空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦巖欠穩(wěn)條件下厚大金屬礦床的空氣柱成井后退回采嗣后充填米礦法。該方法主要適用于傾角30?50° ,水平厚度25m以上,上盤(pán)圍巖穩(wěn)固但礦體較破碎,且要求作業(yè)安全性高、生產(chǎn)能力大、效率高的厚大傾斜礦體機(jī)械化開(kāi)采。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對(duì)于上盤(pán)圍巖穩(wěn)固的極厚大破碎傾斜礦體的開(kāi)采，國(guó)內(nèi)外較普遍采用無(wú)底柱分段崩落法、分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘斑M(jìn)路式膠結(jié)充填采礦法，如專(zhuān)利CN101718196 A公開(kāi)的“一種松軟破碎礦體開(kāi)采方法”采用無(wú)底柱分段崩落采礦方法，該方法雖工藝簡(jiǎn)單、安全性高、生產(chǎn)能力大，但缺點(diǎn)是貧化損失率大，對(duì)于高品位礦體開(kāi)采是不允許的，且易造成地表塌陷；專(zhuān)利CN 103075156 A公開(kāi)的“一種棋盤(pán)式礦房預(yù)護(hù)頂上向中深孔落礦分段充填采礦法”，該法將極厚大破碎礦體垂直走向劃分回采單元減少上盤(pán)及頂板暴露面積，在分段鑿巖平巷內(nèi)采用錨桿加金屬網(wǎng)預(yù)支護(hù)頂板，以中深孔進(jìn)行回采，雖然該法機(jī)械化程度高、貧損率小，但每次充填養(yǎng)護(hù)后都要重新打切割井，費(fèi)時(shí)費(fèi)力嚴(yán)重影響了回采進(jìn)度。專(zhuān)利CNlOl 158287 A公開(kāi)的“一種蜂巢結(jié)構(gòu)膠結(jié)充填采礦法”采用一種變形的下向進(jìn)路膠結(jié)充填法，將大斷面六邊形進(jìn)路分上下兩次爆破回采，上部爆破后提供自由面和補(bǔ)償空間，提高爆破效率，雖然較傳統(tǒng)進(jìn)路法，該法利用蜂巢結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、作業(yè)安全、生產(chǎn)能力大、充填效率高、貧損率低，但進(jìn)路采礦法工序復(fù)雜，管理復(fù)雜。
[0003]對(duì)于上盤(pán)圍巖穩(wěn)固的極厚大破碎傾斜礦體，且要求生產(chǎn)能力大、安全性高、貧損率低的礦體開(kāi)采，目前尚無(wú)有效的開(kāi)采方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法，其為一種安全、高效、生產(chǎn)能力大、低貧損的上盤(pán)圍巖穩(wěn)固的厚大破碎傾斜礦體空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法，其主要特征是:
①垂直礦體走向劃分一步礦房采場(chǎng)和二步礦柱采場(chǎng)，礦房采場(chǎng)和礦柱采場(chǎng)交錯(cuò)布置，礦房和礦柱的寬度均為10~12m ；
②在礦體聞度上將整個(gè)中段礦房和礦柱分別分成若干個(gè)10~15m的分段,各分段間由斜坡道連接；
③每個(gè)采場(chǎng)從礦體上盤(pán)向下盤(pán)用中深孔退采，視采場(chǎng)頂板穩(wěn)定情況，退采單元的長(zhǎng)度8?1m ；
④退采單元出礦完畢，緊靠未爆礦體布置空氣柱；
⑤充填養(yǎng)護(hù)后，直接爆破成槽。
[0006]在垂高上劃分分段進(jìn)行采準(zhǔn)工作，垂直走向每隔10~12m劃分采場(chǎng)，退采單元長(zhǎng)度10~12m;從礦體上盤(pán)向下盤(pán)退采，每退采一個(gè)單元，充填養(yǎng)護(hù)后再進(jìn)行下一礦段的回采工作。
[0007]采用中深孔落礦鏟運(yùn)機(jī)出礦，每個(gè)采場(chǎng)自礦體上盤(pán)至下盤(pán)回采。
[0008]空氣柱從上分段穿脈放下，緊靠未爆礦體布置在礦房或礦柱中央位置，斷面尺寸2mX 2m，充填料填實(shí)采空區(qū)后，空氣柱底部應(yīng)可承受住充填料帶來(lái)的水頭壓力。
[0009]充填體凝固后，分兩次爆破形成中深孔爆破自由面；第一次，靠近空氣柱部分礦體利用撤走空氣柱后形成的空腔作為自由面爆破成井；第二次，兩側(cè)礦體利用切割井作為自由面爆破成槽。
[0010]開(kāi)采時(shí)對(duì)采區(qū)充填體變形、自立性等情況進(jìn)行全程觀測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，調(diào)整包括充填配比和采場(chǎng)跨度在內(nèi)的參數(shù)。
[0011]本發(fā)明的積極效果在于:其一，利用空氣柱在充填體內(nèi)創(chuàng)造的空腔直接爆破成槽；其二，每個(gè)回采單元的頂板均是上盤(pán)穩(wěn)固圍巖，能實(shí)現(xiàn)極厚大破碎傾斜礦體的安全、高效與低貧損開(kāi)采。其三、省去了施工天井環(huán)節(jié)，提高了工作效率，節(jié)省了開(kāi)采成本。
