骤一中，阶段高度取30m～40m。
[0020] 所述步骤四中，采用铲运机出矿时，每次出矿40％左右的矿量，待整个采场回采结束后大量出矿。
[0021] 所述步骤五中，待废石自然下溜结束后形成一个与自然安息角有关的坡度，再采用胶结材料对废石表面进行快速硬化。
[0022] 本发明的核心构思包括如下三个方面：
[0023] (1)连续无废开采。在开采矿体过程中将夹层当做矿体，按照连续的厚大矿体进行开采设计，改变传统低效的分层独立回采方式，采用高效的深孔进行凿岩，矿体和夹层进行有序单独崩落，通过对出矿方式进行创新设计，将崩下的矿石的全部放出，而崩落夹层的废石则保留在采场内底部，作为充填废石。
[0024] (2)采空区协同利用。先采出下盘矿体，利用下部矿体开采留下的采空区作为自由空间一次性崩落夹层，崩下废石全部留在采空区内部，对废石表面进行处理实现矿废分隔；利用崩落下部矿体和夹层形成的采空区作为回采上盘矿体的爆破自由面实施大规模崩矿，然后进行大规模出矿。
[0025] (3)创造性的提出保留一定高度的夹层作为挡墙挡住废石，使崩下的废石能自然安息在下盘采空区内，以防止废石混入上盘矿体的矿石中，实现矿废有效分隔。
[0026] 与
现有技术相比，本发明提供了一种多层倾斜矿体矿废分离协同采矿方法，具有以下优势：
[0027] (1)利用下盘矿体开采留下的空间作为上部矿体回采的自由空间，有效克服因爆破空间不足产生的夹制作用对大规模崩矿效果的影响，实现矿体连续开采，采用深孔爆破方式进行崩矿，大幅度提高采场生产能力，将不利因素转变成有利因素。
[0028] (2)在采场内实现矿废分离，充分利用下盘矿体回采留下的空区堆放废石，实现废石不出或少出采场，中间无搬运运输过程，大幅度降低废石搬运和处理成本，有效降低矿石贫化率，有利保护地表环境和绿色矿山建设。
[0029] (3)可有效解决空场法中只采矿体保留夹层开采方式存在的隔层稳定性差容易垮落造成冲击地压的突出问题，减少为维护夹层稳定而保留矿体造成的矿石损失。
[0030] (4)保留在空区内的夹层废石含有一定的品位，随着资源消耗和选矿技术提高，当废石中有用矿物含量达到经济品位时，可直接将废石直接放出进行资源二次开发利用。
[0031] (5)该采矿方法适用范围比较广，对于各种不同厚度的矿体开采都适用；回采效率高，特别是用于开采较薄矿体时相比于传统留矿法或充填法优势很明显；安全性较好，采矿人员无需进入采场内进行作业。
附图说明
[0032] 图1～3为多层倾斜矿体矿废分离协同采矿方法流程示意图；
[0033] 图中，1-顶柱，2-上盘矿体，3-炮孔，4-拉底
水平，5-阶段运输巷道，6-装矿横巷，7-受矿堑沟，8-夹层，9-下盘矿体，10-凿岩硐室，11-采空区，12-废石。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图和具体
实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种
修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
[0035] 如图1～图3所示，为本实施例的多层倾斜矿体矿废分离协同采矿方法过程示意图，开采过程按照下述步骤实施：
[0036] (1)拟开采的矿体勘探程度高，矿岩界线明确，将夹层8及其上、下盘相邻的矿体当做一个连续的厚矿体进行回采，矿块沿矿体走向布置；因采用下向深孔凿岩，为降低炮孔3偏斜而影响矿废分采精细化爆破，阶段高度较传统VCR法的要小，30m～40m为宜，留有顶柱1、间柱、底柱，矿柱尺寸根据具体情况确定。
[0037] (2)布置阶段运输巷道5、装矿横巷6、凿岩硐室10；将阶段运输巷道5布置在上盘围岩中，沿走向每隔一定的间距布置一个装矿横巷6，装矿横巷6贯穿两层矿体底部；各层矿体进行独立拉底，底部结构为堑沟结构(对应图1中受矿堑沟7)，采用铲运机出矿；如图1所示。
[0038] (3)采用潜孔钻机凿平行矿体倾角的下向大直径平行深孔，矿体部分凿穿底部拉低顶板(对应图1中拉底水平4)，而夹层8部分的炮孔3深度需要通过计算确定，与爆破松散系数、夹层8厚度、自然安息角以及下层矿体厚度有关，夹层8爆破后能同时满足，未爆破的夹层8高度能作为挡墙挡住废石12，爆破下来的废石12能自然安息在下盘采空区11内，以防止废石12过多混入上盘矿体2的矿石中。
[0039] (4)先回采下盘矿体9，采用球状药包进行装药爆破，自下而上分层崩矿，采用铲运机出矿，每次出矿40％左右的矿量，待整个采场回采结束后大量出矿；下盘矿体9采场出矿结束后，立即将上、下盘矿体间的装矿横巷6封闭，然后利用采空区11作为自由面一次性侧向崩落夹层8，崩下的废石12全部堆放在下盘采空区11内，如图2所示。
[0040] (5)夹层8崩落后回采上盘矿体2，先采用自下而上分层崩矿的方式崩矿，采下矿石全部放出，当回采到达夹层8挡墙高度位置时，会有一定量的废石12和矿石一起放出，废石12自然下溜结束后会形成一个与自然安息角有关的坡度，然后采用胶结材料对废石12表面进行快速硬化；进行该步骤是为了防止上盘矿体2的矿石过多残留在下盘空区内以及废石
12过多混入矿石中，以减少矿石损失率降低贫化率。
[0041] (6)利用下盘矿体9和夹层8形成的采空区11作为爆破补偿空间，对上盘剩余的矿体采用微差爆破进行一次性大规模侧向崩矿，然后从底部进行大量出矿；如图3所示。
[0042] 本发明可实现多层倾斜矿体安全、高效、无废开采，有效克服传统采矿方法只采矿体保留夹层存在相互扰动剧烈、隔层容易垮落造成冲击地压等安全隐患问题，以及矿废混采存在矿石贫化率大、废石运输处理成本高的问题。本发明用于多层薄矿体开采能够有效提高开采效率和采场生产能力，采矿生产成本明显降低，矿石损失率和贫化率明显降低；堆放在空区内的废石可以作为充填材料，或者将来还可作为矿石顺利放出利用再次利用。
