專利名稱：一種頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采礦方法，特別是涉及一種頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，主要適用于礦體頂?shù)装迤扑?、礦體穩(wěn)固、礦石品位較高、地表不允許崩落的緩傾斜中厚礦體。
背景技術(shù)：
頂?shù)装宀环€(wěn)固的緩傾斜中厚礦體一直是礦業(yè)界公認的難采礦體，對于此類礦體的開采，傳統(tǒng)的方法主要有底盤漏斗分段空場法、超前切頂房柱法，但效果一直不是很理想， 無法實現(xiàn)此類礦體的安全高效低成本開采。國內(nèi)許多礦山的生產(chǎn)實踐表明，這些方法都在不同程度上存在缺點。前者存在的突出問題是采切工程量大，千噸采切比高，導(dǎo)致采礦成本居高不下，而且工人大量時間用于辟漏，導(dǎo)致盤區(qū)采準時間過長，工人勞動強度增大；而遇到底盤不穩(wěn)固時，很難在底盤形成穩(wěn)固的漏斗，若把漏斗上移至礦體中，則會大大增加貧化損失。后者存在的主要問題是工藝復(fù)雜，安全可靠的護頂技術(shù)實施難度大、成本高、而且效果不理想，礦石品位變化較大的情況下，不便進行分采。因此，頂?shù)装迤扑槌蔀橄拗圃擃惖V體安全高效低成本開采的瓶頸所在。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能將安全、高效、低成本有效結(jié)合在一起的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，將礦體分為上下兩層兩步驟回采，采用進路式回采上分層礦體，光面爆破，中心孔錐形掏槽， 隔一采一充一，逐步在整個盤區(qū)形成人工再造頂板；采用高效率的上向扇形中深孔落礦回采下部礦體，后退式回采，鏟運機出礦，盡量減少鏟運機進入空區(qū)的時間和機率，確?；夭蛇^程安全。
具體步驟如下
(1)將礦體劃分為中段，中間留沿走向的連續(xù)礦柱，再通過沿傾向的盤區(qū)間柱把礦體劃分為盤區(qū)，盤區(qū)內(nèi)沿走向布置若干采場；
(2)在沿走向的連續(xù)礦柱底板位置布置鏟運機主進路，通過聯(lián)絡(luò)道溝通各采場，并在礦體一端與斜坡道溝通；在沿傾向的盤區(qū)間柱底板位置布置鏟運機分支進路，作為溝通各中段的通道；在盤區(qū)上端頂板位置布置充填平巷，盤區(qū)上端底板位置布置切割平巷，盤區(qū)下端頂板位置布置上分層回采平巷；
(3)盤區(qū)整體上分為上下兩層兩步驟回采，先采上分層礦體，廢石膠結(jié)充填形成人工再造頂板，人工再造頂板形成后，下分層礦體采用高效率的中深孔大量落礦，鏟運機出礦，經(jīng)采場溜井下放至采區(qū)運輸平巷，井下電機車裝車運走。
所述的連續(xù)礦柱和盤區(qū)間柱的結(jié)構(gòu)尺寸為12m。
盤區(qū)沿走向長100m，包括一條連續(xù)礦柱12m，沿傾向長80m，包括一條盤區(qū)間柱12m。上下兩分層礦體厚度分別為:3m和9m。上分層礦體采用進路法回采，進路規(guī)格^iX :3m，炮孔深度3m，光面爆破，中心孔錐
形掏槽，隔一采一充一。下分層礦體采用上向扇形中深孔落礦，采場規(guī)格llmX9m，炮孔排距1. 5-2. Om,-次爆破2-3排，回采步距5m左右，隔一采一充一，后退式回采。采用井下移動充填設(shè)備加壓泵送砂石膠結(jié)充填材料構(gòu)筑人工再造頂板。本發(fā)明在構(gòu)筑上部人工再造頂板時，采用井下移動充填設(shè)備加壓泵送構(gòu)筑，初期采用灰砂體積比1 4的砂石膠結(jié)充填，后期采用灰砂體積比1 8的砂石膠結(jié)充填，充填前，先在進路底板鋪一層30mm厚的碎礦石，在進路底板鋪設(shè)直徑IOmm的橫向和縱向鋼筋， 縱橫鋼筋交接點用鐵絲搭結(jié)，為縮短施工時間，不加副筋，用金屬網(wǎng)代替，并用掛筋懸吊在頂板錨桿處，以提高人工頂板的強度。