CN104533517A - 一种高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法 - Google Patents
一种高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，先在阶段矿房顶端施工凿岩硐室并支护形成作业空间，同时创建底端受矿结构并上向扩孔形成补偿空间完成采切工作；随后由凿岩硐室钻竖向深孔，兼顾边界预裂光面爆破炮孔配置；实行上向分段爆破，留矿出矿确保出矿过程零空区，同时保证补偿空间；终次爆破适当放矿后，矿堆顶部构置挠隔层，隔层上覆废石跟随放矿充填顶部空区；放矿事毕由顶端浇灌料浆实现矿房废石胶结充填。本采矿方法适用于矿岩破碎不稳固禁忌大空区环境下，但又亟需高分段规模化大产能的厚大矿体开采，具有结构简单、高效及经济的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种地下金属矿的采矿方法，特别是涉及高分段上向深孔落矿充填采矿法，主要适用于矿岩破碎、稳定性欠佳的倾斜中厚矿体或厚大矿体。
背景技术
针对矿岩破碎、稳固性较差的倾斜中厚矿体或厚大矿体，由于空区规模受到严格限制，势必面临采场规模受约、产能受限的窘境。采用传统采用空场与崩落法势必贫损严重，同时安全隐患突出，应用常规充填法支护成本高，工序复杂，产能低，此外常规开采的机械化规模化应用面临极大障碍。因此矿岩破碎限制回采规模与增加产能现实需求的矛盾成为此类矿体安全、高效、经济回采的瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在矿岩破碎不稳固对空区规模有严格要求的条件下，实现高分段深孔落矿，同时保障安全、高效、经济与规模化的有机整合、形成边采边充的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，先在阶段矿房顶端施工凿岩硐室并支护形成作业空间，同时创建底端受矿结构并上向扩孔形成补偿空间完成采切工作；随后由凿岩硐室钻竖向深孔，兼顾边界预裂光面爆破炮孔配置；实行上向分段爆破，留矿出矿确保出矿过程零空区，同时保证补偿空间；终次爆破适当放矿后，矿堆顶部构置挠隔层，隔层上覆废石跟随放矿充填顶部空区；放矿事毕由顶端浇灌料浆实现矿房废石胶结充填。
具体步骤如下：
(1)矿房平行矿体走向布置，分矿房矿柱间隔回采，矿房高度为阶段高度，厚度为1～2排受矿漏斗有效服务厚度；
(2)沿矿体底部上下盘平行布置运输平巷，由运输平巷掘进出矿横巷通达矿体，出矿横巷上掘扩孔形成受矿漏斗，之后继续上扩形成拉底空间；
(3)由上阶段运输平巷沿矿体顶端设置联络巷通达矿体，构筑凿岩硐室，完善护顶支护工作，贯通通风、行人、设备、充填通路；
(4)由凿岩硐室钻竖向大直径深孔贯穿矿房，矿房边界依预裂光面爆破原理设置合理炮孔参数；
(5)上向分段装药微差控制爆破，崩落矿石接近上部矿体或挤压充满矿房；
(6)充分通风后计量放矿，约束空区规模确保适当补偿空间，借助炮孔测控与放矿计量技术指导放矿决策与循环作业，或充分应用下向挤压爆破来追求更优块度；
(7)严格预测控制终次爆破，依先前作业循环铺垫构建合理平台，确保最终崩落矿石接近充满矿房，控制放矿后进行顶部平场，暂留1.5m～2.5m的顶部空间；
(8)顶部平场后构筑挠隔层；
(9)挠层构置完毕贯通顶端废石输运通道，堆填上部空区，随即底部按漏斗有序出矿，上部同步跟随充填废石，挠层阻断矿石废石混合，钢条便于挠层定位趋中、克服边角凸石，长钢索借助挠层下降测距来指导决策放矿结构，同时捆扎废石；
(10)放矿结束后封堵相关通道，顶部架设充填管线实施胶结充填，充填料浆确保较好流动性与渗透性，侧重边壁灌浆控制与胶结质量，实现矿房的废石胶结充填。
上述步骤(3)中所述的护顶支护为喷锚护顶支护。
上述步骤(8)中所述的顶部平场后构筑挠隔层，主料为柔性钢材与高韧性滤布，结合矿房平面尺寸布置主筋规格网度，配置辅筋及裹覆绳网滤层，边角焊接上曲钢条与长钢索，长钢索联系联络道，形成具有刚度、挠度及滤水性质的隔层。
还包括(11)养护合理龄期同途径回采相邻矿房。
