申请/专利权人：中国恩菲工程技术有限公司

申请日：2018-11-13

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN109322670B

主分类号：E21C41/22

分类号：E21C41/22;E21D9/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.03.08#实质审查的生效;2019.02.12#公开

摘要：本发明公开了双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，该系统包括：第一拉底巷道和第二拉底巷道；第一拉底炮孔组，其设置在第一拉底巷道上方且与第一拉底巷道相连通，第一拉底炮孔组包括多个远离第二拉底巷道的第一外侧拉底炮孔和多个靠近第二拉底巷道的第一内侧拉底炮孔；第二拉底炮孔组，其在第二拉底巷道上方且与第二拉底巷道相连通，第二拉底炮孔组包括多个远离第一拉底巷道的第二外侧拉底炮孔和多个靠近第一拉底巷道的第二内侧拉底炮孔；以及出矿巷道。该系统通过采用高效的“双巷道上向扇形炮孔”大面积爆破拉底方式，可显著提高工作效率并降低生产成本，并保证地下高应力环境下拉底空间底部结构的稳定性。

主权项：1.一种双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，包括：第一拉底巷道和第二拉底巷道；第一拉底炮孔组，所述第一拉底炮孔组设置在所述第一拉底巷道上方且与所述第一拉底巷道相连通，所述第一拉底炮孔组包括多个远离所述第二拉底巷道的第一外侧拉底炮孔和多个靠近所述第二拉底巷道的第一内侧拉底炮孔；第二拉底炮孔组，所述第二拉底炮孔组设置在所述第二拉底巷道上方且与所述第二拉底巷道相连通，所述第二拉底炮孔组包括多个远离所述第一拉底巷道的第二外侧拉底炮孔和多个靠近所述第一拉底巷道的第二内侧拉底炮孔；出矿巷道，所述出矿巷道设置在所述第一拉底巷道和第二拉底巷道之间，且位于所述第一拉底巷道和第二拉底巷道下方；所述第一拉底巷道和第二拉底巷道设置在待开采桃形矿柱的肩部；所述第一拉底巷道和所述第二拉底巷道之间的水平距离为10~20m。