為了提高間隔回采進路充填體之間的整體穩(wěn)定性，在回采完兩邊已充填的進路時，先在充填體兩側(cè)下部適當位置打水平眼，而后插入錨桿或鋼筋，隨后充填。同時，適當協(xié)調(diào)進路規(guī)格和采場寬度，盡量保持采場兩端和進路處于搭接關(guān)系，使人工再造頂板的受力情況更理想。采用上述技術(shù)方案的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，人工再造頂板采用井下移動充填設(shè)備加壓泵送構(gòu)筑，有效解決常規(guī)充填接頂難、強度低的問題，保證開采環(huán)境安全可靠。本發(fā)明將兩種采礦方法有機的融為一體，使安全和高效在同一采場不同位置同步實現(xiàn)，不僅再造了安全的回采環(huán)境，而且實現(xiàn)了高效的采礦工藝，采準工藝簡單，上下層之間作業(yè)干擾小，損失貧化得到有效控制，生產(chǎn)成本大幅降低。


圖1為本發(fā)明采礦方法上分層礦體回采俯視圖。圖2為本發(fā)明采礦方法下分層礦體回采俯視圖。圖3為圖1的B-B剖面圖。圖4為圖1的C-C剖面圖。圖5為人工再造頂板示意圖。圖6為回采進路和采場最佳搭接形式示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步闡述(1)將礦體劃分為中段，中間留沿走向的連續(xù)礦柱12m，再通過沿傾向的盤區(qū)間柱 4把礦體劃分為盤區(qū)，盤區(qū)間柱4寬12m，沿傾向長80m，沿走向長100m，盤區(qū)內(nèi)沿走向劃分成若干采場；(2)在連續(xù)礦柱底板位置沿走向布置鏟運機主進路1，規(guī)格:3mX;3m，通過采場聯(lián)絡(luò)道5溝通各采場，并在礦體一端與斜坡道溝通；在盤區(qū)間柱4底板位置沿傾向布置鏟運機分支進路11，規(guī)格:3mX :3m，作為溝通各中段的通道；在盤區(qū)上端頂板位置布置充填平巷3，規(guī)格;3mX :3m，盤區(qū)上端底板位置布置切割平巷12，規(guī)格!MX :3m，盤區(qū)下端頂板位置布置上分層回采平巷7，規(guī)格^iX : ;
(3)盤區(qū)整體上分為上下兩層兩步驟回采，先采上分層礦體，廢石膠結(jié)充填形成人工再造頂板2，人工再造頂板2形成后，下分層礦體采用高效率的中深孔大量落礦；(4)鏟運機出礦，經(jīng)采場溜井下放至采區(qū)運輸平巷，井下電機車裝車運走；(5)連續(xù)礦柱和盤區(qū)間柱最后從上階段往下階段依次后退式回采，鏟運機出礦。圖1、圖2、圖3、圖4和圖5為本發(fā)明的采礦方法標準方案示意圖。如圖1、圖2、圖 3、圖4和圖5所示，首先通過現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)數(shù)值模擬，確定連續(xù)礦柱和盤區(qū)間柱的結(jié)構(gòu)尺寸；在連續(xù)礦柱中部底板位置掘進鏟運機主進路1，于礦體的一端與鏟運機斜坡道聯(lián)通，在盤區(qū)間柱4中部底板位置掘進鏟運機分支進路11，作為溝通上下兩個中段的通道；在盤區(qū)上端頂板位置布置充填平巷3，盤區(qū)上端底板位置布置切割平巷12，盤區(qū)下端頂板位置布置上分層回采平巷7，盤區(qū)采場底板位置掘進鏟運機出礦巷道10，規(guī)格;3mX;3m，兼做鑿巖巷道，并與上部切割平巷12和下部鏟運機主進路1聯(lián)通；上分層采用進路式回采，隔一采一充一，回采進路6規(guī)格^iX :3m，炮孔深度3m，低矮式鑿巖臺車鑿巖，光面爆破，中心孔錐形掏槽，采用2#巖石乳化炸藥，裝藥器裝藥，非電導(dǎo)爆管起爆，鏟運機出礦，由溜井8下行至采區(qū)運輸平巷9，回采3-4個步距后一次噴錨支護；下分層回采時，首先以上部的切割井 13和切割平巷12作為自由面形成切割立槽，而后在出礦巷道10打上向扇形中深孔，后退式回采，一次崩礦2-3排，炮孔排距1. 