CN105134217B - 一种深井卸荷采矿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深井卸荷采矿的方法，针对缓倾斜～倾斜厚大矿体，布置若干分段采场，所述分段采场的方向与主应力的方向一致；开采前在临近待采采场区域的巷道内提前施工单排卸压孔，并通过卸压爆破形成连通的切割缝，将待采采场与相邻采场空间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环境。分段采场的高宽比为2.1：1至1.9：1。卸压孔的孔径按照3～5倍孔径距离布置单排卸压孔，即孔距0.5～1.0m，所述卸压孔深度与临近待采采场距离的比为1:1。开采过程中的回采顺序为：从矿体上盘至矿体下盘连续推进，采完即充。通过合理布置采场结构，优化回采顺序，同时切断应力传递路径，人为再造局部卸压条件，为深部采矿提供安全作业环境。

Description

一种深井卸荷采矿的方法

技术领域

本发明涉及一种深井高应力采矿技术，尤其涉及一种深井卸荷采矿的方法。

背景技术

据不完全统计，国外开采超千米深的金属矿山有80多座，其中南非Anglogold有限公司的西部深井金矿，采矿深度达3700m；印度Kolar金矿区，已有3座金矿采深超过2400m；俄罗斯克里沃罗格铁矿区开拓深度到1570m，将来要达到2000～2500m；另外，加拿大、美国、澳大利亚的一些有色金属矿山采深亦超过1000m。国内在金属矿开采方面，红透山铜矿目前开采已进入900～1100m深度，冬瓜山铜矿现已建成2条超1000m竖井来进行深部开采，弓长岭铁矿设计开拓水平750m，距地表达1000m，夹皮沟金矿二道沟坑口矿体延伸至1050m，湘西金矿开拓38个中段，垂深超过850m。此外，寿王坟铜矿、凡口铅锌矿、金川镍矿、乳山金矿等许多矿山都将进行深部开采。可以预计，在今后10～20年内，我国金属矿山将进入1000～2000m深度开采。

深部开采与浅部开采的明显区别在于，深部岩石所处的特殊环境，即“三高一扰动”的复杂力学环境。“三高”主要是指高地应力、高地温、高井深。“一扰动”主要是指强烈的开采扰动。随着开采深度的不断增加，工程灾害日趋增多，其中最重要的问题之一是高地应力诱发的岩爆灾害。岩爆是地下工程中的一种特殊现象，具有围岩突然、猛烈地向开挖空间弹射、抛掷、喷出的特征，它往往造成采掘空间中支护设备的破坏及采掘空间的变形，严重时造成人员伤亡和井巷的毁坏，甚至引起地表塌陷而造成局部地震。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全性高的深井卸荷采矿的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的深井卸荷采矿的方法，包括步骤：

A、针对缓倾斜～倾斜厚大矿体，布置若干分段采场，所述分段采场的方向与主应力的方向一致；

B、开采前在临近待采采场区域的巷道内提前施工单排卸压孔，并通过卸压爆破形成连通的切割缝，将待采采场与相邻采场空间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环境；

所述缓倾斜～倾斜厚大矿体是指倾角为10°～55°，厚度为10～30m的矿体。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的深井卸荷采矿的方法，通过合理布置采场结构，优化回采顺序，同时在临近待采采场区域布置卸压孔，切断应力传递路径，人为再造局部卸压条件，为深部采矿提供安全作业环境，特别适合缓倾斜～倾斜厚大矿体，矿岩中等稳固以上非煤矿山高效开采。

附图说明

图1为本发明实施例中卸压孔的剖面布置示意图。

图2为本发明实施例中卸压孔的平面布置示意图。

图中：

1-凿岩巷道；2-分段采场；3-卸压孔；4-上盘三角矿体；5-矿体界线；6-下盘三角矿体；7-出矿进路；8-人行通风井；9-溜井。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的深井卸荷采矿的方法，其较佳的具体实施方式是：

包括步骤：

A、针对缓倾斜～倾斜厚大矿体，布置若干分段采场，所述分段采场的方向与主应力的方向一致；

B、开采前在临近待采采场区域的巷道内提前施工单排卸压孔，并通过卸压爆破形成连通的切割缝，将待采采场与相邻采场空间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环境；