全文数据：双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统技术领域本发明涉及工矿领域，具体而言，本发明涉及双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统。背景技术自然崩落法是一种大规模、低成本的地下采矿方法，其生产能力大，便于组织管理，作业安全，开采成本低，是唯一能与露天开采经济效益媲美的高效地下采矿方法。然而，现有的自然崩落法开采手段仍有待改进。发明内容本发明是基于发明人对以下问题和事实的发现而提出的：自然崩落法对矿体开采技术条件的要求相当严格，需要很高的生产管理水平和技术力量支撑，因而这种方法比其它采矿工艺更具风险性。其中，拉底空间的形状和拉底巷道的布置方式对于拉底作业的难易程度和诱导矿石初始持续崩落具有很大影响。通过查阅国外自然崩落法矿山的相关资料，发明人发现常规自然崩落法生产中采用“单巷道下向环形炮孔”拉底方式，拉底巷道位于出矿巷道的正上方，拉底巷道的间距等于出矿巷道的间距，如图1所示图1中，1为拉底炮孔，2为拉底巷道，3为出矿巷道，4为聚矿槽，5为桃形矿柱，6为下向拉底炮孔。这种方式拉底巷道少，工程量省，但是由于存在部分下向倾斜的拉底钻孔拉底炮孔，在拉底爆破时后面的下向钻孔容易出现堵孔现象，尤其在破碎的岩石中，清理非常困难，且耗费大量的人力物力。另外两条拉底巷道之间的中间部位爆破不好，易形成岩柱、“楼板”、岩墙等，严重影响着拉底推进速度，导致不能及时拉底爆破释放工作面的应力，从而加重了底部结构的破坏。而且岩柱、“楼板”等处理较为困难，需要从出矿巷道内向上钻凿深孔进行爆破，这会对底部结构的稳定性带来非常不利的影响，且费用较高。鉴于此，本发明提出一种双巷道上向扇形爆破拉底采矿系统。该系统通过采用高效的“双巷道上向扇形炮孔”大面积爆破拉底方式，可显著提高工作效率并降低生产成本，并保证地下高应力环境下拉底空间底部结构的稳定性。在本发明的一个方面，本发明提出了一种双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统。根据本发明的实施例，该系统包括：第一拉底巷道和第二拉底巷道；第一拉底炮孔组，所述第一拉底炮孔组设置在所述第一拉底巷道上方且与所述第一拉底巷道相连通，所述第一拉底炮孔组包括多个远离所述第二拉底巷道的第一外侧拉底炮孔和多个靠近所述第二拉底巷道的第一内侧拉底炮孔；第二拉底炮孔组，所述第二拉底炮孔组设置在所述第二拉底巷道上方且与所述第二拉底巷道相连通，所述第二拉底炮孔组包括多个远离所述第一拉底巷道的第二外侧拉底炮孔和多个靠近所述第一拉底巷道的第二内侧拉底炮孔；出矿巷道，所述出矿巷道设置在所述第一拉底巷道和第二拉底巷道之间，且位于所述第一拉底巷道和第二拉底巷道下方。根据本发明实施例的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，通过采用双巷道及扇形第一和第二拉底炮孔组形式，拉底后的顶部呈锯齿状，有利于矿岩崩落并经出矿巷道收集。通过将各拉底炮孔均设置在拉底巷道上方的上向拉底形式，避免了现有技术中钻凿的下向孔，彻底解决了现有技术中的岩柱、“楼板”、岩墙等问题，提高了拉底空间的推进效率和质量，并减少了地下高应力环境下的应力集中，保证了系统底部结构的稳定性。另外，根据本发明上述实施例的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统还可以具有如下附加的技术特征：在本发明的一些实施例中，所述第一拉底巷道和第二拉底巷道设置在待开采桃形矿柱的肩部。在本发明的一些实施例中，所述第一拉底巷道和所述第二拉底巷道之间的水平距离为10～20m。在本发明的一些实施例中，所述出矿巷道与所述第一拉底巷道和第二拉底巷道的垂直距离分别独立地为10～20m。在本发明的一些实施例中，所述出矿巷道与所述第一拉底巷道的水平距离为L1，所述出矿巷道与所述第二拉底巷道的水平距离为L2，且L1＝L2。在本发明的一些实施例中，所述第一外侧拉底炮孔与所述第一拉底巷道底面之间的夹角为5～85度。在本发明的一些实施例中，所述第一内侧拉底炮孔与所述第一拉底巷道底面之间的夹角为45～90度。在本发明的一些实施例中，所述第二外侧拉底炮孔与所述第二拉底巷道底面之间的夹角为5～85度。在本发明的一些实施例中，所述第二内侧拉底炮孔与所述第二拉底巷道底面之间的夹角为45～90度。在本发明的一些实施例中，各个所述第一外侧拉底炮孔、第一内侧拉底炮孔、第二外侧拉底炮孔和第二内侧拉底炮孔的深度分别独立地为5～15m。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是现有技术中单巷道下向环形炮孔爆破拉底形式的结构示意图；图2是根据本发明一个实施例的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统的结构示意图；图3是根据本发明再一个实施例的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本发明的一个方面，本发明提出了一种双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统。根据本发明的实施例，参考图2，该系统包括：第一拉底巷道100、第二拉底巷道200、第一拉底炮孔组、第二拉底炮孔组和出矿巷道300。