CN108518223B - 一种垂直深孔球状药包落矿方法 - Google Patents

一种垂直深孔球状药包落矿方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种垂直深孔球状药包落矿方法,该方法包括以下步骤:S1、掘进下盘运输巷道、装运巷道、进路平巷、进路横巷以及矿房;S2、监测待采区的待崩落矿体内部节理、裂隙发育数量以及空间位置分布,以确定待采区内的裂隙破碎区域;S3、在拉底巷道进行拉底;S4、避开裂隙破碎区域在所述拉底巷道进行凿岩、装药、爆破,而后出矿作业;S5、向下一待采区掘进,以此循环,直至全部待采区中的矿体自上而下全部采出。本发明的有益效果在于,能够获取矿体内部节理裂隙的分布规律与延伸范围,使开采方法具有更广的适用性。

Description

一种垂直深孔球状药包落矿方法
技术领域
本发明涉及地下采矿方法技术领域,具体地说,涉及一种垂直深孔球状药包落矿方法。
背景技术
阶段矿房采矿法是用深孔回采矿房的一种空场采矿法。根据崩矿方式可分为水平深孔阶段矿房采矿法、垂直深孔阶段矿房采矿法、垂直深孔球状药包落矿阶段矿房采矿法。
随着大直径深孔采矿技术的发展,目前钻机的研制工作主要集中在提高凿岩效率、减小机体几何尺寸、提高机动能力和凿岩精度以及自动遥控等方面,而在上述的方法中,垂直深孔球状药包落矿阶段矿房采矿法(VCR)是采用球形装药爆破,相较于其他的阶段矿房采矿法具有较为突出的有点:矿块结构简单,无需掘进切割天井、分段巷道等采准工程;爆破效果好,矿石大块率低;矿块生产能力大,采矿作业集中化程度高;采矿成本低;人员均在半永久性支护的巷道型空间内作业,作业安全。因此,垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法在地下矿山开采工程上的应用非常广泛,技术含量高、成本低、效率极佳。但是在长期的开采和实践中发现,其也具有较为明显的缺点:
1)垂直深孔球状药包落矿阶段矿房采矿法对矿体的规整性要求较高,其要求矿山内矿体形态变化较小,且不应有相互交错的节理或其内穿插有破碎带,如果在矿体形状变化较大,或存在前述的交互交错的节理以及穿插破碎带的矿区采用该方法开采,垂直深孔极容易穿过破碎带,在开采中造成深孔堵塞,且由于深孔开采的原因,对于开采过程中出现堵塞的深孔处理难度较大;
2)垂直深孔球状药包落矿阶段矿房采矿法对凿岩技术要求较高,开采过程中较大程度上受限于矿区矿体的具体情况,当矿体情况较为复杂时,开采的效率会受到较大的制约;
3)一些诸如需对大断面凿岩硐室的顶板进行维护、对炸药的规格要求严格、炸药装填、清孔、测控等施工难以实现机械化的缺点。
有鉴于此,应当对现有技术下的垂直深孔球状药包落矿阶段矿房采矿法进行改进,以解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题而做出的,其目的是提供一种通过获取矿体内部节理裂隙分布规律与延伸范围进而有效避开矿体中存在的破碎节理裂隙区域进行开采的具有更广泛适用性的垂直深孔球状药包落矿方法。
为了实现上述目的,本发明提供了一种垂直深孔球状药包落矿方法,该方法包括以下步骤:S1、掘进下盘运输巷道、装运巷道、进路平巷、进路横巷以及矿房,其中,该矿房包括上部的凿岩硐室和下部的拉底巷道,所述下盘运输巷道、装运巷道位于所述凿岩硐室的下方,且所述下盘运输巷道与所述拉底巷道通过所述装运巷道连通,所述进路平巷通过所述进路横巷与所述凿岩硐室连通;S2、所述凿岩硐室和所述拉底巷道之间的区域为待采区,监测所述待采区的待崩落矿体内部节理、裂隙发育数量以及空间位置分布,以确定所述待采区内的裂隙破碎区域;S3、在所述待采区内的所述拉底巷道进行拉底;S4、拉底完成后,避开所述裂隙破碎区域在所述拉底巷道进行凿岩、装药、爆破,而后实施出矿作业;S5、当所述待采区的出矿完成后,然后回到所述步骤S1,向下一待采区掘进,以此循环,直至全部待采区中的矿体自上而下全部采出。
