CN114233295B - 一种一巷多用采矿法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一巷多用采矿法，涉及采矿技术领域，包括以下步骤：步骤一，对矿体的底部进行基础凿岩巷的开挖，沿基础凿岩巷开挖基础凿岩硐室，在各基础凿岩硐室进行上向的各中深孔设计，各中深孔呈扇形设置，根据各中深孔对矿体进行穿孔、爆破，在基础凿岩巷两侧形成基础矿柱，进行回采作业，回采后进行充填作业；步骤二，在基础凿岩巷的上方逐层进行开采。本发明不仅减少了矿房底部治理的费用，同时为后续中深孔施工、爆破装药作业、铲装作业提供安全的场所。由于底部结构的较好保留，使得采空区内无法回收的矿石量大大减少，提高了矿石回收率。
Description
技术领域
本发明涉及采矿技术领域，特别是涉及一种一巷多用采矿法。
背景技术
铁矿井下矿房回采采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法，不留顶柱和底柱，首采中段上部凿岩巷即为下中段回采时的底部凿岩巷。回采前，需对矿房上部凿岩巷道进行全断面扩刷，形成大跨度硐室，硐室宽为矿体厚度；矿房回采结束进行上中段回采时，上中段矿房底部结构被完全破坏，顶板冒落风险大大增加，给施工作业人员造成较大的安全隐患。
目前最相近的方案是在进行上中段矿房回采前，通过底部治理的方式，利用全尾砂胶结充填对矿房底部结构进行重塑。
现有技术主要问题是：
1、全断面扩刷形成大跨度硐室，矿房的底部结构被完全破坏，在进行上中段回采时顶板冒落风险大大增加。
2、进行矿房底部结构治理时，胶结充填体较原有围岩强度大大降低，无法对顶板、边帮形成有效支撑；且底部治理工序繁琐，施工周期长，无法保障生产接续稳定进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种一巷多用采矿法，解决了目前井下矿房底部结构破坏严重问题，降低了安全风险。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种一巷多用采矿法，包括以下步骤：
步骤一，对矿体的底部进行基础凿岩巷的开挖，沿基础凿岩巷开挖基础凿岩硐室，在各基础凿岩硐室进行上向的各中深孔设计，各中深孔呈扇形设置，根据各中深孔对矿体进行穿孔、爆破，在基础凿岩巷两侧形成基础矿柱，进行回采作业，回采后采用充填体进行充填作业；
步骤二，在基础凿岩巷的上方逐层进行开采，包括以下步骤：
A：在基础凿岩巷的上方进行上层凿岩巷的开挖，沿上层凿岩巷开挖各上层凿岩硐室，在各上层凿岩硐室进行上向的各中深孔以及下向的各深孔设计，各中深孔和各深孔均呈扇形设置，根据各中深孔和各深孔对矿体进行穿孔、爆破，在上层凿岩巷两侧形成上矿柱，在下向爆破区域的两侧形成下矿柱，对矿体进行回采作业，回采后进行充填作业；
B：在前一层的凿岩巷完成开采后，在前一层的凿岩巷的上方进行后一层的凿岩巷的开挖及开采，后一层的凿岩巷的开挖及开采与前一层的凿岩巷的开挖及开采过程相同；
C：自下而上逐层进行开采，直至开采完成。
优选地，所述步骤二中，对同一上层凿岩巷进行作业时，先对下向的各深孔进行爆破，对爆破后的矿体进行开采作业后，进行充填作业，然后再对上向的各深孔进行爆破，对爆破后的矿体进行开采作业后，进行充填作业。
优选地，各基础凿岩硐室和各上层凿岩硐室均靠近矿体的上盘且远离矿体的下盘。
优选地，各基础凿岩硐室和各上层凿岩硐室的宽度均为矿体厚度的一半。
优选地，各中深孔的孔径均为76mm，各中深孔的排距均为1.8m，各中深孔的孔底距均为2m。
优选地，各深孔的孔径均为165mm，各深孔的排距均为3m，各深孔的孔底距均为3.5m。
优选地，进行深孔和中深孔的设计时，孔网参数设计原则为大孔底距、小抵抗线。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的一巷多用采矿法可以较为完好的保留上矿柱和下矿柱形成的底部结构，上中段回采时不需要进行底部治理，且顶板稳固程度会明显好于底部治理。本发明不仅减少了矿房底部治理的费用，同时为后续中深孔施工、爆破装药作业、铲装作业提供安全的场所。由于底部结构的较好保留，使得采空区内无法回收的矿石量大大减少，提高了矿石回收率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的采矿法示意图；
图2为本发明的一巷多用采矿法示意图；
图3为本发明的余矿出矿示意图；
图4为本发明的出矿进路示意图；
其中：1-基础凿岩硐室，2-基础矿柱，3-上层凿岩硐室，4-上矿柱，5-下矿柱，6-中深孔，7-深孔，8-出矿进路，9-采空区，10-余矿，11-充填体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种一巷多用采矿法，解决了目前井下矿房底部结构破坏严重问题，降低了安全风险。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图2-图4所示：本实施例提供了一种一巷多用采矿法，包括以下步骤：
步骤一，对矿体的底部进行基础凿岩巷的开挖，沿基础凿岩巷开挖基础凿岩硐室1，在各基础凿岩硐室1进行上向的各中深孔6设计，各中深孔6呈扇形设置，根据各中深孔6对矿体进行穿孔、爆破，在基础凿岩巷两侧形成基础矿柱2，对矿体进行切割、拉底等回采作业，回采后采用充填体11进行充填作业；
步骤二，在基础凿岩巷的上方逐层进行开采，包括以下步骤：
A：在基础凿岩巷的上方进行上层凿岩巷的开挖，沿上层凿岩巷开挖各上层凿岩硐室3，在各上层凿岩硐室3进行上向的各中深孔6以及下向的各深孔7设计，各中深孔6和各深孔7均呈扇形设置，根据各中深孔6和各深孔7对矿体进行穿孔、爆破，在上层凿岩巷两侧形成上矿柱4，在下向爆破区域的两侧形成下矿柱5，对矿体进行切割、拉底等回采作业，回采后采用充填体11进行充填作业；
B：进行上层凿岩巷的开挖和开采过程中，在前一层的凿岩巷完成开采后，在前一层的凿岩巷的上方进行后一层的凿岩巷的开挖及开采，后一层的凿岩巷的开挖及开采与前一层的凿岩巷的开挖及回采过程相同；
本实施例中，对同一上层凿岩巷进行作业时，先对下向的各深孔7进行爆破，对爆破后的矿体进行开采作业后，进行充填作业，然后再对上向的各深孔7进行爆破，对爆破后的矿体进行开采作业后，进行充填作业；
本实施例中，在前一层的凿岩巷回采、充填完成后，根据上中段矿房底部结构保留情况及回采过程中矿石块度分别进行下一层的凿岩巷的凿岩硐室的设计优化及深孔7、中深孔6的设计优化；
C：自下而上逐层进行开采，直至开采完成。
本实施例中，各基础凿岩硐室1和各上层凿岩硐室3均靠近矿体的上盘且远离矿体的下盘。图2为矿体厚度的截面示意图，如图2所示，左侧为上盘，右侧为下盘。如图3所示，由于出矿进路8设置在下盘，各基础凿岩硐室1和各上层凿岩硐室3均靠近上盘且远离下盘时，位于下盘侧的上矿柱4的尺寸大于位于上盘侧的上矿柱4的尺寸，能够使出矿进路8向上盘方向延伸，便于出矿。在进行上向爆破时，回采形成采空区9，余矿10呈一定的倾斜角度，由于保留了上矿柱4，上盘侧的上矿柱4占据一定的空间，余矿10会向下盘侧方向运动，上盘侧的上矿柱4的保留可起到置换矿石的作用，便于矿石出矿。
由于矿体形状、倾角是不规则的、变化的，在进行凿岩硐室断面设计时，需充分考虑单个矿房矿体厚度、倾斜度。本实施例中，各基础凿岩硐室1和各上层凿岩硐室3的宽度均为矿体厚度的一半。本实施例中的基础凿岩硐室1和各上层凿岩硐室3的尺寸均小于现有技术中的硐室尺寸。
本实施例中，各中深孔6的孔径均为76mm，各中深孔6的排距均为1.8m，各中深孔6的孔底距均为2m。
本实施例中，各深孔7的孔径均为165mm，各深孔7的排距均为3m，各深孔7的孔底距均为3.5m。
本实施例中，进行深孔7和中深孔6的设计时，孔网参数设计原则为大孔底距、小抵抗线。