其中，第一拉底炮孔组设置在第一拉底巷道100上方且与第一拉底巷道100相连通，第一拉底炮孔组包括多个远离第二拉底巷道200的第一外侧拉底炮孔110和多个靠近第二拉底巷道200的第一内侧拉底炮孔120；第二拉底炮孔组设置在第二拉底巷道200上方且与第二拉底巷道200相连通，第二拉底炮孔组包括多个远离第一拉底巷道100的第二外侧拉底炮孔210和多个靠近第一拉底巷道100的第二内侧拉底炮孔220；出矿巷道300设置在第一拉底巷道100和第二拉底巷道200之间，且位于第一拉底巷道100和第二拉底巷道200下方。根据本发明实施例的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，通过采用双巷道及扇形第一和第二拉底炮孔组形式，拉底后的顶部呈锯齿状，有利于矿岩崩落并经出矿巷道收集。通过将各拉底炮孔均设置在拉底巷道上方的上向拉底形式，避免了现有技术中钻凿的下向孔，彻底解决了现有技术中的岩柱、“楼板”、岩墙等问题，提高了拉底空间的推进效率和质量，并减少了地下高应力环境下的应力集中，保证了系统底部结构的稳定性。根据本发明的实施例，如图2所示，第一拉底巷道100和第二拉底巷道200设置在待开采桃形矿柱400的肩部，且位于聚矿槽500的一侧。相对于现有技术在桃形矿柱顶端设置一条拉底巷道的形式，本发明的系统将拉底巷道数量改为两条，且设置位置移至桃形矿柱的肩部，由此，可进一步有利于解决现有技术中存在的岩柱、“楼板”、岩墙等问题，从而提高拉底空间的推进效率和质量，并减少地下高应力环境下的应力集中，保证系统底部结构的稳定性。根据本发明的实施例，如图2所示，第一拉底巷道和第二拉底巷道之间的水平距离L可以为10～20m。传统的单巷道拉底形式中两条巷道之间的水平距离一般在30m左右，本申请的双巷道拉底形式通过缩短两条巷道之间的水平距离，在相同的区域内增加了拉底工作面个数，提升了凿岩效率，从而加快了拉底速度，可有效避免拉底面长时间的应力集中，有利于维护底部结构的稳定。根据本发明的实施例，出矿巷道300与第一拉底巷道100和第二拉底巷道200的垂直距离分别独立地为10～20m。如图2所示，出矿巷道300与第一拉底巷道100的垂直距离为H1，出矿巷道300与第一拉底巷道200的垂直距离为H2，H1和H2可以分别独立地为10～20m，由此，可以留出足够尺寸的桃形矿柱体，进一步有利于底部结构的稳定。根据本发明的实施例，如图2所示，出矿巷道300与第一拉底巷道100的水平距离为L1，出矿巷道300与第二拉底巷道200的水平距离为L2，且L1＝L2，由此，出矿巷道设置在第一和第二拉底巷道的中间位置，可以形成对称的底部结构桃形矿柱体，进一步有利于底部结构的稳定。根据本发明的实施例，采用本发明的系统进行拉底后，拉底后巷道呈锯齿状，有利于矿岩崩落，发明人在实践中发现，采用本发明的系统进行拉底后，初始崩落时矿岩块度较大，为保证破碎矿石具有较好的流动性以利于清理拉底底板，设置在矿柱两侧的拉底炮孔的倾角应该大于破碎岩石和原岩之间产生的摩擦角。根据本发明的实施例，第一外侧拉底炮孔110与第一拉底巷道100底面之间的夹角可以为5～85度。根据本发明的实施例，第一内侧拉底炮孔120与第一拉底巷道100底面之间的夹角可以为45～90度。由此，本发明的拉底形式不设置低于第一拉底巷道100底面的下向钻孔，而通过采用第一外侧拉底炮孔110和第一内侧拉底炮孔120形成的上向扇形拉底炮孔，可彻底解决爆破拉底后矿岩形成岩柱、“楼板”、岩墙等问题，显著提高工作效率并降低生产成本，并保证地下高应力环境下拉底空间底部结构的稳定性。根据本发明的实施例，第二外侧拉底炮孔210与第二拉底巷道200底面之间的夹角可以为5～85度。根据本发明的实施例，第二内侧拉底炮孔220与第二拉底巷道200底面之间的夹角可以为45～90度。由此，本发明的拉底形式不设置低于第二拉底巷道100底面的下向钻孔，而通过采用第二外侧拉底炮孔210和第二内侧拉底炮孔220形成的上向扇形拉底炮孔，可彻底解决爆破拉底后矿岩形成岩柱、“楼板”、岩墙等问题，显著提高工作效率并降低生产成本，并保证地下高应力环境下拉底空间底部结构的稳定性。根据本发明的实施例，各个第一外侧拉底炮孔110、第一内侧拉底炮孔120、第二外侧拉底炮孔210和第二内侧拉底炮孔220的深度分别独立地为5～15m。由此，有利于提升爆破效果，减少大块矿石率，便于爆破后的矿石从底部结构放出。根据本发明的实施例，如图3所示，多个双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统可以间隔布置，两个系统之间间隔有切割天井600。综上可知，根据本发明实施例的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，通过采用双巷道及扇形第一和第二拉底炮孔组形式，拉底后的顶部呈锯齿状，有利于矿岩崩落并经出矿巷道收集。通过将各拉底炮孔均设置在拉底巷道上方的上向拉底形式，避免了现有技术中钻凿的下向孔，彻底解决了现有技术中的岩柱、“楼板”、岩墙等问题，提高了拉底空间的推进效率和质量，并减少了地下高应力环境下的应力集中，保证了系统底部结构的稳定性。下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。实施例某铜矿深部拉底水平采用双巷道上向扇形炮孔爆破拉底方式为了减少拉底过程中的岩柱、“楼板”等现象，保证拉底的质量和效率，该矿深部拉底水平采用本发明的双巷道上向扇形爆破拉底采矿系统，即将拉底巷道从桃形矿柱顶端移至肩部，将一条拉底巷道改为两条巷道。第一和第二拉底巷道的水平间距为15m。通过实践，双巷道上向孔拉底方式避免了钻凿下向孔，而且彻底解决了“楼板”问题，提高了拉底效率和质量，并减少了应力集中，保证了底部结构的稳定性，现场反应效果很好。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