优选地,在所述步骤S1中,可以通过锚杆桁架支护对所述凿岩硐室的顶板进行加固。
优选地,在所述步骤S2中,可以先对矿体进行微震监测,再通过超声波、钻孔摄像确定矿体内破裂发生的位置,而后可以埋设多点位移计和测斜仪,以获得矿体内部节理裂隙的分布规律与延伸范围。
优选地,在所述步骤S3中,可以在所述拉底巷道向上打竖直炮孔进行拉底,可以采用平底结构进行出矿。
优选地,在所述步骤S4中,在所述凿岩硐室向下钻进多个彼此平行的垂直深孔,在所述矿房底部向上钻进多个扇形炮孔,所述垂直深孔和所述扇形炮孔避开所述裂隙破碎区域。
根据上面的描述和实践可知,本发明所述的垂直深孔球状药包落矿方法中,掘进的矿房中,通过多个巷道将运输巷道和拉底巷道连通,将进路平巷与凿岩硐室连通,可以根据回采的进度需要在不同的位置进行出矿,铲运机在装运巷道中铲装,然后转运至溜井,并且通过锚杆桁架支护加固凿岩硐室的顶板,可以有效地提高凿岩硐室的施工安全;在开采前通过微震监测、超声波、钻孔摄像确定矿体内破裂发生的位置,而后埋设多点位移计和测斜仪,获得矿体内部节理裂隙的分布规律与延伸范围,这样可以有效地避免在矿体存在相互交错的节理或穿插有破碎带的情况下开采时造成深孔堵塞的情况,开采时避开节理或穿插有破碎带;出矿时采用上部平行深孔与下部扇形深孔相结合的布孔方式,对矿体进行选择式精确分段布孔落矿,从而避开了破碎节理裂隙区域,降低了垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法对矿体规整性的要求,大大扩大了垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法的应用范围。综上所述,本发明所述的垂直深孔球状药包落矿方法,适用于复杂矿体,保留了传统落矿方法回采强度大、生产能力大、开采效率高等优点的同时,在开采前通过勘探和监测确定矿体内部断裂发生的位置、以及分布的规律和延伸范围,以提高开采时的安全和效率;在落矿时采用上部平行深孔与下部扇形深孔相结合的布孔方式,对矿岩接触面的规整要求更低,矿石损失贫化较小,解决了现有技术中的传统工艺对矿体的规整性要求高、对矿体形状变化适应性不够的技术问题,减少了回采的成本、缩短了开采的周期、提高了生产效率。
附图说明
图1为流程图,示出了本发明的一个实施例中所述的垂直深孔球状药包落矿方法的过程;
图2为示意图,示出了本发明的一个实施例中所述的垂直深孔球状药包落矿矿房的结构。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的一种垂直深孔球状药包落矿方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,附图和描述在本质上是说明性的,而不是用于限制权利要求的保护范围。此外,在本说明书中,附图未按比例画出,并且相同的附图标记表示相同的部分。
