本发明属于
采矿技术领域，具体涉及一种机采与炮采相结合的特厚固体钾盐矿开采方法。
背景技术：
老挝、泰国地区固体钾盐矿资源厚度范围较大，矿体平均厚度在30m以上。由于钾盐矿属遇水易溶矿体，开采过程中不允许顶板冒落，因此钾盐矿体目前主要采用房式采矿法开采。对于老挝、泰国这样的特厚钾盐矿床的机械化开采，目前主要采用单层房式采矿法，一次开采厚度2~8m，资源回收率低，开采成本高。其次，钾盐矿在生产中产生大量的钾盐
尾矿，钾盐尾矿在地面堆积，不仅占有大量的土地，而且钾盐尾矿具有腐蚀性，污染环境。所以目前在提高钾盐矿采出率的同时，必须解决好钾盐尾矿的井下充填问题。
技术实现要素：
本发明为了解决现有技术中特厚钾盐开采资源回收率低，成本高，钾盐尾矿污染环境的问题，提供一种机采与炮采相结合的特厚固体钾盐矿开采方法。
本发明采用如下技术方案：
一种机采与炮采相结合的特厚固体钾盐矿开采方法，包括如下步骤：
（1）巷道布置
在矿体顶部及底部分别布置对应相同的条带开采工作面，顶部和底部条带开采工作面间留设层间柱，顶部条带开采工作面一侧布置上盘区运输巷和上盘区回风巷，顶端设有回风条带，回风条带和上盘区回风巷连通，底部条带开采工作面一侧布置下盘区运输巷和下盘区回风巷，上、下盘区运输巷和上、下盘区回风巷两侧分别垂直布置若干上、下盘区回采条带，相邻盘区回采条带间留有矿柱，上盘区回采条带的矿柱间设有若干垂直于回采条带的贯通的联络巷道；
（2）开采方法
顶部和底部条带开采工作面、上、下盘区运输巷以及上、下盘区回风巷全部采用机采方式落矿，采用采钾机掘进完成，采用采钾机一次采宽4m：其中，顶部和底部条带开采工作面采用采钾机前进式回采，分两次回采完成，每次直线推进至盘区边界，一个条带开采工作面回采完毕后，采钾机退出进行下一个条带工作面的回采；上、下盘区运输巷以及上、下盘区回风巷分切槽和采垛两个工序，切槽宽度4m，采垛宽度2m，工序循环进尺均为12m；
层间柱采用凿岩台车爆破方式一次全高落矿：各炮孔采用垂直布置方式，采用凿岩台车从上往下打设，炮孔深度打至距离下盘区回采条带顶板1m位置，炮孔间排距0.8m，向炮孔装填炸药，爆破后，爆破矿石落入下盘区回采条带，由耙装机输送至给料
破碎机，再由破碎机载至皮带运输机运出工作面；其中，炮孔打设和矿体运输两个工序同时进行；
机械落矿运输流程：采钾机落矿、装矿、运矿→梭车→给料破碎机→皮带运输机→立井箕斗或斜井皮带运至洗选车间；
爆破落矿运输流程：爆落矿体→耙装机→破碎机→皮带运输机→立井箕斗或斜井皮带运至洗选车间；
（3）充填方法
尾矿充填工序滞后中部爆破面30~40m，立井箕斗或斜井皮带将尾矿充填体通过与爆破后的工作面相邻的上盘区回采条带，经由联络巷道进入采空区；
钾盐尾矿运输流程：立井箕斗或斜井皮带→相邻上盘区回采条带→联络巷道→采空区；
（4）通风
顶部条带开采工作面的通风系统：新鲜风流由上盘区运输巷进入上盘区回采条带，污风经由联络巷道，流向回风条带，最终从上盘区回风巷流出；底部条带开采工作面的通风系统：新鲜风流经由下盘区运输巷进入下盘区回采条带，通过爆破后的采空区进入顶部条带开采工作面的顶部回风条带。
顶部条带开采工作面中，除了相对于上盘区运输巷一侧的联络巷道以及与层间柱相邻的联络巷道中相对于上盘区运输巷一侧的若干联络巷道外，其余联络巷道之间设有临时密闭墙。
上盘区运输巷和上盘区回风巷之间的联络巷道设有临时密闭墙。
下盘区运输巷和下盘区回风巷之间的联络巷道设有临时密闭墙。
顶部条带开采工作面中，与回风条带相邻的两个上盘区回采条带在靠近没有临时密闭墙的联络巷道的一侧之间设有风障，上、下盘区运输巷顶端分别设有风障。
在上盘区运输巷中，上盘区运输巷和上盘区回风巷之间顶端的矿柱和与其相邻的设有风障的下层矿柱之间设有临时密闭墙。
下盘区运输巷和下盘区回风巷之间的矿柱和与其相邻的下盘区回采条带之间的矿柱之间的下盘区运输巷之间设有一个临时密闭墙。
所述回采条带长度为400~600m，回采条带宽度为8~10m，回采条带高度为4~6m，盘区矿柱宽度为8~15m，上、下盘区运输巷、回风巷宽度为5~6m，上、下盘区运输巷、回风巷高度为4~5m。
顶部盘区回采条带与底部对应回采条带间的层间柱厚度为15~20m，凿岩台车爆破高度为15~20m，循环爆破进尺为每次3~5m。
本发明的有益效果如下：
本发明主要应用于厚度在25m以上的特厚固体钾盐矿体的开采，应用采钾机回采钾盐矿石并布置巷道，利用凿岩台车凿岩装药爆破方式爆落中部矿体，提高了特厚钾盐矿体回采率和开采效率；设计了专用的钾盐尾矿充填系统，不仅为钾盐尾矿无污染处理提供一种科学有效的方法，而且提高采场空间的安全性和稳定性，从而实现钾盐矿山安全、高效、绿色回采，因此该采矿方法是十分理想的特厚固体钾盐矿山开采方法。
附图说明
图1为顶部条带开采工作面巷道布置示意图；
