CN110043263A - 基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法 - Google Patents
基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，包括：在工业试验采场沿分段矿体走向布置回采单元；试验采场矿体划分为阶段；沿回采单元下盘布置采准工程；在上一分段凿岩平巷内立即对首采分段进行分区预控顶作业；在回采单元的一侧并靠近间柱处布置切割工程；在首采分段凿岩平巷内沿矿体走向钻凿岩垂直上向扇形中深孔，对该分段进行中深孔崩矿强化开采；采用无轨运输设备经过分段运输平巷和出矿进路将首采分段崩落的矿石转至采场溜井；对首采分段形成的采空区进行全尾砂胶结充填；按照首采分段采充循环过程，依次上向顺序回采各个分段，完成回采单元安全强化开采。该深孔强化开采方法解决了现有采场支护作业与后续回采工艺相互干扰，各回采工序无法有效衔接，采矿安全性和出矿效率低等开采难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法。
背景技术
金属矿床开采，尤其是缓倾斜破碎贵重金属矿床的安全高效开采一直是矿山开采领域的技术难题。参阅国内外相关资料，目前这类型矿床的开采主要存在以下方向的问题：
（1）工人劳动强度大，安全性低
由于矿体破碎，受限于开采作业的有限地下空间，大型机械设备无法进入采场进行作业，关键作业工序对于工人的体力依赖程度非常高。在破碎矿体中进行回采作业，工人的安全性无法得到有效保障，劳动强度大，采场工效低。
（2）资源损失贫化率大
缓倾斜破碎矿体开采，难以实现阶段出矿，在回采过程中，一方面出矿难度大，在采场会残留大量矿石无法转运至采场溜井，另一方面由于矿体破碎，采场即使采用低效率的浅孔崩矿技术，仍然有大量的围岩废石混入采场，造成采场资源品位的降低。
（3）工序相互干扰，开采效率低
大型机械设备无法进入采场进行高效钻孔，锚固，矿石运搬作业，而且目前的采矿工艺回采单元回采时各个工艺过程搭接效率低，前一个工序与后一个工序无法有效的衔接，采场内经常出现窝工的情况，间接导致回采单元的开采效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，该深孔强化开采方法解决了现有采场支护作业与后续回采工艺相互干扰，各回采工序无法有效衔接，采矿安全性和出矿效率低等开采难题。
本发明的技术方案在于：一种基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，包括以下步骤:
（1）在工业试验采场沿分段矿体走向布置回采单元，回采单元之间留设间柱，两个回采单元之间共用一个间柱；
（2）试验采场矿体划分为阶段，同时沿高度方向将回采单元自下而上划分为：首采分段、第2分段、第3分段……第x分段，各个分段独立，回采方向为上向回采；
（3）沿回采单元下盘布置采准工程；采准工程包括分段凿岩平巷、分段运输平巷、出矿进路、充填平巷、联络道、辅助斜坡道及采场溜井；
（4）采准工程完成后，在第2分段凿岩平巷内立即对首采分段进行分区预控顶作业；
（5）在回采单元的一侧并靠近间柱处布置切割天井，回采单元沿高度方向梯段布置，每个分段各布置一个垂直的切割天井；
（6）在首采分段凿岩平巷内沿矿体走向钻凿岩垂直上向扇形中深孔，对该分段进行中深孔崩矿强化开采；
（7）首采分段崩矿结束，采场通风良好，空气中粉尘达到安全标准后，采用无轨运输设备经过分段运输平巷和出矿进路将首采分段崩落的矿石转至采场溜井；
（8）分段出矿完毕，沿第3分段运输平巷，出矿进路和充填平巷架设充填管路，对首采分段形成的采空区进行全尾砂胶结充填，完成首采分段采充循环过程；
（9）按照首采分段采充循环过程，依次上向顺序回采各个分段，完成回采单元安全强化开采。
进一步地，所述分段矿体划分尽量为似菱形以利于后续出矿。
进一步地，各分段凿岩平巷布置在下盘围岩和矿体的交界面处；按分段开采过程中形成的围岩移动带，将其余采准工程布置在矿体的下盘围岩移动带外，与破碎矿体保持安全距离。
