本发明属于
采矿技术领域，具体涉及一种一次采全厚的特厚固体钾盐矿开采方法。
背景技术：
我国探明的可溶性钾资源十分有限，以卤水钾矿为主。世界其他老牌钾肥生产大国，如加拿大，俄罗斯，白俄罗斯，主要开采钾石盐矿体，而老挝、泰国等新兴的东南亚钾肥国家赋存的钾肥矿体主要是光卤石，且矿体厚度很厚，最厚可达100多米。光卤石和钾石盐矿体在矿物成分及物理力学特性上也有较大的不同。因此，国际上对特厚光卤石矿体研究甚少，也没有比较成熟的开采方法。现阶段对于特厚光卤石矿体的开采设计主要有以下两种方法：
（1）分层开采，层与层之间留设几米到十几米不等的矿体作为层间柱，开采工序繁琐，开采效率低。
（2）钻井水溶法开采，开采效率低，产量低。
因此，如何安全、高效开采固体钾盐矿山是一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中特厚固体钾盐矿山开采效率低，产量低的问题，提供一种一次采全厚的特厚固体钾盐矿开采方法。
本发明采用如下技术方案：
一种一次采全厚的特厚固体钾盐矿开采方法，包括如下步骤：
第一步，设计开采区域，在开采区域矿层布置一条主运输巷和两条辅运输巷，在主、辅运输巷两侧的矿层顶部和底部分别垂直开掘若干矿房，矿房间用联络巷相连，形成矩形矿柱，5~6个矿房组成一个盘区，相邻盘区之间留设20m的盘区矿柱；
第二步，设备配套，矿层顶部工作面和底部工作面均采用采钾机成套装备进行落矿和运输，设备主要包括：采钾机、梭车、
破碎机和皮带机；
待顶部和底部的盘区回采完毕后，在矿层顶部矿房中安装反井钻机，在底部矿房安装反井钻头，完成反井钻机落矿工序，设备主要包括：耙装机或铲车、梭车、破碎机和皮带机；
第三步，开采方法，矿层顶部和底部均布置房式开采工作面，回采同步进行，采钾机完成落矿、装矿作业，梭车紧跟采钾机作业，完成矿石的装载、运输工作，其具体主要工序如下：
a.采钾机自盘区右侧第一次进刀，然后保持直线推进至盘区边界，开掘第一条矿房；
b.采钾机退出第一条矿房，与第一条矿房相隔10m，进第二刀，保持直线直至盘区边界，开掘第二条矿房；
c.重复b步骤，完成剩余3条矿房的回采工作；
d.采钾机完成相邻矿房间联络巷的回采工作；
第四步，利用反井钻机完成矿层顶部和底部之间矿体的回采工作，在每个盘区由内到外“后退式”完成反井落矿工序，落下的矿体经由铲车运送到破碎机，破碎之后由皮带机运到装载点，其主要作业工序如下：
a.在上下两个盘区的矿柱之间均等间距按排布置反井钻孔，上盘区同时工作的反井钻机为4台或5台；
b.在矿层顶部矿房中安装反井钻机，运用导向钻头，从顶部矿房底板打通至底部矿房顶板；
c.在底部矿房安装反井钻头，进行反井钻机落矿。
所述矿层顶部的矿房、矿柱与底部的矿房、矿柱之间一一对应。
所述主、辅运输巷和矿房夹角均为90°，矿房长度为400m，矿房宽度为8~12m，矿房高度为4~6m。
所述矿柱宽度为10~15m。
所述反井钻孔间距为5~8m，反井钻机直径为5m。
采钾机一次采掘高度≤6m。
本发明的有益效果如下：
1.本发明将房式开采与反井落矿合理结合起来，实现特厚光卤石矿体的回采安全、高效机械化回采。
2.本发明工艺先进、巷道布置科学合理、设备布置紧凑连续、采钾机与反井落矿工序合理、有效的衔接，是一种十分理想的特厚钾盐矿山开采方法。
3.本发明既有效避免了特厚矿体分层开采时开拓工程量大，通风系统复杂，运输环节繁多，又有效避免了层间柱留设，提高了开采效率，提高了资源的回收率，降低了开拓准备工程量，实现特厚钾盐矿层的一次采全高开采。因此，此种开采工艺是一种安全、高效的特厚钾盐矿体的开采方法。
附图说明
图1为本发明矿层顶部和底部同时开采第一条矿房的示意图；
图2为本发明完成矿层顶部和底部房式开采工作面的示意图；
图3为本发明反井钻机钻孔布置平面示意图；