图1为流程图,示出了本发明的一个实施例中所述的垂直深孔球状药包落矿方法的过程,图2为示意图,示出了本发明的一个实施例中所述的垂直深孔球状药包落矿矿房的结构。如图1和图2所示,在本发明的该实施例中,所述的垂直深孔球状药包落矿方法包括S1、掘进下盘运输巷道2、装运巷道3、进路平巷4、进路横巷5以及矿房,其中,该矿房包括上部的凿岩硐室1和下部的拉底巷道6,且下盘运输巷道2与拉底巷道6通过装运巷道3连通,进路平巷4通过进路横巷5与凿岩硐室1连通;S2、凿岩硐室1和拉底巷道之间的区域为待采区,监测待采区的待崩落矿体内部节理、裂隙发育数量以及空间位置分布,以确定待采区内的裂隙破碎区域11;S3、在待采区的拉底巷道6进行拉底;S4、拉底完成后,避开裂隙破碎区域11在拉底巷道6进行凿岩、装药、爆破,而后实施出矿作业;S5、当待采区的出矿完成后,然后回到步骤S1,向下一待采区掘进,以此循环,直至全部待采区中的矿体自上而下全部采出。
具体地说,在步骤S1中,可以通过锚杆桁架支护8对凿岩硐室的顶板7进行加固,锚杆桁架支护包括钢杆、两锚以及拧紧装置,通过拧紧装置将钢杆和两对称设置的锚杆拧紧固定,对凿岩硐室进行加固可以有效地提高其施工安全。在步骤S2中,先对矿体进行微震监测,再通过超声波、钻孔摄像确定矿体内破裂发生的位置,而后可以埋设多点位移计和测斜仪,以获得矿体内部节理裂隙的分布规律与延伸范围,找到裂隙破碎区域11。
在步骤S3中,可以通过对拉底巷道向上打竖直炮孔进行拉底,从而自拉底巷道6向两侧扩帮达到矿体和上下盘接触面,再打平行孔将底柱采出形成平底结构,落矿时,在凿岩硐室向下钻进垂直平行深孔9,在矿房底部向上钻进扇形炮孔10,避开裂隙破碎区域11,这样垂直平行深孔与扇形炮孔结合的布孔方式,对矿岩接触面的规整要求更低,矿石损失贫化较小,解决了现有技术中的传统工艺对矿体的规整性要求高、对矿体形状变化适应性不够的技术问题,减少了回采的成本、缩短了开采的周期、提高了生产效率。图2所示,在本发明的一个实施例中所述的垂直深孔球状药包落矿矿房包括凿岩硐室1、下盘运输巷道2、装运巷道3、进路平巷4、进路横巷5、拉底巷道6,其中,凿岩硐室1位于矿房整体上方,其通过多个进路横巷5与进路平巷4连通,在本发明的该实施例中,包括两个进路横巷5和五个装运巷道3。凿岩硐室1的顶板通过锚杆桁架支护8对凿岩硐室的顶板7进行加固,锚杆桁架支护8包括钢杆、两锚以及拧紧装置,通过拧紧装置将钢杆和两对称设置的锚杆拧紧固定,对凿岩硐室进行加固可以有效地提高其施工安全。在本发明的该实施例中,矿房的高度为60m,矿房长度为40m,宽度为14m,间柱为8m,顶柱为6m,底柱为8m。凿岩硐室1的长度为42m,宽度为15m,高度为4m。
下盘运输巷道2、底部拉底巷道6以及装运巷道3位于矿房整体底部,且下盘运输巷道2与底部拉底巷道6通过多个装运巷道3连通,出矿时,多个装运巷道3可以加速井下施工和出矿的效率。
在凿岩硐室1向下钻进多个垂直平行深孔9,在矿房底部设置向上钻进的扇形炮孔10,在本发明的该实施例中,在矿房上部的凿岩硐室1中,采用QZL120高风压钻机向下打垂直平行深孔9,垂直平行深孔9的孔网规格为3m×3m,在矿房底部向上打扇形炮孔10进行落矿,采用DRWJD-1型电动式铲运机在装运巷道3中进行出矿;垂直平行深孔9与扇形炮孔10结合,可以在落矿时,降低对矿岩接触面的规整性要求、且在落矿时对矿石损失贫化较小,解决了现有技术中的传统工艺对矿体的规整性要求高、对矿体形状变化适应性不够的技术问题。