图2为底部条带开采工作面巷道布置示意图；
图3为图1的a-a剖面示意图；
图4为图1的b-b剖面示意图；
图5为顶部条带开采工作面运输及通风示意图；
图6为图5的a-a剖面示意图；
其中：1-上盘区运输巷；2-上盘区回风巷；3-下盘区回风巷；4-下盘区运输巷；5-上盘区回采条带；6-下盘区回采条带；7-联络巷道；8-层间柱；9-凿岩台车；10-爆破钻孔；11-尾矿充填机；12-尾矿充填体；13-耙装机；14-皮带运输机；15-风障；16-临时密闭墙；17-回风条带；18-矿柱；
直线箭头表示新鲜风流动方向；带曲线的箭头表示污风流动方向；带实心圆的箭头表示出矿运输方向；带空心圆的箭头表示充填材料运输方向。
具体实施方式
一种机采与炮采相结合的特厚固体钾盐矿开采方法，包括如下步骤：
（1）巷道布置
在矿体顶部及底部分别布置对应相同的条带开采工作面，顶部和底部条带开采工作面间留设层间柱8，顶部条带开采工作面一侧设置上盘区运输巷1和上盘区回风巷2，顶端设有回风条带17，回风条带17和上盘区回风巷2连通，底部条带开采工作面侧面设有下盘区运输巷4和下盘区回风巷3，上、下盘区运输巷和上、下盘区回风巷两侧分别垂直布置若干上、下盘区回采条带，相邻盘区回采条带间留有矿柱18，上盘区回采条带5的矿柱18间设有若干垂直于回采条带的贯通的联络巷道7；
（2）开采方法
顶部和底部条带开采工作面、上、下盘区运输巷以及上、下盘区回风巷全部采用机采方式落矿，采用采钾机掘进完成，采钾机一次采宽4m：其中，顶部和底部条带开采工作面采用采钾机前进式回采，分两次回采完成，每次采幅4m，采高4-6m，直线推进400-600m至盘区边界，一个条带开采工作面回采完毕后，采钾机退出进行下一个条带工作面的回采；上、下盘区运输巷以及上、下盘区回风巷分切槽和采垛两个工序，切槽宽度4m，采垛宽度2m，工序循环进尺均为12m；
层间柱采用中深孔爆破方式落矿：在上、下盘区回采条带每3-5m进行一次大断面中深孔爆破落矿，各炮孔采用垂直布置方式，采用凿岩台车从上往下打设，炮孔深度打至距离下盘区回采条带顶板1m位置，即炮孔深度14-19m，炮孔间排距0.8m，向炮孔装填炸药，爆破后，爆破矿石落入下盘区回采条带，由耙装机输送至给料破碎机，再由破碎机载至皮带运输机运出工作面；其中，炮孔打设和矿体运输两个工序同时进行；
机械落矿运输流程：采钾机落矿、装矿、运矿→梭车→给料破碎机→皮带运输机→立井箕斗或斜井皮带运至洗选车间；
爆破落矿运输流程：爆落矿体→耙装机→破碎机→皮带运输机→立井箕斗或斜井皮带运至洗选车间；
（3）充填方法
尾矿充填工序滞后中部爆破面30~40m，立井箕斗或斜井皮带将尾矿充填体12通过与爆破后的工作面相邻的上盘区回采条带5，经由联络巷道7进入采空区；
钾盐尾矿运输流程：立井箕斗或斜井皮带→相邻上盘区回采条带→联络巷道→采空区；
（4）通风
顶部条带开采工作面的通风系统：新鲜风流由上盘区运输巷2进入上盘区回采条带5，污风经由联络巷道7，流向回风条带17，最终从上盘区回风巷2流出；底部条带开采工作面的通风系统：新鲜风流经由下盘区运输巷4进入下盘区回采条带6，通过爆破后的采空区进入顶部条带开采工作面的顶部回风条带17。
所述层间柱厚度为15~20m，回采条带长度为400~600m，回采条带宽度为8~10m，回采条带高度为4~6m，上、下盘区运输巷、回风巷宽度为5~6m，上、下盘区运输巷、回风巷高度为4~5m，凿岩台车爆破高度为15~20m，循环爆破进尺为每次3~5m，盘区矿柱宽度为8～15m。
技术特征：
技术总结
一种机采与炮采相结合的特厚固体钾盐矿开采方法，属于采矿领域，可解决现有技术中特厚钾盐开采资源回收率低，成本高，钾盐尾矿污染环境的问题，在开采区域顶部以及底部分别布置对应相同盘区运输巷与盘区回风巷，盘区运输巷与盘区回风巷两侧垂直布置回采条带。待顶、底部回采条带回采完毕，在顶部回采条带使用凿岩台车凿岩爆破顶、底部回采条带之间的层间柱矿体，爆落矿体经由布置在底部回采条带的耙装机配合皮带运输机出矿。在层间柱矿体爆破落矿过程中，实施边采矿边尾矿充填，尾矿充填材料经由上部回采条带通过联络巷输送至爆破条带采空区。本发明工艺机械化程度高，开采效率高，设备移动灵活，初期投资少，见效快。
技术研发人员：郝万东;周茂普;石亮;张王磊;陈明程;张振东;桑朋德;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：2017.12.01
声明：
“机采与炮采相结合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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2024年07月05日 ~ 07日 