所述缓倾斜～倾斜厚大矿体是指倾角为10°～55°，厚度为10～30m的矿体。

所述分段采场的高宽比为2.1：1至1.9：1。

待采采场开采前，在自所述待采采场数第三个采场的巷道顶部提前施工单排卸压钻孔。

所述卸压孔的孔径按照3～5倍孔径距离布置单排卸压孔，所述卸压孔深度与临近待采采场距离的比为1:1。

开采过程中的回采顺序为：从矿体上盘至矿体下盘连续推进，采完即充。

本发明的深井卸荷采矿的方法，针对深部矿体开采技术条件，通过合理布置采场结构，优化回采顺序，同时在临近待采采场区域布置卸压孔，切断应力传递路径，人为再造局部卸压条件，为深部采矿提供安全作业环境。

本发明采用的手段是：

(1)针对缓倾斜～倾斜厚大矿体，在保证与主应力方位一致的前提下，布置若干分段采场，采场宽度设定为采场高度的一半左右，保证采场高宽比在2左右，以利于深部高应力采场的稳定性；

(2)在上述前提下布置卸压孔，进一步降低深部采矿过程中岩爆的风险。卸压孔选择在“第三个采场”的巷道顶部，孔径按照3～5倍孔径距离布置单排卸压孔，即孔距0.5～1.0m，其中卸压孔深度a：临近待采采场距离b≈1:1。

本发明的有益效果是：

根据缓倾斜～倾斜厚大矿体深部高应力环境，从整体与局部两方面进行综合防治高应力诱导的工程灾害。整体而言，分段采场划分时，尽量与主应力方位保持一致，并且保证采场高宽比在2左右，增强深部采场稳定性的同时，降低岩爆引发的工程灾害；局部而言，在“第三个采场”巷道顶部布置单排卸压孔，卸压孔深度与临近待采采场距离大致等同，人为再造局域卸压安全开采环境。通过区域与局域相结合卸压，共同保障深部高应力矿体的安全开采。

具体实施例：

(1)本发明所述的缓倾斜～倾斜厚大矿体中分段采场2划分如图1，主要采准工程1和7布置如图2，此个例为某一金矿开采，开采水平标高为-780m，地表标高+25m，即开采深度约800m，高井深、高地压、高地温，属于深井开采的典型难题。矿体走向20°左右，倾向SE，倾角40°左右，厚度3～40m不等。由地应力测试结果显示，深部地应力场是以水平构造应力为主导的，并且最大主应力为NW-SE向，与区域构造应力方位一致，-780m水平最大主应力达33MPa，为高应力环境。综合深部地应力与岩石物理力学数据，矿岩具有强烈的岩爆倾向。

(2)此个例上部矿体一直采用进路式充填法与盘区式分层充填法开采，进入深部开采以来，为扩大矿山产能，实行三角矿体保持进路式充填法开采，中间部分采用分段连续充填法开采，分段高度为15m。

(3)基于深部高应力环境、地质构造及矿岩条件，优化确定分段采场2宽度为7m，并优先开采最右侧分段采场2，回采顺序为从矿体上盘至矿体下盘，依次持续推进。上三角矿体4和下三角矿体6分别采用进路式充填法进行开采。

(4)在最右侧分段采场开采前，在“第三个采场”凿岩巷道1中提前施工单排卸压孔3，孔径孔距0.5m，通过卸压爆破形成连通的切割缝，将待采采场与相邻采场空间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环境，降低岩爆风险。经实践表明，此种深井卸荷采矿工艺符合深部矿体特殊的开采环境，能够达到安全高效开采的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种深井卸荷采矿的方法，其特征在于，包括步骤：

A、针对缓倾斜～倾斜厚大矿体，布置若干分段采场，所述分段采场的方向与主应力的方向一致；

B、开采前在临近待采采场区域的巷道内提前施工单排卸压孔，并通过卸压爆破形成连通的切割缝，将待采采场与相邻采场空间隔离，切断应力传递路径，形成局部卸压环境；

所述缓倾斜～倾斜厚大矿体是指倾角为10°～55°，厚度为10～30m的矿体；

所述分段采场的高宽比为2.1：1至1.9：1；

待采采场开采前，在自所述待采采场数第三个采场的巷道顶部提前施工单排卸压钻孔；

所述卸压孔的孔径按照3～5倍孔径距离布置单排卸压孔所述卸压孔深度与临近待采采场距离的比为1:1；

开采过程中的回采顺序为：从矿体上盘至矿体下盘连续推进，采完即充。