一种采矿中深孔布置方法 【技术领域】
本发明涉及地下采矿技术领域，具体地说，是关于一种采矿中深孔布置方法。
【背景技术】
无底柱分段崩落法是一种结构简单、管理方便、安全高效的采矿方法，在国内外地下矿山有着广泛的应用，目前这种采矿方法正在向大结构参数、大型采掘设备的方向发展，并相继出现了高分段、大间距的采场结构参数。无底柱分段崩落法的主要技术参数有分段高度、进路间距、崩矿步距等，其开采特点是：实行分期建设、分期开采的矿山，为了正常有序地开展采准掘进、采矿凿岩、回采爆破和出矿等工作。在阶段高度上将生产水平划分为若干个分段，并将每个分段划分成若干个矿块，上、下各分段内的回采进路呈菱形排列结构。在回采进路内进行采矿中深孔凿岩、爆破、出矿等工作，回采进路出矿过程中矿岩流动遵循椭球体发育的规律。在分段平面内布置回采进路、出矿联络巷、切割巷道、通风巷道等一系列巷道，在切割巷道中施工切割炮孔、在回采进路中施工上向扇形采矿中深孔，采用风动或液压凿岩台车进行采矿中深孔的施工。
通常情况下，采用无底柱分段崩落法开采的矿山，在回采进路内按照一定的排间距(崩矿步距＝排间距的整数倍、崩矿步距＝前排间距+后排间距)施工采矿中深孔。采矿中深孔布置有两种形式：(1)当矿山采场结构参数、回采进路断面较小时，采用单中心扇形炮孔布置形式；(2)当矿山采场结构参数、回采进路断面较大时，采用单中心扇形炮孔布置形式或多中心筒仓式炮孔布置形式。见图1和图2。筒仓式炮孔布置形式在放矿过程中按放矿槽原理进行放矿。所谓放矿槽是将回采巷道加宽，边孔的倾角加大到70°以上，炮孔近似平行，出矿时沿回采巷道全宽均匀出矿，矿石将沿着两侧矿壁面移动，因而减少了放矿时的损失贫化。采用单中心扇形炮孔布置形式存在以下一些问题：(1)炮孔在深度方向上密集程度相差较大，即孔口密集、孔底稀疏；(2)在崩矿范围一定的情况下所需的炮孔数量较多，单位长度炮孔的崩矿量少；(3)爆破过程中矿石粒度分布不均匀，在孔口存在过粉碎现象、在孔底大块产出率高；(4)在进路内出矿时放矿口尺寸小，不利于矿岩流动。采用多中心筒仓式炮孔布置形式存在以下一些问题：(1)要求巷道断面尺寸较大，掘进工程量和掘进费用较高；(2)巷道顶板暴露面积大，容易出现冒顶等安全隐患，造成巷道的维护费用高；(3)在进路内出矿采用筒仓式放矿原理，与无底柱分段崩落法椭球体放矿原理截然不同；(4)鉴于以上这些问题，国内外很少有应用筒仓式放矿原理施工平行炮孔的矿山。
【发明内容】
本发明的目的是，提供一种采矿中深孔布置方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种采矿中深孔布置方法，在分段平面回采进路内按照一定的排间距、炮孔密集系数布置采矿中深孔，采用风动或液压凿岩台车进行采矿中深孔的施工，其中：根据凿岩设备的工作机构和工作参数，采用2～3个凿岩中心的采矿中深孔布置，以这2～3个凿岩中心布置扇形炮孔时，相邻炮孔中至少有一个不垂直于水平面。
所述的风动或液压凿岩台车是具有平移和单回转功能的风动或液压凿岩台车，采用2～3个凿岩中心的采矿中深孔布置。
所述的风动或液压凿岩台车是具有双回转功能的风动或液压凿岩台车，采用2～3个凿岩中心的采矿中深孔布置。
本发明优点在于：
1、炮孔在深度方向上密集程度相差较小，即炮孔在孔口与孔底的疏密程度相差不大。
2、在崩矿范围一定的情况下，有利于减少炮孔数量、节省采矿凿岩爆破费用，因此提高了单位长度炮孔崩矿量。
3、炮孔在深度方向上孔口与孔底的疏密程度相差不大，有利于改善爆破过程中矿石的粒度分布组成和矿岩流动、提高铲运机出矿效率。
4、增大了进路放矿口尺寸，有利于放出椭球体在宽度方向上的发育、改善了进路出矿条件。
5、以2～3个凿岩中心布置扇形炮孔时，相邻炮孔不同时垂直于水平面，这样可以灵活、方便地布置炮孔，也便于操作。
【附图说明】
附图1为原单中心扇形炮孔布置示意图。
附图2为原多中心筒仓式炮孔布置示意图。
附图3A为本发明运用具有平移和单回转功能的设备时，以2个中心采矿中深孔布置示意图。
附图3B为本发明运用具有双回转功能的设备时，以2个中心采矿中深孔布置示意图。
附图4A为本发明运用具有双回转功能的设备时，以3个中心采矿中深孔布置示意图。
附图4B为本发明运用具有平移和单回转功能的设备时，以3个中心采矿中深孔布置示意图。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1.回采进路 2.采矿分段