其中：1-辅运输巷ⅰ；2-主运输巷；3-辅运输巷ⅱ；4-联络巷；5-矿柱；6-矿房；7-梭车；8-采钾机；9-破碎机；10-皮带机；11-反井钻孔。
具体实施方式
采掘使用设备包括：采钾机、履带行走式给料破碎机、梭车7、皮带机10、反井钻机；
一种一次采全厚的特厚固体钾盐矿开采方法，包括如下步骤：
第一步，设计开采区域，在开采区域矿层布置一条主运输巷2和两条辅运输巷，在主、辅运输巷两侧的矿层顶部和底部分别垂直开掘若干矿房6，矿房6间用联络巷4相连，形成矩形矿柱5，5~6个矿房6组成一个盘区，相邻盘区之间留设20m的盘区矿柱；
第二步，设备配套，矿层顶部工作面和底部工作面均采用采钾机成套装备进行落矿和运输，设备主要包括：采钾机8、梭车7、破碎机9和皮带机10；
待顶部和底部的盘区回采完毕后，在矿层顶部矿房中安装反井钻机，在底部矿房安装反井钻头，完成反井钻机落矿工序，设备主要包括：耙装机或铲车、梭车7、破碎机9和皮带机10；
第三步，开采方法，矿层顶部和底部均布置房式开采工作面，采用前进式开采，由外到里逐次完成回采，回采同步进行，采钾机8完成落矿、装矿作业，梭车7紧跟采钾机8作业，完成矿石的装载、运输工作，其具体主要工序如下：
a.采钾机8自盘区右侧第一次进刀，进刀宽度8m，然后保持直线推进至盘区边界，开掘第一条矿房6；
b.采钾机8退出第一条矿房6，与第一条矿房6相隔10m，进第二刀，进刀宽度仍为8m，保持直线直至盘区边界，开掘第二条矿房6；
c.重复b步骤，完成剩余3条矿房6的回采工作；
d.采钾机8完成相邻矿房6间联络巷4的回采工作，至此，完成矿层顶部和底部的回采作业；
第四步，利用反井钻机完成矿层顶部和底部之间矿体的回采工作，在每个盘区由内到外“后退式”完成反井落矿工序，由里到外逐次完成矿体的反井钻机落矿工序，落下的矿体经由铲车运送到破碎机9，破碎之后由皮带机10运到装载点，其主要作业工序如下：
a.在上下两个盘区的矿柱5之间均等间距按排布置反井钻孔11，上盘区同时工作的反井钻机为4台或5台；
b.在矿层顶部矿房中安装反井钻机，运用导向钻头，从顶部矿房底板打通至底部矿房顶板；
c.在底部矿房安装反井钻头，进行反井钻机落矿，至此，完成盘区内所有矿体的回采作业。
所述矿层顶部的矿房6、矿柱5与底部的矿房6、矿柱5之间一一对应。
所述主、辅运输巷和矿房6夹角均为90°，矿房6长度为400m，矿房6宽度为8~12m，矿房6高度为4~6m。
所述矿柱5宽度为10~15m。
所述反井钻孔11间距为5~8m，反井钻机直径为5m。
采钾机8一次采掘高度≤6m。
技术特征：
技术总结
一种一次采全厚的特厚固体钾盐矿开采方法，属于采矿技术领域，可解决现有技术中特厚固体钾盐矿山开采效率低，产量低的问题，在固体钾盐矿层顶部和底部分别布置房式开采工作面，利用采钾机完成矿房内矿石的回采作业，留设矿柱支撑顶板，矿层顶部矿房、矿柱与底部矿房、矿柱之间一一对应。而后，在矿层顶部矿房中安装反井钻机，运用导向钻头，从顶部矿房底板打通至底部矿房顶板，在底部矿房安装反向钻头，完成反井钻机落矿工序。落下的矿体经由底部矿房内铲车或耙装机运输到皮带，完成矿石的运输工序。本发明可实现安全、高效的机械化回采。
技术研发人员：郝万东;陈明程;石亮;周茂普;张振东;桑朋德;张王磊;高瑞文;韩丰;吴睿;杨小军
受保护的技术使用者：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司;山西天地煤机装备有限公司
技术研发日：2017.07.06
技术公布日：2017.10.10
声明：
“采全厚的特厚固体钾盐矿开采方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司;山西天地煤机装备有限公司
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