5-2. 0m，孔底距1. 8-2. 0m，崩礦步距5m左右，YGZ-90打目艮，采用2#巖石乳化炸藥，裝藥器裝藥，非電導(dǎo)爆管起爆，鏟運機出礦，由采區(qū)溜井8下行至采區(qū)運輸平巷9。充填由充填平巷3連入充填管道，采用井下移動充填設(shè)備加壓泵送構(gòu)筑人工頂板，采場充填前先用鏟運機將部分廢石倒入空區(qū)，然后充填設(shè)備加壓泵送砂石膠結(jié)充填料。參見圖5和圖6，本發(fā)明在構(gòu)筑上部人工再造頂板2時，采用井下移動充填設(shè)備加壓泵送構(gòu)筑，初期采用灰砂體積比1 4砂石膠結(jié)15充填，后期采用灰砂體積比1 8砂石膠結(jié)14充填，充填前，先在進路底板鋪一層30mm厚的碎礦石21，在進路底板鋪設(shè)直徑IOmm 的橫向鋼筋19和縱向鋼筋18，縱橫鋼筋交接點用鐵絲搭結(jié)，為縮短施工時間，不加副筋，用金屬網(wǎng)20代替，并用掛筋17懸吊在頂板錨桿16處，以提高人工頂板的強度。為了提高間隔回采進路充填體之間的整體穩(wěn)定性，在回采完兩邊已充填的進路時，先在充填體兩側(cè)下部適當位置打水平眼，而后插入橫向22錨桿或鋼筋，隨后充填。同時，適當協(xié)調(diào)進路規(guī)格和采場寬度，盡量保持采場兩端和進路處于搭接關(guān)系，使人工再造頂板的受力情況更理想。在盤區(qū)回采過程中，同一分層采切、落礦、出礦、充填在不同進路(采場)協(xié)同的平行進行，同時為協(xié)調(diào)進路回采和下部大量回采的落(出)礦量時差關(guān)系，可以考慮在上部相鄰幾條進路采完且已充填好的情況下，同時回采其下部礦體。本發(fā)明將礦體回采過程中的安全和高效分割開來，使其在同一采場不同位置同步實現(xiàn)，同時降低了生產(chǎn)成本、減輕了工人勞動強度，有效控制了損失貧化，實現(xiàn)了頂?shù)装迤扑榈木弮A斜中厚礦體安全、高效、低成本開采。在本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，只要具備基本知識，就可以對本發(fā)明采礦方法的實施方式進行改進。本發(fā)明對上述實質(zhì)性技術(shù)方案提出了專利保護申請，其保護范圍應(yīng)包括具有上述技術(shù)特征的一切變化方式。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施方式而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容做出些許的改動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改，等同變化和修飾，均仍在本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于(1)將礦體劃分為中段，中間留沿走向的連續(xù)礦柱，再通過沿傾向的盤區(qū)間柱把礦體劃分為盤區(qū)，盤區(qū)內(nèi)沿走向布置若干采場；(2)在沿走向的連續(xù)礦柱底板位置布置鏟運機主進路，通過聯(lián)絡(luò)道溝通各采場，并在礦體一端與斜坡道溝通；在沿傾向的盤區(qū)間柱底板位置布置鏟運機分支進路，作為溝通各中段的通道；在盤區(qū)上端頂板位置布置充填平巷，盤區(qū)上端底板位置布置切割平巷，盤區(qū)下端頂板位置布置上分層回采平巷；(3)盤區(qū)整體上分為上下兩層兩步驟回采，先采上分層礦體，廢石膠結(jié)充填形成人工再造頂板，人工再造頂板形成后，下分層礦體采用高效率的中深孔大量落礦，鏟運機出礦，經(jīng)采場溜井下放至采區(qū)運輸平巷，井下電機車裝車運走。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于所述的連續(xù)礦柱和盤區(qū)間柱的結(jié)構(gòu)尺寸為12m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于盤區(qū)沿走向長100m，包括一條連續(xù)礦柱12m，沿傾向長80m，包括一條盤區(qū)間柱12m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于上下兩分層礦體厚度分別為:3m和9m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于上分層礦體采用進路法回采，進路規(guī)格-X :3m，炮孔深度3m，光面爆破，中心孔錐形掏槽，隔一采一充一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于下分層礦體采用上向扇形中深孔落礦，采場規(guī)格llmX9m，炮孔排距1. 5-2. 0m，一次爆破2_3 排，回采步距5m左右，隔一采一充一，后退式回采。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于采用井下移動充填設(shè)備加壓泵送砂石膠結(jié)充填材料構(gòu)筑人工再造頂板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于充填構(gòu)筑人工再造頂板時，初期采用灰砂體積比1 4的砂石膠結(jié)充填，后期采用灰砂體積比 1 8的砂石膠結(jié)充填。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于充填構(gòu)筑人工再造頂板時，先在進路底板鋪一層30mm厚的碎礦石，然后在進路底板鋪設(shè)直徑 IOmm的橫向和縱向鋼筋，間距均為1. 2m，縱橫鋼筋交接點用鐵絲搭結(jié)，用金屬網(wǎng)代替，并用掛筋懸吊在頂板錨桿處。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，其特征在于在回采完兩邊已充填的進路時，充填前先在充填體適當位置打水平眼，而后插入錨桿或鋼筋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頂板再造中深孔落礦嗣后充填采礦法，將礦體劃分為中段，中間留沿走向的連續(xù)礦柱，再通過沿傾向的盤區(qū)間柱把礦體劃分為盤區(qū)，盤區(qū)內(nèi)沿走向布置若干采場；在沿走向的連續(xù)礦柱底板位置布置鏟運機主進路，通過聯(lián)絡(luò)道溝通各采場，在沿傾向的盤區(qū)間柱底板位置布置鏟運機分支進路，作為聯(lián)通各中段的通道；盤區(qū)整體上分為上下兩層兩步驟回采，先采上層礦體，廢石膠結(jié)充填形成人工再造頂板，下層礦體采用高效率的中深孔大量落礦，鏟運機出礦，經(jīng)采場溜井下行至采區(qū)運輸平巷，井下電機車裝車運走。本發(fā)明再造了安全的回采環(huán)境，實現(xiàn)了高效的采礦工藝，采準工藝簡單，上下層之間作業(yè)干擾小，損失貧化得到有效控制，生產(chǎn)成本大幅降低。
文檔編號E21C41/16GK102518438SQ201210003869
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者周科平, 張亞明, 楊念哥, 翟建波, 胡普侖, 鄧紅衛(wèi), 雷濤, 高峰 申請人:中南大學(xué)