采用上述技术方案的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，先在阶段矿房顶端施工凿岩硐室并支护形成作业空间，同时创建底端受矿结构并上向扩孔形成补偿空间完成采切工作；随后由凿岩硐室钻竖向深孔，兼顾边界预裂光面爆破炮孔配置；实行上向分段爆破，留矿出矿思路确保出矿过程零空区，同时保证补偿空间；终次爆破适当放矿后，矿堆顶部构置挠隔层，隔层上覆废石跟随放矿充填顶部空区，借鉴崩落法再造保护层思想；放矿事毕由顶端浇灌料浆实现矿房废石胶结充填；回采过程近乎“零空区”，且实现大规模、经济胶结充填采矿，充分践行了安全高效与环保协同作业的新时代发展理念与需求。
本发明在破碎矿岩环境条件下创造了大规模作业的条件，再造环境下实现了不利矿体的安全、高效回采，废石胶结充填在实现废物利用的同时亦更优地保证了区域岩体受力结构及稳定性，且为规模化计划化、数字化建设也构建了良好的实践平台，出色地诠释了绿色开采与协同开采的时代要求与理念。
综上所述，本发明是一种在矿岩破碎不稳固对空区规模有严格要求的条件下，实现高分段深孔落矿，同时保障安全、高效、经济与规模化的有机整合、形成边采边充的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法。
附图说明
图1采矿方法设计采切布置主视图。
图2采矿方法设计留矿出矿主视图。
图3采矿方法设计终次爆破平场主视图。
图4采矿方法设计跟随充填布置主视图。
图5采矿方法设计充填完成主视图。
图6采矿方法设计俯视图。
图中：1—锚杆；2—炮孔；3—矿房；4—矿柱；5—受矿漏斗；6—凿岩硐室；7—矿体；8—崩落矿石；9—挠隔层；10—长钢索；11—废石；12—废石胶结体；13—运输平巷。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
参见图1、图2、图3、图4、图5和图6，本发明提供的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，步骤如下：
(1)矿房平行矿体走向布置，分矿房矿柱间隔回采，矿房高度为阶段高度，厚度为1～2排受矿漏斗有效服务厚度；
(2)沿矿体底部上下盘平行布置运输平巷，由运输平巷掘进出矿横巷通达矿体，出矿横巷上掘扩孔形成受矿漏斗，之后继续上扩形成拉底空间；
(3)由上阶段运输平巷沿矿体顶端设置联络巷通达矿体，构筑凿岩硐室，完善喷锚护顶等支护工作，贯通通风、行人、设备、充填等通路；
(4)由凿岩硐室钻竖向大直径深孔贯穿矿房，矿房边界依预裂光面爆破原理设置合理炮孔参数；
(5)上向分段装药微差控制爆破，崩落矿石接近上部矿体或挤压充满矿房；
(6)充分通风后计量放矿，约束空区规模确保适当补偿空间，借助炮孔测控与放矿计量技术指导放矿决策与循环作业，也可充分应用下向挤压爆破来追求更优块度；
(7)严格预测控制终次爆破，依先前作业循环铺垫构建合理平台，确保最终崩落矿石接近充满矿房，控制放矿后进行顶部平场，暂留1.5m～2.5m的顶部空间；
(8)顶部平场后构筑挠隔层，主料为柔性钢材与高韧性滤布，结合矿房平面尺寸布置主筋规格网度，配置辅筋及裹覆绳网滤层，边角焊接上曲钢条与长钢索，长钢索联系联络道，形成具有刚度、挠度及滤水性质的隔层；
(9)挠层构置完毕贯通顶端废石输运通道，堆填上部空区，随即底部按漏斗可有序出矿，上部同步跟随充填废石，挠层阻断矿石废石混合，钢条便于挠层定位趋中、克服边角凸石，长钢索借助挠层下降测距来指导决策放矿结构，同时可捆扎废石更益于稳定；
(10)放矿结束后封堵相关通道，顶部架设充填管线实施胶结充填，充填料浆确保较好流动性与渗透性，侧重边壁灌浆控制与胶结质量，实现矿房的废石胶结充填；
(11)养护合理龄期可同途径回采相邻矿房。
参见图1、图2、图3、图4、图5和图6，本提供的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，应用高分段深孔落矿留矿出矿思路实现爆破出矿过程零空区；终端爆破后，下部矿石与上覆废石之间的挠隔层实现矿石与废石的分隔；废石跟随出矿充填上部空区实现零空区式全面出矿；放矿结束后灌浆胶结充填实现矿房的废石胶结充填；在践行环境再造理念时系统实现安全、高效、经济的废石处理绿色协同采矿。矿体分矿房、矿柱间隔上向深孔回采；底部设置漏斗受矿结构，顶部配置凿岩硐室且进行喷锚支护保障作业环境；光面与裂爆破控制边界，下向分段爆破，留矿出矿；全面出矿同步跟随充填废石；上覆废石、矿石废石间设置挠隔层阻断矿废混合；挠隔层边角设置定位柔性钢筋与钢索保证矿堆平稳层状出矿；底部出矿同时上部充填废石实现零空区，出矿完毕进行胶结充填，实现矿房废石胶结充填。