根据上面的描述和实践可知,本发明所述的垂直深孔球状药包落矿方法中,掘进的矿房中,通过多个巷道将运输巷道和拉底巷道连通,将进路平巷与凿岩硐室连通,可以根据回采的进度需要在不同的位置进行出矿,铲运机在装运巷道中铲装,然后转运至溜井,并且通过锚杆桁架支护加固凿岩硐室的顶板,可以有效地提高凿岩硐室的施工安全;在开采前通过微震监测、超声波、钻孔摄像确定矿体内破裂发生的位置,而后埋设多点位移计和测斜仪,获得矿体内部节理裂隙的分布规律与延伸范围,这样可以有效地避免在矿体存在相互交错的节理或穿插有破碎带的情况下开采时造成深孔堵塞的情况,开采时避开节理或穿插有破碎带;出矿时采用上部平行深孔与下部扇形深孔相结合的布孔方式,对矿体进行选择式精确分段布孔落矿,从而避开了破碎节理裂隙区域,降低了垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法对矿体规整性的要求,大大扩大了垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法的应用范围。综上所述,本发明所述的垂直深孔球状药包落矿方法,保留了传统落矿方法回采强度大、生产能力大、开采效率高等优点的同时,在开采前通过勘探和监测确定矿体内部断裂发生的位置、以及分布的规律和延伸范围,以提高开采时的安全和效率;在落矿时采用上部平行深孔与下部扇形深孔相结合的布孔方式,对矿岩接触面的规整要求更低,矿石损失贫化较小,解决了现有技术中的传统工艺对矿体的规整性要求高、对矿体形状变化适应性不够的技术问题,减少了回采的成本、缩短了开采的周期、提高了生产效率。由于炮孔长度有所缩短,对凿岩技术要求有所下降,不需要结合其他技术措施,就可以很好地控制钻孔的偏斜,也可以更有效的崩落矿块,降低落矿的大块产出率,避免了二次破碎工作量大的缺点,同时也避免了深孔落矿时对底部结构造成的破坏,可以大大节约落矿成本。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明所述的一种垂直深孔球状药包落矿方法。但是,本领域技术人员应当理解,对于上述本发明所提出的一种垂直深孔球状药包落矿方法,还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此,本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (1)

1.一种垂直深孔球状药包落矿方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
S1、掘进下盘运输巷道、装运巷道、进路平巷、进路横巷以及矿房,其中,
该矿房包括上部的凿岩硐室和下部的拉底巷道,所述下盘运输巷道、装运巷道位于所述凿岩硐室的下方,且所述下盘运输巷道与所述拉底巷道通过所述装运巷道连通,所述进路平巷通过所述进路横巷与所述凿岩硐室连通,通过锚杆桁架支护对所述凿岩硐室的顶板进行加固;
S2、先对矿体进行微震监测,再通过超声波、钻孔摄像确定矿体内破裂发生的位置,而后埋设多点位移计和测斜仪,以获得矿体内部节理裂隙的分布规律与延伸范围,所述凿岩硐室和所述拉底巷道之间的区域为待采区,监测所述待采区的待崩落矿体内部节理、裂隙发育数量以及空间位置分布,以确定所述待采区内的裂隙破碎区域;
S3、在所述待采区内的所述拉底巷道向上打竖直炮孔进行拉底;
S4、拉底完成后,在所述凿岩硐室向下钻进多个彼此平行的垂直深孔,在所述矿房底部向上钻进多个扇形炮孔,所述垂直深孔和所述扇形炮孔避开所述裂隙破碎区域,避开所述裂隙破碎区域在所述拉底巷道进行凿岩、装药、爆破,而后采用平底结构实施出矿作业;
S5、当所述待采区的出矿完成后,然后回到所述步骤S1,向下一待采区掘进,以此循环,直至全部待采区中的矿体自上而下全部采出。
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