CN114087016B - 一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法 - Google Patents

一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114087016B
CN114087016B CN202111463442.6A CN202111463442A CN114087016B CN 114087016 B CN114087016 B CN 114087016B CN 202111463442 A CN202111463442 A CN 202111463442A CN 114087016 B CN114087016 B CN 114087016B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stope
caving
filling
supporting
anchor rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111463442.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114087016A (zh
Inventor
谭青
曾云川
樊海云
谭玉叶
熊朝晖
宋卫东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wisco Resources Group Jinshandian Mining Co ltd
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
Wisco Resources Group Jinshandian Mining Co ltd
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wisco Resources Group Jinshandian Mining Co ltd, University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical Wisco Resources Group Jinshandian Mining Co ltd
Priority to CN202111463442.6A priority Critical patent/CN114087016B/zh
Publication of CN114087016A publication Critical patent/CN114087016A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114087016B publication Critical patent/CN114087016B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/003—Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
    • E21D20/028—Devices or accesories for injecting a grouting liquid in a bore-hole

Abstract

本发明涉及一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，适用于金属矿山崩落转充填法中隔离顶柱的预控支护，以崩落法中最后一个水平作为隔离顶柱维持采场稳定，回采进路位置会出现两种情况：一是回采进路正好处于充填采场顶部中间位置，二是回采进路处于充填采场顶部边缘位置；针对情况一，在回采进路的巷道顶部打入长锚杆护顶，对巷道进行刷帮，而后打入长、短锚杆与挂网配合支护，最后注浆加固；针对情况二，在回采进路的另一侧开掘一条相同断面尺寸的进路，而后打入长、短锚杆与挂网与配合支护，最后注浆加固。本发明通过合理的支护设计和布置，能够完全满足崩落转充填开采隔离顶柱预控支护要求，为采场提供安全的作业条件。