权利要求：1.一种双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，包括：第一拉底巷道和第二拉底巷道；第一拉底炮孔组，所述第一拉底炮孔组设置在所述第一拉底巷道上方且与所述第一拉底巷道相连通，所述第一拉底炮孔组包括多个远离所述第二拉底巷道的第一外侧拉底炮孔和多个靠近所述第二拉底巷道的第一内侧拉底炮孔；第二拉底炮孔组，所述第二拉底炮孔组设置在所述第二拉底巷道上方且与所述第二拉底巷道相连通，所述第二拉底炮孔组包括多个远离所述第一拉底巷道的第二外侧拉底炮孔和多个靠近所述第一拉底巷道的第二内侧拉底炮孔；出矿巷道，所述出矿巷道设置在所述第一拉底巷道和第二拉底巷道之间，且位于所述第一拉底巷道和第二拉底巷道下方。2.根据权利要求1所述的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，所述第一拉底巷道和第二拉底巷道设置在待开采桃形矿柱的肩部。3.根据权利要求1所述的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，所述第一拉底巷道和所述第二拉底巷道之间的水平距离为10～20m。4.根据权利要求3所述的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，所述出矿巷道与所述第一拉底巷道和第二拉底巷道的垂直距离分别独立地为10～20m。5.根据权利要求4所述的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，所述出矿巷道与所述第一拉底巷道的水平距离为L1，所述出矿巷道与所述第二拉底巷道的水平距离为L2，且L1＝L2。6.根据权利要求1所述的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，所述第一外侧拉底炮孔与所述第一拉底巷道底面之间的夹角为5～85度。7.根据权利要求1所述的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，所述第一内侧拉底炮孔与所述第一拉底巷道底面之间的夹角为45～90度。8.根据权利要求1所述的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，所述第二外侧拉底炮孔与所述第二拉底巷道底面之间的夹角为5～85度。9.根据权利要求1所述的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，所述第二内侧拉底炮孔与所述第二拉底巷道之间底面的夹角为45～90度。10.根据权利要求1所述的双巷道上向扇形炮孔爆破拉底采矿系统，其特征在于，各个所述第一外侧拉底炮孔、第一内侧拉底炮孔、第二外侧拉底炮孔和第二内侧拉底炮孔的深度分别独立地为5～15m。

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