本实施例由于基础凿岩硐室1和上层凿岩硐室3的断面小，故矿房下向深孔7及上向中深孔6均采用扇形对称布孔，矿房回采结束后，同一侧的相邻的上矿柱4和下矿柱5形成截面类似三角形的三角矿柱，三角矿柱作为上中段矿房的底部结构对后续施工作业提供有效安全保障。
本实施例通过对基础凿岩巷和上层凿岩巷进行优化，在矿房的上盘侧开挖小断面的基础凿岩硐室1和上层凿岩硐室3，本实施例的基础凿岩巷和各上层凿岩巷可实现一巷多用，基础凿岩巷能够作为上向中深孔6的作业场所、回采爆破的落矿空间以及矿房两侧的出矿空间；各上层凿岩巷既能作为施工下向深孔7、上向中深孔6的作业场所，又可成为回采爆破的落矿空间，以及矿房两侧的出矿空间。
本实施例的一巷多用采矿法可以较为完好的保留上矿柱4和下矿柱5形成的底部结构，上中段回采时不需要进行底部治理，且顶板稳固程度会明显好于底部治理。本发明不仅减少了矿房底部治理的费用，同时为后续中深孔6施工、爆破装药作业、铲装作业提供安全的场所。由于底部结构的较好保留，使得采空区内无法回收的矿石量大大减少，提高了矿石回收率。
本实施例解决了目前井下矿房底部结构破坏严重问题，降低了安全风险，减少了巷道施工数量，节约了回采成本。
本实施例的一巷多用采矿法与现有技术相比，具有三方面的突出效益。一是安全效益，巷道开挖数量的减少大大降低了对围岩完整性的破坏，同时也减少了爆破作业，降低了安全风险；二是减少了巷道开挖费用，降低了开采成本，单个矿房回采降本50万元；三是上中段回采时，上盘侧的上矿柱4的保留可起到置换矿石的作用，下盘侧的上矿柱4的保留可起到延长出矿进路8的作用，使得采空区内余矿10大大减少。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种一巷多用采矿法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，对矿体的底部进行基础凿岩巷的开挖，沿基础凿岩巷开挖基础凿岩硐室，在各基础凿岩硐室进行上向的各中深孔设计，各中深孔呈扇形设置，根据各中深孔对矿体进行穿孔、爆破，在基础凿岩巷两侧形成基础矿柱，进行回采作业，回采后进行充填作业；
步骤二，在基础凿岩巷的上方逐层进行开采，包括以下步骤：
A：在基础凿岩巷的上方进行上层凿岩巷的开挖，沿上层凿岩巷开挖各上层凿岩硐室，在各上层凿岩硐室进行上向的各中深孔以及下向的各深孔设计，各中深孔和各深孔均呈扇形设置，根据各中深孔和各深孔对矿体进行穿孔、爆破，在上层凿岩巷两侧形成上矿柱，在下向爆破区域的两侧形成下矿柱，对矿体进行回采作业，回采后进行充填作业；
B：在前一层的凿岩巷完成开采后，在前一层的凿岩巷的上方进行后一层的凿岩巷的开挖及开采，后一层的凿岩巷的开挖及开采与前一层的凿岩巷的开挖及开采过程相同；
C：自下而上逐层进行开采，直至开采完成；
各基础凿岩硐室和各上层凿岩硐室均靠近矿体的上盘且远离矿体的下盘；
矿进路设置在下盘。
2.根据权利要求1所述的一巷多用采矿法，其特征在于：所述步骤二中，对同一上层凿岩巷进行作业时，先对下向的各深孔进行爆破，对爆破后的矿体进行开采作业后，进行充填作业，然后再对上向的各深孔进行爆破，对爆破后的矿体进行开采作业后，进行充填作业。
3.根据权利要求1所述的一巷多用采矿法，其特征在于：各基础凿岩硐室和各上层凿岩硐室的宽度均为矿体厚度的一半。
4.根据权利要求1所述的一巷多用采矿法，其特征在于：各中深孔的孔径均为76mm，各中深孔的排距均为1.8m，各中深孔的孔底距均为2m。
5.根据权利要求1所述的一巷多用采矿法，其特征在于：各深孔的孔径均为165mm，各深孔的排距均为3m，各深孔的孔底距均为3.5m。
6.根据权利要求1所述的一巷多用采矿法，其特征在于：进行深孔和中深孔的设计时，孔网参数设计原则为大孔底距、小抵抗线。
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