Description

一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法
技术领域
本发明涉及矿山开采技术领域，特别涉及一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法。
背景技术
金属矿山过去多以崩落法开采为主，由于崩落法回采率低、贫化率高，尾矿处置难、环境破坏等问题，近年来越来越多的大型金属矿山正逐步向充填采矿法转变，充填法开采将是铁矿山发展的必然趋势。崩落法转充填法中的隔离顶柱是维持采场及地表安全的关键，对维持矿山生产稳定和生产工序衔接具有重要意义。
隔离顶柱上部是废石下部充填采场，当充填采场上部隔离顶柱较为破碎，在进行顶柱下部矿石的回采时，空区难以形成，作业条件差；受爆破扰动易发生大规模冒落，并混入矿石中造成的高贫化率。因此，需要对隔离顶柱进行加强支护，以提高顶板的整体性，确保下部充填采场安全高效的作业。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的至少一种技术问题，提供一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，通过合理的支护设计和布置，能够完全满足崩落转充填开采隔离顶柱预控支护要求，为采场提供安全的作业条件。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，包括以下步骤：
S1、以崩落法中最后一个水平作为隔离顶柱维持采场稳定，回采进路位置会出现两种情况：一是回采进路正好处于充填采场顶部中间位置，二是回采进路处于充填采场顶部边缘位置；
S2、针对情况一，回采进路在充填采场中部时，在回采进路的巷道顶部打入长锚杆护顶，对巷道进行刷帮，而后打入长锚杆和短锚杆与挂网配合支护，最后注浆加固；针对情况二，回采进路在充填采场侧边时，在回采进路的另一侧开掘一条相同断面尺寸的进路，而后打入长锚杆和短锚杆与挂网与配合支护，最后注浆加固。
进一步地，以崩落法最后一个水平14m作为间柱，回采进路尺寸3.6m×3.4m位于充填采场顶部中间位置及边缘位置。
进一步地，所述回采进路位于充填采场顶部中间时，在回采进路的巷道顶部打入5m长锚杆护顶，对巷道进行刷帮，而后打入长锚杆和2.5m短锚杆与挂网配合支护，最后注浆加固。
进一步地，所述回采进路在充填采场侧边时，在回采进路的另一侧采用光面爆破开掘一条相同断面尺寸的进路，而后打入5m长锚杆和2.5m短锚杆与挂网配合支护，最后注浆加固。
进一步地，所述长、短锚杆采用菱形布置，长锚杆网度不小于2×2m2；短锚杆采用管缝式锚杆，网度不小于1×1m2；挂网采用6.5mm钢筋，网度不低于0.25×0.25m2。
进一步地，所述挂网及长、短锚杆布置完毕后，进行喷射混凝土加固，混凝土的喷射厚度为50～100mm。
进一步地，所述回采进路在采场侧边时，采用光面爆破开掘另一条进路后，两侧两条进路的锚杆布置采用交错布置的方式。
本发明的有益效果是：本发明通过合理的设计支护方案，使得隔离顶柱较破碎区域得到了有效加固，从而使这类金属矿在使用分段空场嗣后充填采矿法进行下部矿石的回采时，能够具有高回收率和低贫化率；本发明采用长短锚杆与挂网配合支护的方式，在整体上相邻采场之间通过喷浆、锚杆、注浆的结合可以加强顶柱的整体性；本发明施工方式简单，而且能够提供足够的支护，使得巷道尺寸可以扩大，便于大型设备的进出，有效提高了开采效率。
附图说明
图1是本发明试验采场沿矿体走向布置示意图；
图2是本发明支护方式的结构示意图；
图3是本发明中部巷道的结构示意图；
图4是本发明旁侧巷道的结构示意图；
图5是本发明锚杆分布的结构示意图；
图6是本发明一种实施方式锚杆布置方式的结构示意图；
图7是本发明试验采场未支护时回采期间隔离顶柱冒落示意图；
图中：
1、巷道，2、长锚杆，3、短锚杆，4、挂网。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图2～图4所示，本发明一种实施方式设计的一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，包括以下步骤：
S1、以崩落法中最后一个水平14m作为隔离顶柱维持采场稳定(见图1)，回采进路(宽3.6m×高3.4m)位置会出现两种情况：一是回采进路正好处于充填采场顶部中间位置，二是回采进路处于充填采场顶部边缘位置。
S2、针对情况一，回采进路在充填采场中部时，在回采进路的巷道1顶部打入长锚杆2护顶，对巷道1进行刷帮，扩大至6m宽的巷道1，而后打入长锚杆2和短锚杆3与挂网4配合支护，最后注浆加固；针对情况二，回采进路在充填采场侧边时，在回采进路的另一侧开掘一条相同断面尺寸的进路，而后打入长锚杆2和短锚杆3与挂网4与配合支护，最后注浆加固(见图2)。
优选的，所述长锚杆2的长度为5m，网度不低于2×2m2；所述短锚杆3采用管缝式锚杆，长度为2.5m，网度不低于1×1m2。
如图5所示，为了提高强度，优选的，所述长、短锚杆采用菱形布置。
而本发明的巷道1的掘进，优选采用光面爆破的方式。这样的爆破方式能够减少爆破影响，不但能获得较为完整的巷道1，而且还能避免顶板受冲击而破裂、损坏。
目前，崩落转充填法开采的矿山，当其充填采场矿房宽度小于20m，且岩石坚固性系数大于4时，过渡层厚度大于10m即可满足安全条件。对于矿岩性质较好或采场结构参数较小的矿山，可适当减小隔离层厚度。崩落转充填法过渡层厚度大于10m即可满足安全条件。然而，对于局部不稳固矿岩环境，岩石坚固性系数局部会小于4甚至更低，过渡层厚度10m完全无法满足安全条件。这类矿区，采用分段空场嗣后充填采矿法开采，极易导致顶板破裂。