3.采矿中深孔 4.凿岩中心点
5.巷道的中心线
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明提供的一种采矿中深孔布置方法的具体实施方式作详细说明。
实施例1：某大型地下生产矿山，矿体赋存集中厚大，走向长1370、宽度824m、平均厚度134m，采用竖井与斜坡道联合开拓、无底柱分段崩落采矿法，采场结构参数为15m×15m、进路断面为5.0m×3.8m，采矿中深孔参数为：炮孔直径为78mm、排间距1.6m、孔底距2.0～2.5m。采用SimbaH1354全液压凿岩台车配cop1838凿岩机进行采矿中深孔作业，凿岩台车的大臂具有左右平移的功能，凿岩机固定在推进梁上，由推进梁围绕回转轴左右旋转来调整炮孔的施工角度。传统的做法是：根据回采进路的断面图确定巷道的中心线，按照凿岩设备回转的工作高度设计单中心布置的扇形采矿中深孔。采用单中心扇形炮孔布置形式时只需要调整推进梁的回转角度，因此不能发挥大臂左右平移功能的作用。本发明是这样实现的：请参看图3A，在回采进路开展采矿中深孔凿岩工作时，充分利用SimbaH1354全液压凿岩台车大臂可以左右平移、推进梁围绕回转轴左右旋转的功能，采用多中心的炮孔布置形式设计采矿中深孔。其步骤如下：首先，根据回采进路1的断面图确定巷道的中心线5；第二，按照凿岩设备大臂可以左右平移的工作特性，找出大臂左右最大允许地平移距离为0.625m；第三，在左右大臂最大允许的平移距离内(0.5m)选择2个回转中心点，即凿岩中心点4；第四，以上述选择的2个中心点为基准设计采矿中深孔3。需要说明的是：以这2个凿岩中心布置扇形炮孔时，相邻炮孔不同时垂直于水平面。采矿分段2中的一分段和二分段也采用上述方法。
实施例2：梅山铁矿北部矿体是主矿体的一个分枝，矿体的见矿标高为-89m，采用斜坡道开拓、无底柱分段崩落采矿法，采场结构参数为12m×10m、进路断面为4.2m×3.2m，采矿中深孔参数为：炮孔直径为φ60mm、排间距1.8m、孔底距1.6～2.0m。采用CTC-141风动凿岩台车配YG90凿岩机进行采矿中深孔作业，在凿岩台车的大臂上有上、下两个回转轴(即：主回转轴、次回转轴)，推进梁固定在上部的次回转轴上，上、下两个回转轴均可调整炮孔的施工角度。传统的做法是：根据回采进路的断面图确定巷道的中心线，按照凿岩设备回转的工作高度设计单中心布置的扇形采矿中深孔。采用单中心扇形炮孔布置形式时只需要调整大臂下面主回转轴的回转角度，因此不能很好地发挥大臂上面的次回转轴的作用。本发明是这样实现的：请参看图4A，在开展采矿中深孔凿岩工作时，充分利用CTC-141风动凿岩台车具有“双回转”工作机构的特性，采用多中心的炮孔布置形式来设计采矿中深孔。其步骤如下：首先，根据回采进路1的断面图确定巷道的中心线5；第二，按照凿岩设备“双回转”工作机构的特性，找出主回转轴允许的最大回转角度(大臂与水平面的夹角为42.5°)；第三，在主回转轴允许的最大回转角度范围内选择3个回转中心点，即凿岩中心点4(即：主回转轴大臂与水平面的夹角为50°时的次回转中心)；第四，以上述选择的3个中心点为基准设计采矿中深孔3。需要说明的是：以这3个凿岩中心布置扇形炮孔时，相邻炮孔不同时垂直于水平面。采矿分段2中的一分段和二分段也采用上述方法。
本发明的工作原理：在回采进路开展采矿中深孔凿岩时，根据凿岩设备的工作机构和工作参数，采用多中心的炮孔布置形式设计采矿中深孔。其步骤如下：请参看图3B和图4A，当凿岩设备采用“双回转”工作机构时(由大臂主回转、小臂次回转组成)，首先根据回采进路1的断面图确定巷道的中心线5，然后按照凿岩设备的工作参数找出大臂允许的最大回转角度，并在允许范围内选择确定2～3个回转中心点，即凿岩中心点4，最后以这些中心点为基准设计采矿中深孔3。请参看图3A和图4B，当凿岩设备采用“平移+单回转”工作机构时，首先根据回采进路1的断面图确定巷道的中心线5，然后按照凿岩设备的工作参数找出推进梁左右平移允许的最大距离，并在允许范围内选择确定2～3个回转中心点，即凿岩中心点4，最后以这些中心点为基准设计采矿中深孔3。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。