底部设置漏斗受矿结构，1～2排漏斗均布覆盖整个矿房；大直径深孔进行分段上向爆破；分段爆破后留矿出矿，限制空区规模，最后全面爆破矿堆基本填满矿房。
终次爆破平场后设置挠隔层；底端全面放矿上部同步跟随充填废石；挠层特性表现在：钢筋主筋成型、绳网状滤布裹覆、边角上曲柔性钢筋控边、长钢索定位，实现挠隔层的刚度与挠度确保其抗冲击、承压、及防渗性能；上曲钢筋利于挠层定位趋中平稳下降，钢索焊连挠层边角测控挠层下降深度，指导放矿组织安排，利于实现水平均匀落矿。
本发明在破碎矿岩环境条件下创造了大规模作业的条件，再造环境下实现了不利矿体的安全、高效回采，废石胶结充填在实现废物利用的同时亦更优地保证了区域岩体受力结构及稳定性，且为规模化计划化数字化建设也构建了良好的实践平台，出色地诠释了绿色开采与协同开采的时代要求与理念。
Claims (5)
1.一种高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，其特征是：先在阶段矿房顶端施工凿岩硐室并支护形成作业空间，同时创建底端受矿结构并上向扩孔形成补偿空间完成采切工作；随后由凿岩硐室钻竖向深孔，兼顾边界预裂光面爆破炮孔配置；实行上向分段爆破，留矿出矿确保出矿过程零空区，同时保证补偿空间；终次爆破适当放矿后，矿堆顶部构置挠隔层，隔层上覆废石跟随放矿充填顶部空区；放矿事毕由顶端浇灌料浆实现矿房废石胶结充填。
2.根据权利要求1所述的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，其特征是：具体步骤如下：
(1)矿房平行矿体走向布置，分矿房矿柱间隔回采，矿房高度为阶段高度，厚度为1～2排受矿漏斗有效服务厚度；
(2)沿矿体底部上下盘平行布置运输平巷，由运输平巷掘进出矿横巷通达矿体，出矿横巷上掘扩孔形成受矿漏斗，之后继续上扩形成拉底空间；
(3)由上阶段运输平巷沿矿体顶端设置联络巷通达矿体，构筑凿岩硐室，完善护顶支护工作，贯通通风、行人、设备、充填通路；
(4)由凿岩硐室钻竖向大直径深孔贯穿矿房，矿房边界依预裂光面爆破原理设置合理炮孔参数；
(5)上向分段装药微差控制爆破，崩落矿石接近上部矿体或挤压充满矿房；
(6)充分通风后计量放矿，约束空区规模确保适当补偿空间，借助炮孔测控与放矿计量技术指导放矿决策与循环作业，或充分应用下向挤压爆破来追求更优块度；
(7)严格预测控制终次爆破，依先前作业循环铺垫构建合理平台，确保最终崩落矿石接近充满矿房，控制放矿后进行顶部平场，暂留1.5m～2.5m的顶部空间；
(8)顶部平场后构筑挠隔层；
(9)挠层构置完毕贯通顶端废石输运通道，堆填上部空区，随即底部按漏斗有序出矿，上部同步跟随充填废石，挠层阻断矿石废石混合，钢条便于挠层定位趋中、克服边角凸石，长钢索借助挠层下降测距来指导决策放矿结构，同时捆扎废石；
(10)放矿结束后封堵相关通道，顶部架设充填管线实施胶结充填，充填料浆确保较好流动性与渗透性，侧重边壁灌浆控制与胶结质量，实现矿房的废石胶结充填。
3.根据权利要求2所述的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，其特征是：上述步骤(3)中所述的护顶支护为喷锚护顶支护。
4.根据权利要求2所述的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，其特征是：上述步骤(8)中所述的顶部平场后构筑挠隔层，主料为柔性钢材与高韧性滤布，结合矿房平面尺寸布置主筋规格网度，配置辅筋及裹覆绳网滤层，边角焊接上曲钢条与长钢索，长钢索联系联络道，形成具有刚度、挠度及滤水性质的隔层。
5.根据权利要求2所述的高分段上向深孔落矿零空区跟随充填采矿法，其特征是：还包括：(11)养护合理龄期同途径回采相邻矿房。
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