发明人通过长短锚杆与挂网4配合支护，而后注浆加固的设计，使得在这类矿岩环境中，顶板上部的岩石形成整体性较佳的钢筋混凝土结构，极大的提高了其强度和坚固性系数，使之能够满足安全条件。发明人的设计是基于普氏理论计算、厚跨比法、结构力学梁理论，专门针对局部不稳固矿岩环境。
发明人通过合理的设计支护方案，使得隔离顶柱较破碎区域得到了有效加固，有效避免顶板破裂引发作业及安全事故，从而使这类金属矿在使用分段空场嗣后充填采矿法进行下部矿石的回采时，能够具有高回收率和低贫化率。
优选的，所述挂网4采用6.5mm钢筋，网度不低于0.25×0.25m2。采用上述网度的钢筋网，其强度增幅完全能够满足需要。
为了更进一步保证顶板的强度，同时增加过渡层厚度，在挂网后，本发明喷射厚度为50～100mm的混凝土用以加固。
喷射混凝土，不但能对顶板强度加强，而且能够和钢筋网结合，形成钢筋混凝土层，强度大幅得到提升。同时，混凝土还能有效增加过渡层的厚度，使顶板能够满足安全要求。
如图6所示，为本发明的另一种实施方式。
本实施方式与本发明前述实施方式基本相同，其区别在于锚杆的布置方式的设计。
本实施方式中，所述回采进路在采场侧边时，开掘另一条进路后，两侧两条进路的锚杆布置采用交错布置的方式。也就是第一排如果打入两长五短共七根锚杆，第二排则打入三长四短共七根锚杆，第三排则再次是两长五短，以此类推。
这样能够进一步保证顶板的整体性。
未进行支护前，(见图7)隔离顶柱冒穿，覆盖岩层的废石进入采空区，未能形成空场。充填采场贫化率：15.73％；回采率：76.6％。
采用本发明所述支护方法对隔离顶柱进行支护后，隔离顶柱完整性较好未发生冒穿，采空区未混入上部废石。充填采场贫化率：11.25％；回采率：89.78％，提高回采率，降低了贫化率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以崩落法中最后一个水平作为隔离顶柱维持采场稳定，回采进路位置会出现两种情况：一是回采进路正好处于充填采场顶部中间位置，二是回采进路处于充填采场顶部边缘位置；
S2、针对情况一，回采进路在充填采场中部时，在回采进路的巷道(1)顶部打入长锚杆(2)护顶，对巷道(1)进行刷帮，而后打入长锚杆(2)和短锚杆(3)与挂网(4)配合支护，最后注浆加固；针对情况二，回采进路在充填采场侧边时，在回采进路的另一侧开掘一条相同断面尺寸的进路，而后打入长锚杆(2)和短锚杆(3)与挂网(4)与配合支护，最后注浆加固。
2.根据权利要求1所述的一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，其特征在于：以崩落法最后一个水平14m作为间柱，回采进路尺寸为3.6m×3.4m位于充填采场顶部中间位置及边缘位置。
3.根据权利要求1所述的一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，其特征在于：所述回采进路位于充填采场顶部中间时，在回采进路的巷道(1)顶部打入5m长锚杆(2)护顶，对巷道(1)进行刷帮，而后打入长锚杆(2)和2.5m短锚杆(3)与挂网(4)配合支护，最后注浆加固。
4.根据权利要求1所述的一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，其特征在于：所述回采进路在充填采场侧边时，在回采进路的另一侧采用光面爆破开掘一条相同断面尺寸的进路，而后打入5m长锚杆(2)和2.5m短锚杆(3)与挂网(4)配合支护，最后注浆加固。
5.根据权利要求1所述的一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，其特征在于：所述长、短锚杆采用菱形布置，长锚杆(2)网度不小于2×2m2；短锚杆(3)采用管缝式锚杆，网度不小于1×1m2；挂网(4)采用6.5mm钢筋，网度不低于0.25×0.25m2。
6.根据权利要求1所述的一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，其特征在于：所述挂网(4)及长、短锚杆布置完毕后，进行喷射混凝土加固，混凝土的喷射厚度为50～100mm。
7.根据权利要求1所述的一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法，其特征在于：所述回采进路在采场侧边时，采用光面爆破开掘另一条进路后，两侧两条进路的锚杆布置采用交错布置的方式。
CN202111463442.6A 2021-12-03 2021-12-03 一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法 Active CN114087016B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111463442.6A CN114087016B (zh) 2021-12-03 2021-12-03 一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111463442.6A CN114087016B (zh) 2021-12-03 2021-12-03 一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114087016A CN114087016A (zh) 2022-02-25
CN114087016B true CN114087016B (zh) 2023-09-26

