[0001] 本发明属于地下矿山开采技术领域，特别涉及一种采用超深中深孔的采矿方法。

[0002] 矿采资源属于不可再生资源，如何提升资源开采率是当前矿山开采的重要课题之一。现有矿山开采大多采用贫富兼采、大小兼采、厚薄兼采、难易兼采的均衡生产原则，以提高矿产的回采率。现有矿产资源中边角小矿体仍占据一定的比例，而边角小矿体由于远离主矿体，越靠近矿体端部，矿体高度越低，有效矿体量越小，开采较为困难且采矿成本高。中深孔具有较为合适的孔径和孔深设计，现有的矿山开采大多采用中深孔采矿法进行采矿，为保证爆破效果，常规的中深孔一般设计为15m左右，矿体中也相应按15米布设分段，每个分段均布置采切工程；而在端部矿体中采用该常规设计方案，每个分段均需穿过无矿带，将导致采切比增大，提高整体采矿成本，不利于矿山生产的经济效益提升。而在现有的扇形中深孔炮孔布置结构上直接增加炮孔深度，为控制孔底的爆破效果，需增加炮孔数量和单孔装药量，故而存在孔口密集度过高，易穿孔且爆破后破坏后排炮孔孔口，孔底偏斜率加剧，矿石大块率增加，孔深超过20m后装药密度不足导致爆破成功率降低等问题。

[0038] 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

[0039] 以下具体实施方式以如图1所示的某一矿体的端部矿体为例进行说明，并选取其中标高115m～145m的分段进行具体说明。

[0040] 本发明提供一种采用超深中深孔的采矿方法：包括如下步骤：

[0041] S1，分段布置：如图1所示，将矿体1沿矿脉走向划分为多个采场2，沿垂直矿脉方向布设多个高度为30m的大分段3，在每个分段3的采场内布设中深孔凿岩巷4,如在115m水平和145m水平上均设有中深孔凿岩巷4；

[0042] S2，炮孔布置：在115m～145m的分段3内从115m水平处的中深孔凿岩巷4直接开凿多排炮孔5至145m水平底部形成超深中深孔，所述超深中深孔的孔径与常规中深孔的孔径相同，设为φ80mm，所述炮孔5深度根据孔口至爆破边界的长度确定，炮孔5的孔口孔壁间距不小于0.1m，孔底间距不大于50倍炮孔孔径，排距设为20～25倍炮孔孔径，并根据孔口和孔底间距情况，将相邻排的炮孔5相对中深孔凿岩巷4中心线所在面镜像布置；本实施例中，如图2所示，炮孔5的设置参数为：同排相邻炮孔的孔口间距不小于0.18m(图中未示出)，相邻排炮孔5的孔底间距距设为2.46m，均不大于3.2m，排距设为2.0m，相邻排炮孔5的孔底中心连线呈锯齿型分布，以爆破破碎圈半径rc＝(20～25)药柱半径rb的原则形成的孔底爆破圈呈梅花形分布；如图3所示为第n排的炮孔分布图，如图4所示为第n+1排的炮孔分布图，如图5所示为第n排和第n+1排的炮孔分布重叠示意图，第n排的炮孔和第n+1排的炮孔呈镜像布置。

[0043] S3，装药结构布置：如图6所示，开凿的炮孔5内贯穿布设导爆索5e，炮孔5内从孔底至孔口依次布设药柱段5a、封堵段5b和不装药段5c，药柱段5a内连续填装乳化粒状铵油炸药，药柱段5a内靠近孔底处布置起爆弹头5d，起爆弹头5d由数码雷管和乳化炸药条制成，优选地，炮孔5孔深大于20m时，药柱段5a的中间位置也布置一个起爆弹头5d，起爆弹头5d与导爆索5e连接；封堵段5b采用炮泥封堵，不装药段5c长度根据孔口单位面积装药量、孔口距、炮孔5密度确定，如图7所示，不装药段5c长度设为20～50倍炮孔孔径(即1.6～4.0m)，同排炮孔的不装药段5c长短交错布置，任一炮孔5的药柱段5a靠近孔口的末端处，任意相邻的两个药柱段5a间距设为30～50倍炮孔孔径(即2.4～4.0m),具体的，如右起第一个中间孔52的药柱段5a末端处，边孔51和右起第二个中间孔52的药柱段5a间距为2.73m；其中，药柱段5a采用BQF‑100I I风动装药器进行连续装药，装药器在装药前提前安装监测工作风压的气压计，装药的工作风压设为0.6Mpa以上，装药操作手控制装药管下放装填速度，使装药密度控制为0.95～1.0g/cm。

[0044] S4，爆破设计：以三排炮孔5为一组，采用微差爆破方式同时起爆，同排炮孔5采用先中间后两边的“V”型延时起爆顺序；

[0045] S5，出矿：在前述步骤的基础上，启动爆破，每完成一组爆破出矿一次，至完成采场2的开采。

[0046] 进一步地，S2中，爆破边界根据采场2和分段3综合确定，爆破边界的下端以分段3下盘矿体边界为限，侧边以采场2侧边为限，上端以上边界线23为限，上边界线23设于上分段3的边孔51爆破边缘向下平移1.0m处，所述上分界线与分段3水平线的夹角设为20°；所述爆破边界内设有最小夹角线，最小夹角线的确定方法为：上边界线23与采场2侧边相交形成第一交点21，同排炮孔5中心线在中深孔凿岩巷4内相交形成第二交点22，第一交点21与第二交点22的连线即为最小夹角线，同一平面内最小夹角线有镜像对称的两条，S2中每排炮孔5均在其中一条最小夹角线上布设炮孔5；如图3和图4所示，本实施例中，爆破边界的下端以115m水平为限，侧边以采场2侧边为限，上端以145m分段3的边孔51爆破边缘向下1.0m的平移线为上边界线23，爆破边界内包括两条最小夹角线，其中，如图5所示，第n排左起的第三个炮孔5设于爆破边界的左侧最小夹角线上，第n+1排右起的第三个炮孔5设于爆破边界的右侧最小夹角线上。

[0047] 进一步地，S2中，开凿炮孔5前清理巷道底板的虚渣至硬底地面，中深孔凿岩巷4的巷道内预先标记中孔排位线，并在巷道内布设透明塑料尼龙绳作为凿岩设备的架机中心线，开凿时，凿岩设备沿透明塑料尼龙绳行进并以固定角度和姿态开凿炮孔5，以降低作业环境、设备和传统的人工绘制架机中心线导致的孔偏斜误差，提高炮孔5开凿的可控性。

[0048] 进一步地，S3中，每排最外侧炮孔5设为边孔51，边孔51之间的炮孔5设为中间孔52，各炮孔5的不装药段5c长度通过炮孔5药柱段5a偏移方式确定，如图7所示，具体方法包括：

[0049] S301，确定边孔51不装药段5c长度：每排边孔51的不装药长度设为20倍炮孔孔径(即1.6m)，并进而反推得到边孔51的药柱段5a长度；

[0050] S302，确定第一组中间孔52不装药段5c长度：将两侧边孔51的药柱段5a沿边孔51中心线的垂线方向向内平移20倍炮孔孔径长度(即1.6m)得到第一偏移线6，与第一偏移线6相交的中间孔52设为第一组中间孔52，第一组中间孔52以与第一偏移线6的相交点为药柱段5a的截止点，进而反推得到第一组中间孔52不装药段5c长度；

[0051] S303，确定第二组中间孔52不装药段5c长度：将S302确定的第一组中间孔52最内侧的中间孔52药柱段5a沿其中心线的垂线方向向内平移20倍炮孔孔径长度(即1.6m)得到第二偏移线7，与第二偏移线7相交的中间孔52设为第二组中间孔52，第二组中间孔52以与第二偏移线7的相交点为药柱段5a的截止点，进而反推得到第二组中间孔52不装药段5c长度；

[0052] S304，重复S303至所有炮孔5均确定出不装药段5c长度为止；

[0053] 本实施例通过采用上述药柱段偏移线的方法确定炮孔不装药长度，可以在孔口区域准确控制任意相邻的两个药柱段的间距，有效降低孔口处的单位面积炸药量，进一步解决孔口爆破能量重叠消耗，既增加火工消耗，又容易导致矿石过粉碎，以及后排炮孔5易遭破坏的问题，进一步提升超深中深孔应用的可行性。

[0054] 本发明优势在于：(1)实现在20～30m的分段高度内布设超深中深孔，大幅节省中小矿体的采切工程布置量，如在100m的阶段高度中，可节约1～2个分段工程布设，大幅降低采切比，加快备采周期，保证整体回采率，在边角独立小矿体和端部矿体开采过程中维持采切比小于42m/wt，损失率小于10％，贫化率小于10％，中深孔每米崩矿量＞8t/m的正常水平，实现矿山安全、高效、经济回采。

[0055] 如，某一端部矿体采矿指标如下表所示：

[0056]

[0057] (2)在超深扇形中深孔布孔条件下，通过扇形炮孔孔底及孔口距离分析，确定奇偶排交叉镜像布置炮孔，形成不同排对应位置炮孔的错位，防止扇形中深孔孔口密集度过高而导致穿孔；

[0058] (3)在炮孔口密集度高的条件下，通过计算孔口单位面积装药量、线性密度及炮孔装药孔口距等参数，创造性采用药柱段偏移线方法确定各炮孔的不装药长度，使各炮孔不装药段长短交错布置，有效解决了超深中深孔布置时，炮孔口密集度高易穿孔、孔口处矿石过粉碎，破坏后排炮孔不利于后期装药作业等问题，实现超深中深孔的有效应用，进而解决端部矿体采用常规中深孔采矿方法存在的回采率低，矿石贫化率高，采切比大，采矿成本高的问题。

[0059] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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。

[0060] 以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。