[0012]本發(fā)明鑿巖、爆破、出礦、支護(hù)全部采用無(wú)軌設(shè)備，具有開(kāi)采安全性高，資源損失小，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)能力大，回采時(shí)間短等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明采礦方法結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1的II一II剖面圖。
[0015]圖3為圖1的III一III剖面圖。
[0016]圖4為圖1的IV — IV剖面圖。
[0017]圖5為回采單元分布形式及回采順序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明的方法如下:
(1)、在垂高上將礦體劃分分段進(jìn)行采準(zhǔn)，沿碎體走向劃分采場(chǎng)作為回采單元，每個(gè)采場(chǎng)用中深孔從上盤(pán)向下盤(pán)退采，多分段同時(shí)回采，控制采場(chǎng)頂板暴露面積，每回采一個(gè)礦段單元，充填養(yǎng)護(hù)后再進(jìn)行下一礦段的回采工作；
(2)、采用中深孔落礦，鏟運(yùn)機(jī)出礦，自礦體上盤(pán)向下盤(pán)回采，為安全出礦，下盤(pán)回采單元因控頂距過(guò)高，可用遙控鏟運(yùn)機(jī)對(duì)崩落礦石進(jìn)行回收；
(3)、空氣柱從上分段穿脈放下，緊靠未爆礦體布置在礦房(或礦柱)中央位置，斷面尺寸2mX 2m，充填料填實(shí)采空區(qū)后，空氣柱底部應(yīng)可承受住充填料帶來(lái)的水頭壓力；
(4)、充填體凝固后，孔分兩次爆破成槽。第一次,靠近空氣柱部分礦體利用撤走空氣柱后形成的空腔作為自由面爆破成井；第二次，利用第一次爆破形成的切割井作為自由面爆破成槽；
(5)、開(kāi)采時(shí)對(duì)采區(qū)充填體變形、自立性等情況進(jìn)行全程觀測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，調(diào)整充填配比和采場(chǎng)跨度等參數(shù)。
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0020](I)、如圖1至圖5，在垂高上將礦體劃分分段進(jìn)行采準(zhǔn)，沿碎體走向劃分采場(chǎng)作為回采單元，每個(gè)采場(chǎng)用中深孔從上盤(pán)向下盤(pán)退采，分段高為10m，留5m頂柱6，礦房礦柱等尺寸布置，寬度均為8m，采場(chǎng)長(zhǎng)度為礦體水平厚度。礦房(或礦柱)在垂直走向方向上劃分成4~5個(gè)回采單元，每個(gè)回采單元長(zhǎng)10m~12m，其詳細(xì)分布形式和開(kāi)采順序見(jiàn)圖5(圖中①、②、
③、④、⑤代表各回采單元的回采順序);
(2)、采準(zhǔn)工程:用下盤(pán)脈外分段平巷7和集中出礦溜井8的無(wú)軌采準(zhǔn)方式。脈外分段平巷7沿礦體走向布置在礦體下盤(pán)，各脈外分段平巷7通斜坡道相聯(lián)；同時(shí)在中段運(yùn)輸平巷I旁邊掘進(jìn)溜礦井8，通過(guò)溜井聯(lián)絡(luò)道與脈外分段平巷7聯(lián)通；在分段運(yùn)輸平巷內(nèi)每隔12m向礦體掘進(jìn)穿脈4至礦體上盤(pán)；
(3)、采場(chǎng)支護(hù):采場(chǎng)支護(hù)地點(diǎn)為采場(chǎng)頂板、穿脈，回采時(shí)，支護(hù)方式采用Pluton-17錨桿臺(tái)車(chē)支護(hù)頂板，局部比較破碎地段采用錨桿與金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)；
(4)、采場(chǎng)鑿巖:中深孔無(wú)軌設(shè)備開(kāi)采,使用SandvikDL330-5中深孔鑿巖臺(tái)車(chē)在穿脈4內(nèi)打上向中深孔，孔徑60?65mm ;拉槽中深孔鑿巖參數(shù)為排距1.0?1.2m，孔底距2.0m,回采區(qū)中深孔鑿巖參數(shù)為排距1.4m，孔底距2.0?2.4m ;
(5)、采場(chǎng)爆破:爆破使用粉狀銨梯炸藥和非電毫秒差導(dǎo)爆管，采場(chǎng)全面拉開(kāi)后進(jìn)行分次爆破，為減小爆破振動(dòng)，每次爆破2?3排，后退式開(kāi)采。除回采單元①需鑿巖爆破形成切割槽5外，其余切割槽通過(guò)兩次爆破成型，第一次，靠近橡膠氣柱3部分礦體利用撤走空氣柱后形成的空腔作為自由面爆破成井；第二次，利用第一次爆破形成的切割井作為自由面爆破成槽；
(6)、采場(chǎng)出礦:出礦采用1'(?0-25(?0柴油鏟運(yùn)機(jī)和遙控鏟運(yùn)機(jī)聯(lián)合出礦。如回采單元①和回采單元②的上盤(pán)三角部分，可用柴油鏟運(yùn)機(jī)出礦；當(dāng)控頂距大于10m，為保障人員安全，采用遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦，礦石經(jīng)中段出礦橫巷2，倒入放礦溜井；
(7)、采場(chǎng)通風(fēng):新鮮風(fēng)流由主斜坡道進(jìn)入脈外分段平巷，通過(guò)穿脈進(jìn)入采場(chǎng)，清洗工作面后，污風(fēng)經(jīng)采空區(qū)排到上分段穿脈，再經(jīng)回風(fēng)井，排至地表；