进一步地，所述步骤（4）中，在分段凿岩平巷内施工长锚索锚固孔，锚固孔呈扇形分布，并穿透上盘稳定岩层，使锚固端位于上盘岩层；预控顶支护区域为似菱形分段的上半部分。
进一步地，对于部分极端破碎矿段，需要在长锚索锚固完成后进行局部注浆，实现分区安全预控顶。
进一步地，所述步骤（6）中，垂直上向扇形中深孔与之前分区预控顶工序中的扇形锚固孔交错布置。
进一步地，所述无轨运输设备为铲运机。
进一步地，分段采空区充填时，是通过与该分段间隔两个分段的分段运输平巷，出矿进路和充填平巷架设充填管路，对该分段形成的采空区进行全尾砂胶结充填。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：该发明基于分区预控顶技术，综合运用中深孔崩矿强化开采方法，解决了现有采场支护作业与后续回采工艺相互干扰，各回采工序无法有效衔接，采矿安全性和出矿效率低等开采难题，实现缓倾斜破碎矿体安全强化高效开采。
附图说明
图1为本发明的开采第2分段的结构示意图（图4的A-A剖视图）
图2为本发明的图1的B-B剖视图；
图3为本发明的图1的C-C剖视图；
图4为本发明的图1的C-C剖视图（第2分段落矿过程）；
图5为本发明的图1的C-C剖视图（第2分段出矿过程）；
图6为本发明的图1的C-C剖视图（第2分段充填过程）；
图7为本发明的采矿方法工艺流程图；
图中：1-溜井 2-沿脉运输巷道 3-凿岩平巷 4-联络道 5-脉外运输巷道 6-全尾砂胶结充填体 7-扇形中深孔 8-分区锚固体 9-矿石堆 10-切割天井 11-首采分段 12-第2分段 13-第3分段 14-分段矿体 15-充填管路 16-锚固孔 17-切割平巷 18-充填管架 19-充填平巷 20-间柱 21-出矿进路。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
以福建某矿为贵金属共生矿床为例，矿体上盘、下盘围岩中等稳固，勘查钻探得到RQD值为65%；矿体破碎，部分矿段极度破碎，RQD平均值为40%。矿体平均倾角27~35度，厚度6~10m。
参考图1至图7
（1）在工业试验采场沿矿体走向布置回采单元，回采单元长度60m，回采单元之间留设间柱20，间柱宽度为6~8m，两个回采单元之间共用一个间柱。
（2）试验采场回采单元阶段高度50m，沿高度方向将回采单元自下而上划分为：首采分段11、第2分段12、第3分段13、第4分段，第5分段，分段高度8~10m，分段矿体14划分尽量为似菱形以利于后续出矿；各个分段独立，回采方向为上向回采，即底部分段矿块强化开采完毕后，再上向开采上一分段。
（3）沿回采单元下盘布置采准工程。采准工程包括分段凿岩平巷3、分段运输平巷（沿脉运输巷道2）、出矿进路21、充填平巷19、联络道4、辅助斜坡道及采场溜井1；各分段凿岩平巷布置在下盘围岩和矿体的交界面处；按分段开采过程中形成的围岩移动带，将其余采准工程布置在矿体的下盘围岩移动带外，与破碎矿体保持安全距离。
（4）采准工程完成后，在第2分段凿岩平巷内立即对首采分段进行分区预控顶作业。在第2分段凿岩平巷内施工长锚索锚固孔16，锚固孔呈扇形分布，并穿透上盘稳定岩层，使锚固端位于上盘岩层；预控顶支护区域为似菱形分段的上半部分。扇形锚固孔每排2~3个，排间距5m。
（5）在回采单元的一侧并靠近间柱处布置切割工程，切割工程主要是切割天井10，作用在于为后续中深孔强化崩矿创造自由补偿空间。回采单元沿高度方向梯段布置每个分段各布置一个垂直的切割天井。
（6）在首采分段凿岩平巷内沿矿体走向钻凿岩垂直上向扇形中深孔7，中深孔长度4~15m，孔径65mm，孔底距2.2~2.5m，孔排距1.3~1.5m。对该分段进行中深孔崩矿强化开采；垂直上向扇形中深孔与之前分区预控顶工序中的扇形锚固孔交错布置。
（7）首采分段崩矿结束，采场通风良好，空气中粉尘达到安全标准后，采用无轨运输设备经过分段运输平巷和出矿进路将首采分段崩落的矿石转至采场溜井。
