CN111878082A - 一种含单一低分段民采空区矿房开采方法 - Google Patents

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张国胜
陈彦亭
卢宏建
常龙新
杜英男
杨楠
禹朝群
胡亚军
王磊
宋爱东
李仁会
李金龙
李强
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
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Abstract

本发明涉及一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，属于采矿技术领域。本发明的技术方案是：民采空区上部矿体设计采用平底结构浅孔留矿法，下部矿体采用中深孔采矿法，最后进行嗣后全尾砂胶结充填。本发明的有益效果是：组合灵活、安全高效，并能保证提高残矿回收率和回采过程安全性。

Description

一种含单一低分段民采空区矿房开采方法
技术领域
本发明涉及一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，属于采矿技术领域。
背景技术
随着矿场掘进工程的不断推进，大量的民采空区严重打乱了正常采矿顺序，同时带来了较大安全隐患。由于分段空场法采矿的特殊性，无法将采空区上下部的矿石回收干净。因此，采用何种安全可靠、经济合理的采矿方案来回收民采空区上下部矿石并对采空区进行充填治理是目前急需解决的问题。
在含民采空区矿房的开采方法的选择上，通常回采方法的选择有：中深孔爆破落矿法，大多解决留矿空区下盘矿石回收困难的问题；崩充联合法，虽然能实现残留矿柱的安全回采，但需要前期做大量的准备工作，方法设计较为复杂；先充后采法，会增加前期开采成本和回采矿石贫化率。在开采方法的选择上基本有崩落法和空场法两大类。
在含民采空区矿房的开采过程中，选用哪种采矿方法，很大程度上决定了采场的安全性以及矿石回采率的高低，所以在含民采空区矿房的开采过程中，如何合理进行残矿回收与空区治理，成为需要考虑的主要因素。
发明内容
本发明目的是提供一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，民采空区上部矿体设计采用平底结构浅孔留矿法，下部矿体采用中深孔采矿法，最后进行嗣后全尾砂胶结充填，组合灵活、安全高效，并能保证提高残矿回收率和回采过程安全性，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，分为两部分开采，民采空区上部矿体设计采用平底结构浅孔留矿法，下部矿体采用中深孔采矿法，最后进行嗣后全尾砂胶结充填，包含以下步骤：
（1）采准：对民采空区上部矿体，采用沿矿体走向布置矿房，将矿房南北两条人行通风天井布置在矿体下盘边界线外，天井底部在分段底部水平，并在空区上部矿体水平设置分层联络道与采空区贯通，上部与上一分段底部水平原有矿房脉外巷贯通，形成上下通路；
（2）切割：对民采空区下部分段矿体划分矿房，布置矿房的切割井和切割槽，沿矿体下盘边界布置拉底巷及底部堑沟“V”型槽，在矿体下盘边界外布置脉外运输巷，在矿房回采范围内均匀布置倾斜状出矿进路；
（3）回采：对分段内民采空区上部矿体采用不出矿模式下的平底结构浅孔留矿法，打竖向炮孔，梯段式回采；对下部矿体采用中深孔采矿法，采用垂直扇形炮孔落矿；上下部所采矿石在矿体底部集中出矿，最后进行嗣后全尾砂胶结充填。
所述矿体走向近南北，向西倾斜，平均倾角60°，属急倾斜矿体，采高51m，水平厚度平均为12m，划分矿房走向长度43m，分段高度为15m，巷道规格为4m×3.8m。