(8)、采場(chǎng)充填:一個(gè)回采單元回采完后，在穿脈4內(nèi)砌筑充填擋墻，從上分段穿脈放下空氣柱并緊靠未爆礦體中央位置布置，充氣后向采空區(qū)充入充填材料；最上分段充填需在頂柱6內(nèi)掘進(jìn)充填回風(fēng)平巷10聯(lián)通上中段運(yùn)輸平巷再進(jìn)行充填。
[0021]采場(chǎng)寬度、退采單元長(zhǎng)度、充填料配比及膠結(jié)充填體9強(qiáng)度等均通過(guò)礦巖力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)、力學(xué)分析與數(shù)值模擬分析獲得。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法，其主要特征是: ①垂直礦體走向劃分一步礦房采場(chǎng)和二步礦柱采場(chǎng)，礦房采場(chǎng)和礦柱采場(chǎng)交錯(cuò)布置，礦房和礦柱的寬度均為10~12m ； ②在礦體聞度上將整個(gè)中段礦房和礦柱分別分成若干個(gè)10~15m的分段,各分段間由斜坡道連接； ③每個(gè)采場(chǎng)從礦體上盤(pán)向下盤(pán)用中深孔退采，視采場(chǎng)頂板穩(wěn)定情況，退采單元的長(zhǎng)度8~10m ； ④退采單元出礦完畢，緊靠未爆礦體布置空氣柱； ⑤充填養(yǎng)護(hù)后，直接爆破成槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法，其特征在于:在垂高上劃分分段進(jìn)行采準(zhǔn)工作，垂直走向每隔10~12m劃分采場(chǎng)，退采單元長(zhǎng)度10~12m ;從礦體上盤(pán)向下盤(pán)退采，每退采一個(gè)單元，充填養(yǎng)護(hù)后再進(jìn)行下一礦段的回采工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法，其特征在于:采用中深孔落礦鏟運(yùn)機(jī)出礦，每個(gè)采場(chǎng)自礦體上盤(pán)至下盤(pán)回采。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法，其特征在于:空氣柱從上分段穿脈放下，緊靠未爆礦體布置在礦房或礦柱中央位置，斷面尺寸2mX 2m，充填料填實(shí)采空區(qū)后，空氣柱底部應(yīng)可承受住充填料帶來(lái)的水頭壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法，其特征在于:充填體凝固后，分兩次爆破形成中深孔爆破自由面；第一次，靠近空氣柱部分礦體利用撤走空氣柱后形成的空腔作為自由面爆破成井；第二次，兩側(cè)礦體利用切割井作為自由面爆破成槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法，其特征在于:開(kāi)采時(shí)對(duì)采區(qū)充填體變形、自立性等情況進(jìn)行全程觀測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，調(diào)整包括充填配比和采場(chǎng)跨度在內(nèi)的參數(shù)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種礦巖欠穩(wěn)條件下厚大金屬礦床的空氣柱成井后退回采嗣后充填采礦法。在垂高上劃分分段進(jìn)行采準(zhǔn)，沿碎體走向劃分采場(chǎng)作為回采單元，每個(gè)采場(chǎng)用中深孔從上盤(pán)向下盤(pán)退采，多分段同時(shí)回采，控制采場(chǎng)頂板暴露面積。每開(kāi)采一段，出礦完畢，將空氣柱從上分段鑿巖巷道放下，緊靠未爆礦體布置；充填養(yǎng)護(hù)后，后排1~2排炮孔分兩次爆破成槽。采場(chǎng)寬度、每次回采長(zhǎng)度、充填料配比及充填體強(qiáng)度等均通過(guò)礦巖力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)、力學(xué)分析與數(shù)值模擬分析獲得。本發(fā)明鑿巖、爆破、出礦、支護(hù)全部采用無(wú)軌設(shè)備，具有開(kāi)采安全性高，資源損失小，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)能力大，回采時(shí)間短等特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】E21C41-22, E21F15-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104695960
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510068870
【發(fā)明人】武際春, 彭俊, 張雪楣, 趙國(guó)彥, 劉鵬金, 劉志祥, 蔣善波, 劉科偉, 尹土兵, 王雙玉
【申請(qǐng)人】山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日