（8）分段出矿完毕，沿第3分段运输平巷、出矿进路和充填平巷19内通过充填管架18架设充填管路15，对首采分段形成的采空区进行全尾砂胶结充填，形成全尾砂胶结充填体6，完成首采分段采充循环过程。
（9）按照首采分段采充循环过程，依次上向顺序回采各个分段，完成回采单元安全强化开采。
本实施例中，对于部分极端破碎矿段，需要在长锚索锚固完成后进行局部注浆，实现分区安全预控顶。
本实施例中，所述无轨运输设备为铲运机。
本实施例中，分段采空区充填时，是通过与该分段间隔两个分段的分段运输平巷，出矿进路和充填平巷架设充填管路，对该分段形成的采空区进行全尾砂胶结充填。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，其特征在于，包括以下步骤:
（1）在工业试验采场沿矿体走向布置回采单元，回采单元之间留设间柱，两个回采单元之间共用一个间柱；
（2）试验采场矿体划分为阶段，同时沿高度方向将回采单元自下而上划分为：首采分段、第2分段、第3分段……第x分段，各个分段独立，回采方向为上向回采；
（3）沿回采单元下盘布置采准工程；采准工程包括分段凿岩平巷、分段运输平巷、出矿进路、充填平巷、联络道、辅助斜坡道及采场溜井；
（4）采准工程完成后，在第2分段凿岩平巷内立即对首采分段进行分区预控顶作业；
（5）在回采单元的一侧并靠近间柱处布置切割天井，回采单元沿高度方向梯段布置，每个分段各布置一个垂直的切割天井；
（6）在首采分段凿岩平巷内沿矿体走向钻凿岩垂直上向扇形中深孔，对该分段进行中深孔崩矿强化开采；
（7）首采分段崩矿结束，采场通风良好，空气中粉尘达到安全标准后，采用无轨运输设备经过分段运输平巷和出矿进路将首采分段崩落的矿石转至采场溜井；
（8）分段出矿完毕，沿第3分段运输平巷，出矿进路和充填平巷架设充填管路，对首采分段形成的采空区进行全尾砂胶结充填，完成首采分段采充循环过程；
（9）按照首采分段采充循环过程，依次上向顺序回采各个分段，完成回采单元安全强化开采。
2.根据权利要求1所述的基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，其特征在于，所述分段矿体划分尽量为似菱形以利于后续出矿。
3.根据权利要求1或2所述的基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，其特征在于，各分段凿岩平巷布置在下盘围岩和矿体的交界面处；按分段开采过程中形成的围岩移动带，将其余采准工程布置在矿体的下盘围岩移动带外，与破碎矿体保持安全距离。
4.根据权利要求1或2所述的基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，其特征在于，所述步骤（4）中，在分段凿岩平巷内施工长锚索锚固孔，锚固孔呈扇形分布，并穿透上盘稳定岩层，使锚固端位于上盘岩层；预控顶支护区域为似菱形分段的上半部分。
5.根据权利要求4所述的基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，其特征在于，对于部分极端破碎矿段，需要在长锚索锚固完成后进行局部注浆，实现分区安全预控顶。
6.根据权利要求4所述的基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，其特征在于，所述步骤（6）中，垂直上向扇形中深孔与之前分区预控顶工序中的扇形锚固孔交错布置。
7.根据权利要求1、2、5或6所述的基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，其特征在于，所述无轨运输设备为铲运机。
8.根据权利要求1、2、5或6所述的基于分区预控顶的缓倾斜破碎矿床中深孔强化开采方法，其特征在于，分段采空区充填时，是通过与该分段间隔两个分段的分段运输平巷，出矿进路和充填平巷架设充填管路，对该分段形成的采空区进行全尾砂胶结充填。
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