所述单一低分段民采空区平均采高5.5m，宽度12.0m，走向长度151.6m，在中间部位留有1.5m间柱。
所述步骤（2）中，中深孔采矿矿房的切割井、切割槽及底部堑沟“V”型槽全部由中深孔爆破完成，切割天井平均高度为11m，通常布置在矿体上盘，设计规格为2m×2m。
所述步骤（2）中，切割天井一次成井孔网参数上作出了调整优化，将原有炮孔参数4个直径102mm空孔和19个直径76mm的装药孔调整为4个直径102mm空孔和18个直径64mm的装药孔，将孔网参数由首爆装药孔与初始补偿空间的距离350mm变为200mm，增大初始补偿系数至0.75，周边孔抵抗线由350mm变更为400～800mm，切割天井规格由2m×2m设定为1.8m～2m×2m，一次爆破成井后切割井规格约为2.4m×2.4m。
所述步骤（2）中，在布置切割槽时，孔网参数选取1.2m孔距×1.5m排距；为确保补偿空间充足，满足矿岩碎涨条件，靠近切割井的第一排拉槽孔排距选为1.3m，补偿系数即松散系数可达到1.85＞1.5。
所述步骤（2）中，辟漏由两排扇形中深孔分布在切割井两侧组成，因切割井规格为1.8～2m×2m，辟漏排距选为1.5m，为保证良好的辟漏效果，在合理的抵抗线范围内选取辟漏孔孔底距1.6m，爆破时，每两个孔为一组同段位同侧分段半秒延期塑料导爆管雷管依次起爆。
本发明的有益效果是：民采空区上部矿体设计采用平底结构浅孔留矿法，下部矿体采用中深孔采矿法，最后进行嗣后全尾砂胶结充填，组合灵活、安全高效，并能保证提高残矿回收率和回采过程安全性。
附图说明
图1是本发明采矿方法的上部矿体主视图Ⅰ-Ⅰ；
图2是图1的Ⅱ-Ⅱ剖面图；
图3是本发明采矿方法的上下部矿体主视图Ⅰ-Ⅰ；
图4是图3的Ⅱ-Ⅱ剖面图；
图5是图3的Ⅲ-Ⅲ剖面图；
图6是改进前的76mm×102mm孔径切割井设计图；
图7是改进后的64mm×102mm孔径切割井设计图；
图中：穿脉大巷1，运输石门2，人行通风天井3，分层联络巷4，顶柱5，空区6，间柱7，矿石8，切割天井9，垂直扇形炮孔10，切割平巷11，拉底巷道12，出矿进路13，脉外运输巷14。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。
一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，分为两部分开采，民采空区上部矿体设计采用平底结构浅孔留矿法，下部矿体采用中深孔采矿法，最后进行嗣后全尾砂胶结充填，包含以下步骤：
（1）采准：对民采空区上部矿体，采用沿矿体走向布置矿房，将矿房南北两条人行通风天井布置在矿体下盘边界线外，天井底部在分段底部水平，并在空区上部矿体水平设置分层联络道与采空区贯通，上部与上一分段底部水平原有矿房脉外巷贯通，形成上下通路；
（2）切割：对民采空区下部分段矿体划分矿房，布置矿房的切割井和切割槽，沿矿体下盘边界布置拉底巷及底部堑沟“V”型槽，在矿体下盘边界外布置脉外运输巷，在矿房回采范围内均匀布置倾斜状出矿进路；
（3）回采：对分段内民采空区上部矿体采用不出矿模式下的平底结构浅孔留矿法，打竖向炮孔，梯段式回采；对下部矿体采用中深孔采矿法，采用垂直扇形炮孔落矿；上下部所采矿石在矿体底部集中出矿，最后进行嗣后全尾砂胶结充填。
所述矿体走向近南北，向西倾斜，平均倾角60°，属急倾斜矿体，采高51m，水平厚度平均为12m，划分矿房走向长度43m，分段高度为15m，巷道规格为4m×3.8m。
所述单一低分段民采空区平均采高5.5m，宽度12.0m，走向长度151.6m，在中间部位留有1.5m间柱。
所述步骤（2）中，中深孔采矿矿房的切割井、切割槽及底部堑沟“V”型槽全部由中深孔爆破完成，切割天井平均高度为11m，通常布置在矿体上盘，设计规格为2m×2m。
所述步骤（2）中，切割天井一次成井孔网参数上作出了调整优化，将原有炮孔参数4个直径102mm空孔和19个直径76mm的装药孔调整为4个直径102mm空孔和18个直径64mm的装药孔，将孔网参数由首爆装药孔与初始补偿空间的距离350mm变为200mm，增大初始补偿系数至0.75，周边孔抵抗线由350mm变更为400～800mm，切割天井规格由2m×2m设定为1.8m～2m×2m，一次爆破成井后切割井规格约为2.4m×2.4m。
所述步骤（2）中，在布置切割槽时，孔网参数选取1.2m孔距×1.5m排距；为确保补偿空间充足，满足矿岩碎涨条件，靠近切割井的第一排拉槽孔排距选为1.3m，补偿系数即松散系数可达到1.85＞1.5。
所述步骤（2）中，辟漏由两排扇形中深孔分布在切割井两侧组成，因切割井规格为1.8～2m×2m，辟漏排距选为1.5m，为保证良好的辟漏效果，在合理的抵抗线范围内选取辟漏孔孔底距1.6m，爆破时，每两个孔为一组同段位同侧分段半秒延期塑料导爆管雷管依次起爆。
实施例：
本实施例公开的含单一低分段民采空区矿房开采方法，分为两部分开采，民采空区上部矿体设计采用平底结构浅孔留矿法，下部矿体采用中深孔采矿法，最后进行嗣后全尾砂胶结充填，按下述步骤进行：
（1）采准：如图1和图2，对含有民采空区的矿房将其南北两条人行通风天井3布置在矿体下盘边界线外4m位置，天井底部在分段底部水平，并在空区上部矿体水平设置分层联络道4与采空区贯通，上部与上一分段水平原有矿房脉外巷贯通，形成上下通路。
（2）切割：该矿房采用沿矿体走向布置，划分的矿房走向长度43m，民采空区下部矿体分两个分段水平回采，布置矿房切割天井9、切割平巷11及沿矿体下盘底部堑沟“V”型槽，沿矿体下盘边界布置拉底巷道12，在拉底巷东侧布置脉外运输巷14，两条巷道间距11.0m，在矿房回采范围内均匀布置三条倾斜状出矿进路13，进路与脉外巷夹角为55°。中深孔采矿矿房的切割天井、切割槽及底部堑沟“V”型槽全部由中深孔爆破完成。本次设计切割、劈漏工程设计如图3、图4和图5。
（3）回采：对分段内民采空区上部矿体采用不出料模式下的平底结构浅孔留矿法，打竖向炮孔，梯段式回采；对下部矿体采用中深孔采矿法，打垂直扇形炮孔10落矿；打炮孔时需在矿体上盘预留1m的保护层，分段间要预留炮孔隔离层。最终上下分段内的矿石经底部拉底巷道12内形成堑沟“V”型槽、出矿进路13和脉外运输巷道14出矿。
采用1254采矿台车，进行中深孔凿岩切割井，切割井一次爆破成井。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的显著效果在于：
1）民采空区上部矿体使用平底结构浅孔留矿法,下部矿体使用中深孔采矿法，最后进行嗣后全尾砂胶结充填，提高了综合回收率,减少了矿石损失率。同时，在民采空区上部矿体采矿设计过程中不考虑矿房底部出矿结构问题，对采场的采准、切割、回采以及在矿石运输诸方面都带来很大的优越性。
2）将矿房南北两条人行通风天井布置在矿体下盘边界线外围岩内，并设置分层联络道与采空区贯通，避免了落矿爆堆形成后，自然安息角范围内的矿石将天井下口堵住的问题，使天井在回采过程中保持行人通风作用。
3）中深孔采矿矿房的切割井、切割槽及底部堑沟“V”型槽全部由中深孔爆破完成，简化了切割工程，提高了开采周期内矿石的产出量。
4）采用1254采矿台车，进行中深孔凿岩切割井，切割井一次爆破成井，大大提高了劳动效率，降低了人员劳动强度，提高了安全系数。
5）将采矿台车钻头直径由76mm改为64mm，降低设备故障率，提高凿岩效率；在一次成井孔网参数上作出了调整优化，以此设计钻凿的切割井一次成井率达到了74%，在一定程度上解决了制约生产的技术问题。

Claims (7)

1.一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，其特征在于：分为两部分开采，民采空区上部矿体采用平底结构浅孔留矿法，下部矿体采用中深孔采矿法，最后进行嗣后全尾砂胶结充填，包含以下步骤：
（1）采准：对民采空区上部矿体，采用沿矿体走向布置矿房，将矿房南北两条人行通风天井布置在矿体下盘边界线外，天井底部在分段底部水平，并在空区上部矿体水平设置分层联络道与采空区贯通，上部与上一分段底部水平原有矿房脉外巷贯通，形成上下通路；
（2）切割：对民采空区下部分段矿体划分矿房，布置矿房的切割井和切割槽，沿矿体下盘边界布置拉底巷及底部堑沟V型槽，在矿体下盘边界外布置脉外运输巷，在矿房回采范围内均匀布置倾斜状出矿进路；
（3）回采：对分段内民采空区上部矿体采用不出矿模式下的平底结构浅孔留矿法，打竖向炮孔，梯段式回采；对下部矿体采用中深孔采矿法，采用垂直扇形炮孔落矿；上下部所采矿石在矿体底部集中出矿，最后进行嗣后全尾砂胶结充填。
2.根据权利要求1所述的一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，其特征在于：所述矿体走向近南北，向西倾斜，平均倾角60°，属急倾斜矿体，采高51m，水平厚度平均为12m，划分矿房走向长度43m，分段高度为15m，巷道规格为4m×3.8m。
3.根据权利要求1所述的一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，其特征在于：所述单一低分段民采空区平均采高5.5m，宽度12.0m，走向长度151.6m，在中间部位留有1.5m间柱。
4.根据权利要求1所述的一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，其特征在于：所述步骤（2）中，中深孔采矿矿房的切割井、切割槽及底部堑沟V型槽全部由中深孔爆破完成，切割天井平均高度为11m，通常布置在矿体上盘，设计规格为2m×2m。
5.根据权利要求1所述的一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，其特征在于：所述步骤（2）中，切割天井一次成井孔网参数上作出了调整优化，将原有炮孔参数4个直径102mm空孔和19个直径76mm的装药孔调整为4个直径102mm空孔和18个直径64mm的装药孔，将孔网参数由首爆装药孔与初始补偿空间的距离350mm变为200mm，增大初始补偿系数至0.75，周边孔抵抗线由350mm变更为400～800mm，切割天井规格由2m×2m设定为1.8m～2m×2m，一次爆破成井后切割井规格约为2.4m×2.4m。
6.根据权利要求1所述的一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，其特征在于：所述步骤（2）中，在布置切割槽时，孔网参数选取1.2m孔距×1.5m排距；为确保补偿空间充足，满足矿岩碎涨条件，靠近切割井的第一排拉槽孔排距选为1.3m，补偿系数即松散系数可达到1.85＞1.5。
7.根据权利要求1所述的一种含单一低分段民采空区矿房开采方法，其特征在于：所述步骤（2）中，辟漏由两排扇形中深孔分布在切割井两侧组成，因切割井规格为1.8～2m×2m，辟漏排距选为1.5m，为保证良好的辟漏效果，在合理的抵抗线范围内选取辟漏孔孔底距1.6m，爆破时，每两个孔为一组同段位同侧分段半秒延期塑料导爆管雷管依次起爆。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113047835A (zh) * 2021-02-24 2021-06-29 中南大学 集空、崩、充一体的深井厚大矿体采矿方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103527200A (zh) * 2013-10-25 2014-01-22 河北省矾山磷矿有限公司 无底柱分段菱形矿房嗣后充填采矿法
CN106677780A (zh) * 2017-02-21 2017-05-17 中冶北方（大连）工程技术有限公司 一种上下向阶段凿岩分段切底出矿嗣后充填采矿法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103527200A (zh) * 2013-10-25 2014-01-22 河北省矾山磷矿有限公司 无底柱分段菱形矿房嗣后充填采矿法
CN106677780A (zh) * 2017-02-21 2017-05-17 中冶北方（大连）工程技术有限公司 一种上下向阶段凿岩分段切底出矿嗣后充填采矿法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杜英男: "石人沟铁矿民采空区残矿回收与空区充填技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113047835A (zh) * 2021-02-24 2021-06-29 中南大学 集空、崩、充一体的深井厚大矿体采矿方法
CN113047835B (zh) * 2021-02-24 2022-04-15 中南大学 集空、崩、充一体的深井厚大矿体采矿方法

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