Family

ID=80306408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111463442.6A Active CN114087016B (zh) 2021-12-03 2021-12-03 一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114087016B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114753843B (zh) * 2022-04-14 2023-01-20 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 一种提高地下矿山端部放砂采场充填接顶率的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011079538A1 (zh) * 2009-12-28 2011-07-07 河北邯邢矿冶设计院有限公司 一种分段充填采矿方法
CN205532656U (zh) * 2016-01-28 2016-08-31 山东能源集团有限公司 一种深井软弱围岩巷道支护装置
CN107130962A (zh) * 2017-05-23 2017-09-05 西北矿冶研究院 一种用于厚大矿体的分段崩矿嗣后胶结充填采矿方法
CN107939399A (zh) * 2017-11-25 2018-04-20 彝良驰宏矿业有限公司 一种多中段同时开采模式下水平矿柱回收方法及进路结构
CN110886612A (zh) * 2019-11-13 2020-03-17 铜陵有色金属集团股份有限公司 一种适合缓倾斜中厚矿体连续开采的采矿方法
CN111364997A (zh) * 2019-12-31 2020-07-03 武钢资源集团有限公司 上向进路-崩落联合采矿法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011079538A1 (zh) * 2009-12-28 2011-07-07 河北邯邢矿冶设计院有限公司 一种分段充填采矿方法
CN205532656U (zh) * 2016-01-28 2016-08-31 山东能源集团有限公司 一种深井软弱围岩巷道支护装置
CN107130962A (zh) * 2017-05-23 2017-09-05 西北矿冶研究院 一种用于厚大矿体的分段崩矿嗣后胶结充填采矿方法
CN107939399A (zh) * 2017-11-25 2018-04-20 彝良驰宏矿业有限公司 一种多中段同时开采模式下水平矿柱回收方法及进路结构
CN110886612A (zh) * 2019-11-13 2020-03-17 铜陵有色金属集团股份有限公司 一种适合缓倾斜中厚矿体连续开采的采矿方法
CN111364997A (zh) * 2019-12-31 2020-07-03 武钢资源集团有限公司 上向进路-崩落联合采矿法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
分段凿岩阶段嗣后充填法在金山店铁矿的试验研究;李铁一;王洋;王康;宋卫东;;矿业研究与开发;第35卷(第05期);第34-38页 *
锚索在崩落法转充填法开采隔离层支护中的应用;王奇伟;;现代矿业(第09期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114087016A (zh) 2022-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103590831B (zh) 一种缓倾斜薄-中厚矿体的新型采矿方法
CN103410515B (zh) 一种三软煤层往复式无煤柱综采方法
CN103821558B (zh) 煤矿采空区充填采矿及沿空留巷充填工艺
CN104358572B (zh) 大倾角急倾斜煤层自然垮落充填护巷无煤柱开采技术
CN102900449B (zh) 一种煤矿井下采空区顶板的支护方法
CN104632220B (zh) 缓倾斜中厚矿体条柱再造采场结构尺寸可调可控采矿方法
CN107191208A (zh) 沿空留巷巷旁柔性支护体与巷内刚性支护体联合支护方法
CN103397905A (zh) 煤层自然跨落充填、柔性护巷、完全沿空留巷系统及方法
CN104265295A (zh) 倾斜中厚煤层无人工巷旁充填及无煤柱沿空留巷方法
CN111425205B (zh) 急倾斜极薄矿体采矿支护方法
CN111456729A (zh) 一种急倾斜薄矿体的采矿方法
CN206205903U (zh) 一种控制深部巷道底臌的底板卸压加固结构
CN114087016B (zh) 一种崩落转充填开采隔离顶柱预控支护方法
CN110566238A (zh) 一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构及其方法
CN114592909A (zh) 一种极破碎厚大矿体下向分层进路充填采矿方法
CN110118085A (zh) 一种大采深大采高复合顶工作面两巷超前二次成巷方法
CN106761867A (zh) 急倾斜回采巷道围岩稳定支护设施及支护工艺
CN206280090U (zh) 急倾斜回采巷道围岩稳定支护设施
CN113605893A (zh) 一种预充填完全沿空掘巷围岩控制方法
Xia et al. Instability mechanism of extraction structure in whole life cycle in block caving mine
Chen et al. Failure mechanism and divisional differentiated control of surrounding rock in mining roadway under remaining coal pillar in close‐distance coal seam
CN110552731A (zh) 一种放顶煤回采巷道注浆锚索支护结构及其超前支护方法
CN115653602A (zh) 一种预留间隔式矿柱上向进路充填采矿法
CN113818882B (zh) 一种松散尾砂充填体下采场顶柱回收方法
CN1904313A (zh) 砼柱护顶采矿法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant